2016-2017学年高一物理粤教版必修2课时作业：第四章 第二节动能 势能（含解析）

一、单项选择题
1．关于动能的概念，下列说法中正确的是(　　)
A．物体由于运动而具有的能叫做动能B．运动物体具有的能叫动能
C．运动物体的质量越大，其动能一定越大
D．速度较大的物体，具有的动能一定较大
解析：选A.物体由于运动而具有的能叫动能，但是运动的物体可以具有多种能量，如重力势能，内能等．故A正确，B错误；由公式Ek＝mv2可知，动能既与m有关，又与v有关，C、D均错．
2．升降机中有一质量为m的物体，当升降机以加速度a匀加速上升h高度时，物体增加的重力势能为(　　)
A．mgh
B．mgh＋mah
C．mah
D．mgh－mah
解析：选A.要分析重力势能的变化，只需分析重力做功．物体随升降机上升了h，物体克服重力做功W＝mgh，故物体的重力势能增加了mgh，A正确．
3．如图所示，甲、乙两名学生的质量都是m，当他们分别以图示的路径登上高为h的阶梯顶端A时，他们的重力做功情况是(　　)
A．甲的重力做功多
B．乙的重力做功多
C．甲、乙的重力做功一样多
D．无法判断
解析：选C.因为重力做功只与物体的初、末位置有关，与运动路径无关，所以甲、乙的重力做的功均为mgh，故C正确．
4．下列关于重力势能的说法中，正确的是(　　)
A．甲、乙两物体，甲的高度是乙的高度的2倍，那么甲的重力势能的数值一定是乙的重力势能的数值的2倍B．从同一高度将某一物体以不同的速率分别竖直上抛和平抛，则物体从抛出到落地的过程中，重力势能的变化是相同的
C．一物体从楼顶落到地面，若受到空气阻力的作用，则物体重力势能的减小量小于自由下落时重力势能的减小量D．重力做功时，不仅与物体运动的高度差有关，还与物体的运动性质、运动路径有关
解析：选B.重力势能的大小与物体的质量及参考平面的选取有关，故A错误；重力做功与路径无关，与物体的运动性质及其他受力情况无关，只与物体初、末位置的高度差及重力的大小有关，故B正确，C、D错误．
5．如图所示，长为L的细线拴一个质量为m的小球悬挂于O点，现将小球拉至与O点等高的位置且线恰被拉直，则放手后小球摆到O点正下方的过程中(　　)
A．小球的重力做的功大于mgL
B．小球的重力势能减少了mgL
C．线的拉力做的功为mgL
D．小球的重力势能变为0
解析：选B.小球的重力做的功应等于小球重力势能的减少，大小为mgL.线的拉力始终与小球运动方向垂直，不做功，小球的重力势能是否变为零应与零势能面的选取有关，只有B正确．
☆6.一根粗细均匀的长直铁棒重600
N，平放在水平地面上．现将一端从地面抬高0.50
m，而另一端仍在地面上，则(　　)
A．铁棒的重力势能增加了300
JB．铁棒的重力势能增加了150
J
C．铁棒的重力势能增加量为0
D．铁棒重力势能增加多少与参考平面选取有关，所以无法确定解析：选B.铁棒的重心升高的高度h＝0.25
m，铁棒增加的重力势能等于克服重力做的功，与参考平面选取无关，即ΔEp＝mgh＝600×0.25
J＝150
J，故B正确．
二、双项选择题
7．弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关(　　)
A．弹簧的长度
B．弹簧的劲度系数
C．弹簧的形变量
D．弹簧的原长
解析：选BC.弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数、弹簧的形变量有关，劲度系数越大，形变量越大，弹簧的弹性势能就越大．8．在下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是(　　)
A．甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的
B．甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的
C．甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的
D．质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动
解析：选CD.据动能的计算式Ek＝mv2知，若v甲＝2v乙，m甲＝m乙，则Ek甲＝2Ek乙，A错；若m甲＝2m乙，v甲＝v乙，则Ek甲＝Ek乙，B错；若m甲＝4m乙，v甲＝v乙，则Ek甲＝Ek乙，C正确；由于动能与速度方向无关，所以当m甲＝m乙且v甲、v乙大小相等时动能相等，D正确．
9．物体在运动过程中，克服重力做功100
J，则以下说法正确的是(　　)
A．物体的高度一定降低了
B．物体的高度一定升高了
C．物体的重力势能一定是100
J
D．物体的重力势能一定增加了100
J
解析：选BD.克服重力做功，即重力做负功，重力势能增加，高度升高．克服重力做多少功，重力势能就增加多少，但重力势能是相对的，增加100
J的重力势能，并不代表现在的重力势能就是100
J，故B、D正确．
☆10.
如图所示，水平地面上固定一竖直轻质弹簧，有一物体由弹簧正上方某位置竖直下落，从与弹簧接触后物体继续下落到速度变为零的过程中(　　)
A．物体的重力对物体做正功
B．物体的重力势能逐渐增大
C．弹簧的弹力对物体做负功
D．弹簧的弹性势能逐渐减小
解析：选AC.下落过程中，物体的高度变低，重力对物体做正功，重力势能减小，A正确，B错误；物体受到向上的弹力，此力对物体做负功，C正确；弹簧的形变量越来越大，则弹性势能逐渐变大，D错误．
三、非选择题
11．金茂大厦是上海的标志性建筑之一，它的主体建筑地上88层，地下3层，高420.5
m，是目前国内第三、世界第八高楼，如图所示．距地面340.1
m的第88层为国内迄今最大的观光厅，环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收眼底．质量为60
kg、身处第88层的游客，在下列情况中，他的重力势能各是多少？(取g＝10
m/s2)
(1)以地面为参考平面；
(2)以第88层为参考平面；
(3)以420.5
m的楼顶为参考平面，若他乘电梯从地面上升到88层，需克服重力做多少功？
解析：(1)以地面为参考平面，游客在第88层时，相对参考平面的高度为340.1
m，则他的重力势能
Ep1＝mgh＝60×10×340.1
J≈2.04×105
J.
(2)若以第88层为参考平面，游客在第88层的相对高度为零，故Ep2＝0.
(3)克服重力做的功与参考平面的选取无关，故克服重力做的功等于重力势能的增量
－ΔEp＝－WG＝mgh≈2.04×105
J.
答案：(1)2.04×105
J　(2)0　(3)2.04×105
J
12.
如图所示，在离地面高为H的地方，将质量为m的小球以初速度v0竖直向上抛出，上升的最大高度为h.取抛出位置所在的平面为参考平面．则：
(1)小球在最高点和落地处的重力势能各是多少？
(2)小球从抛出至落地的过程中，重力对小球做的功和重力势能的变化各是多少？
解析：(1)小球上升到最高点时，距参考平面的距离为h，所以小球在最高点具有的重力势能
Ep1＝mgh；落地时小球在参考平面下方H处，所以落地时小球具有的重力势能Ep2＝－mgH.
(2)由于重力做功与路径无关，所以小球从抛出至落地的过程中重力做功WG＝mgH.由公式WG＝－ΔEp得，这一过程中小球重力势能的变化ΔEp＝－mgH，负号表示重力势能减少．
答案：(1)mgh　－mgH　(2)mgH　减少了mgH