第4节 势能 同步训练（Word版含答案）

课时4.4 势能 同步训练册
一、单选题
1．（2021·甘肃·天水市第一中学高一期末）如图所示，一固定斜面高度为H，质量为m的小球以一定的初速度沿斜面从底端运动到顶端，已知重力加速度为g，可将小球视为质点，关于该过程中重力对小球做功的情况，下列判断正确的是（　　）
A．做负功，重力势能减少mgH B．做负功，重力势能增加mgH
C．做正功，重力势能减少mgH D．做正功，重力势能增加mgH
2．（2020·宁夏·石嘴山市第三中学高三阶段练习）一根弹簧的弹力F一伸长量x图线如图所示，那么弹簧由伸长量4cm变到伸长量8cm的过程中，弹力做的功和弹性势能的变化量分别为（　　）
A．1.8J，-1.8J B．-1.8J，1.8J C．3.6J，-3.6J D．-3.6J，3.6J
3．（2021·江苏·海安市南莫中学高一期中）如图所示，质量为m的工件悬吊在水平操作台面上方，工件重心离地面的高度为h1，操作台面离地面的高度为h2，已知重力加速度为g，若选操作台面为零势能面，则工件的重力势能为（　　）
A．mgh1 B．mgh2 C．mg（h1-h2） D．mg（h1+h2）
4．（2020·湖南怀化·高一期末）质量为m的物体从离地面高度h1的A点由静止释放，落到离地面高度的h2的B点时，速度为v，已知重力加速度为g，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．若选择B点所处的水平面为参考平面，则物体在A点的重力势能大小为mgh1
B．若选择B点所处的水平面为参考平面，则物体在地面的重力势能大小为mgh2
C．若选择地面为参考平面，从A到B满足
D．参考平面的选取会影响物体在A、B两点的重力势能大小，进而影响物体从A到B重力做功的大小
二、多选题
5．（2022·全国·高一专题练习）有关重力势能的变化，下列说法中正确的是（　　）
A．物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是1J，但物体重力势能的增加量有可能不是1J
B．从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛，落到地面上时，物体重力势能的变化是相同的
C．从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能的减少量是相同的
D．物体运动中重力做功是–1J，但物体重力势能的增加量不是1J
6．（2022·内蒙古·赤峰二中高一期末）如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动。若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴Ox，小球的速度v随时间t变化的图象如图乙所示。其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BC是平滑的曲线，则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，下列说法正确的是（　　）
A．xA＝h，aA＝0 B．xA＝h，aA＝g
C．xB＝h＋，aB＝0 D．xC＝h＋，aC＝0
7．（2020·山东·济南一中高三期中）如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有质量为的物块，系统处于静止状态，此时弹簧的压缩量为。现用一竖直向上的力使物块向上运动，表示物块离开初始位置的位移，拉力随变化图像如图所示，其斜率为弹簧的劲度系数，则下列说法正确的是（　　）
A．物块向上做匀加速直线运动
B．物块刚开始运动的瞬间加速度为
C．物块向上运动的过程中，弹簧与物块整体机械能守恒
D．当弹簧恢复原长的瞬间，物块的速度
8．（2020·山东·高三阶段练习）我们知道，处于自然状态的水都是向重力势能更低处流动的，当水不再流动时，同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力势能，即水面是等势面。通常稳定状态下水面为水平面，但将一桶水绕竖直固定中心轴以恒定的角速度ω转动，稳定时水面呈凹状，如图所示。这一现象依然可用等势面解释：以桶为参考系，桶中的水还多受到一个“力”，同时水还将具有一个与这个“力”对应的“势能”。为便于研究，在过桶竖直轴线的平面上，以水面最低处为坐标原点、以竖直向上为y轴正方向建立xOy直角坐标系，质量为m的小水滴（可视为质点）在这个坐标系下具有的“势能”可表示为Epx＝－mω2x2。该“势能”与小水滴的重力势能之和为其总势能，水会向总势能更低的地方流动，稳定时水表面上的相同质量的水将具有相同的总势能。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（　　）
A．与该“势能”对应的“力”对水面上小水滴做功与路径有关
B．水面稳定时，水面上同等质量的小水滴的重力势能和该“势能”之和相等
C．水面稳定时，水面上同等质量的小水滴位置越高，该“势能”越小
D．水面上的小水滴受到重力和该“势能”对应的“力”的合力，与水滴所在位置的切面垂直
9．（2018·山东日照·高一期中）如图甲所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计。物块（可视为质点）的质量为m，在水平桌面上沿x轴运动，以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx，k为弹簧的劲度系数。图乙为F随x变化的示意图。物块沿x轴从O点运动到位置x1的过程中，根据F-x的图象，判断下列结果正确的是（　　）
A．弹力做的功为F1x1 B．弹力做的功为F1x1
C．弹性势能增加了kx12 D．弹性势能减少了kx12
10．（2020·吉林·高一期末）如图所示，质量为m的小球从距离桌面高为H处释放，若以释放点为参考平面，则小球落地时的重力势能和整个过程中重力所做的功为（　　）
A．小球落地时的重力势能为 B．小球落地时的重力势能为
C．整个过程中重力所做的功为 D．整个过程中重力所做的功为
11．（2022·全国·高一专题练习）如图所示，一质量为m的物块（可视为质点）静置在水平地面上，物块上竖直安装一根原长为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手竖直向上缓慢拉弹簧的上端P点，直到物块离开地面一段距离后停止向上运动，测得P点到水平地面的距离为H，待整个装置在空中稳定，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．以地面为零势能面，则物块在空中的重力势能值为
B．此过程中物块重力势能增加了mgH
C．以空中P点为零势能面，则物块在空中的重力势能值为mgH
D．以空中P点为零势能面，则物块在空中的重力势能值为
三、填空题
12．（2021·辽宁·抚顺县高级中学校高三阶段练习）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F = kx， k的值与橡皮筋的原长L、横截面积s有关，理论与实验都表明 ，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。
① 在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是___________
A．N B．m C．N/m D．N/m2
② 小华通过实验测得该橡皮筋的一些数据，做出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图所示。由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k =___________N/m
③ 将橡皮筋拉长3cm的过程中克服橡皮筋弹力做的功为___________J
13．（2017·辽宁实验中学高一阶段练习）如图所示，木块A的质量为m，木块B的质量为2m，两木块中间连有一弹簧，开始时A静止在弹簧上面．今用力F缓慢向上提A，直到B恰好离开地面．设开始时弹簧的弹性势能为Ep1，B刚要离开地面时，弹簧的弹性势能为Ep2，若Ep1_____ Ep2（填＝、>、<）。
14．（2019·贵州·江口县淮阳中学高一期中）质量为m的小球，从离桌面H高处由静止自由下落，桌面离地面高度为h，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球此时的重力势能为_________；落地时的重力势能为_________．若以地面为参考平面，那么小球落地时重力势能为_________．
四、解答题
15．（2022·全国·高一专题练习）图是一个质量为m的物体被斜抛出去后的运动轨迹。
（1）在物体由抛出位置1运动到最高位置2的过程中，重力所做的功是多少？物体克服重力所做的功是多少？物体的重力势能增加了多少？
（2）在物体由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3的过程中，重力所做的功是多少？物体的重力势能减少了多少？
（3）在物体由位置1运动到位置3的过程中，重力所做的功是多少？物体的重力势能变化了多少？
16．（2020·上海·二模）如图，一质量m=2kg的滑块套在与水平面成θ=37°的细直杆上，直杆固定不动。现对滑块施加竖直向上的恒力F，从某时刻起滑块由静止开始运动，经过t=2s的时间，滑块通过的位移s=1m（g取 10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）：
(1)计算滑块运动的加速度大小；
(2)若 F=15N，计算滑块与细杆间的动摩擦因数；
(3)若以滑块初始位置为零势能面，计算运动 2s 后滑块具有的重力势能；
(4)若将重力场与电场类比，写出地球表面附近某点“重力势φG”的定义及定义式，并指明其单位。
17．（2020·湖南·衡阳市第二十六中学高二期中）图为儿童游乐园中一种滑道的示意图，滑道最高点A与最低点B之间的高度差h=1.8m。一个质量m=20kg的小孩（视为质点）沿左边的台阶登上滑道顶端，再从A点由静止开始沿滑道下滑。如果小孩在滑道上的AB段滑行时，受到的阻力忽略不计，重力加速度g=10m/s2：
(1)小孩沿左边的台阶向上登高的过程中，小孩的重力势能增加还是减少？
(2)求小孩从A点滑到B点的过程中，重力所做的功W；
(3)求小孩经过B点时的速度大小v。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
2．B
3．C
4．C
5．ABC
6．BC
7．AD
8．BCD
9．BC
10．BC
11．AD
12． D 500 0.225
13．<
14． mgH -mgh 0
15．(1) -mgh ，mgh ，mgh ；(2) mgh ，mgh ；(3)0，0。
16．(1)；(2)0.5；(3)12J或 -12J；(4)；单位为（或）
17．(1)重力势能增加；(2)；(3)
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