高中同步练习：重力势能和弹性势能
文档属性
| 名称 | 高中同步练习：重力势能和弹性势能 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 83.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2010-05-20 08:02:00 | ||
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文档简介
2010★大庆英杰工作室★高中同步练习
第二讲 重力势能和弹性势能
【典型例题】
【例1】关于重力势能的下列说法中正确的是( )
A、重力势能的大小只由重物本身决定
B、重力势能恒大于零
C、在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零
D、重力势能实际上是物体和地球所共有的
〖答案〗D
【例2】如图所示，桌面距地面0．8m，一物体质量为2kg，放在距桌面0．4m的支架上。
⑴、以地面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中，势能减少多少?
⑵、以桌面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中势能减少多少?
〖解析〗⑴、以地面为参考平面时，物体所在位置的高度为h1=1.2m，此时物体的重力势能为Ep1=mgh1=24J，物体到达桌面的高度为h2=0.8m，此时物体的重力势能为Ep2=mgh2=16J，则势能的减少量为ΔEp=Ep1－Ep2=8J
⑵、以桌面为参考平面时，物体所在位置的高度为h1=0.4m，此时物体的重力势能为Ep1=mgh1=8J，物体到达桌面的高度为h2=0m，此时物体的重力势能为Ep2=mgh2=0J，则势能的减少量为ΔEp=Ep1－Ep2=8J
【例3】质量是50kg的人沿着长150m、倾角为30°的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少?他克服重力所做的功是多少?他的重力势能增加了多少?
〖解析〗⑴、由三角关系可知，以最低点未参考平面，土丘的高度为h1=Lsin30o=75m，在上升的过程中，重力对物体做负功，其做功为W=－mgh1=－3.75×104J，人克服重力做的功为重力做功的相反数，则为W=mgh1=3.75×104J，在最低点，人的高度为h2=0m，此时物体的重力势能为Ep2=mgh2=0J，在最高点，人的高度为h1=75m，此时物体的重力势能为Ep1=mgh1=3.75×104J，则势能的增加量为ΔEp=Ep1－Ep2=3.75×104J
【例4】质量为m的物体沿不同I和II从A滑到B，如图所示，则重力所做的功
A、沿路径I重力做功最大
B、沿路径II重力做功最大
D、条件不足不能判断
C、沿路径I和II重力做功一样大
〖答案〗C
【例5】如图，表示一个斜抛物体的运动，当物体由抛出位置1运动到最高位置2时，重力做功是多少？重力势能改变了多少？由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时，重力做功和重力势能的变化是多少？由位置1运动到位置3呢？
解析：由位置1→2，重力做功-mgh，重力势能增大mgh；由位置2→3，重力做功mgh，重力势能减少mgh(增加-mgh)；由位置1→3，重力做功和势能变化均为零。
【例6】如图所示，劲度系数为k1的轻质弹簧的两端分别与质量为m1、m2的物体1、2拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物体2拴接，下端压在桌面上(不拴接)，整个系统处于平衡状态，现施力将物体1缓慢竖直上提，直到下面的那根弹簧脱离桌面，在此过程中，物体2的重力势能增加了___________，物体1的重力势能增加了 ．弹簧k1的弹性势能增加了 。弹簧k1的弹性势能增加了 。
解析：下面弹簧受到压力大小为(m1+ m2)g，压缩量，要使其离开桌面，m2应上升高度，则增加的重力势能为
．
对弹簧k1拉起的过程中，k1是由压缩状态转为拉伸状态，压缩的长度，当k2离开桌面时，k1伸长了，则上面物体能上升的高度为
．
所以，m1增加的重力势能为
【例7】如图所示，两根相同的轻弹簧S1和S2，劲度系统都为k = 4102N/m，悬挂的重物的质量分别为m1 = 2kg和m2 = 4kg，若不计弹簧质量，取g = 10m/s2，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为（ ）
A、5cm，10cm B、10cm， 5cm
C、15cm，10cm D、10cm， 15cm
〖答案〗C
【配套习题】
1、一个人从深4m的水井中匀速提取50N的水桶至地面，在水平道路上行走了12m，再匀速走下6m深的地下室，则此人用来提水桶的力所做的功为( )
A、500J B、1100J C、100J D、-100J
〖答案〗D
2、关于重力势能的说法，正确的是( )
A、重力势能是物体和地球所共有
B、重力势能的变化，只跟重力做功有关系，和其它力做功多少无关
C、重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表面以下为负
D、重力势能的增量等于重力对物体做的功
〖答案〗AB
3、关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是
A、物体克服重力做的功等于重力势能的增加
B、在同一高度，将物体以初速v0向不同的方向抛出，从抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等
C、重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功
D、用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和
〖答案〗AB
4、若物体m沿不同的路径I和II从A滑到B，如图所示，则重力所做的功为( )
A、沿路径I重力做功最大
B、沿路径II重力做功最大
C、沿路径I和II重力做功一样大
D、条件不足不能判断
〖答案〗C
5、一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是( )
A、铁块的重力势能大于木块的重力势能
B、铁块的重力势能等于木块的重力势能
C、铁块的重力势能小于木块的重力势能
D、上述三种情况都有可能
〖答案〗C
6、一个物体由h高处自由下落，下落的时间为t，关于重力做功和功率的说法中，正确的是( )。
A、下落的前t/2时间内重力做功比后t/2时间内少
B、下落的前t/2时间内重力做功的平均功率比后t/2时间内的小
C、下落的前h/2位移内重力做功比后h/2位移内少
D、下落的前h/2位移内重力做功的平均功率比后h/2位移内小
〖答案〗ABD
7、一物体以初速v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，则物体的重力势能-路程图像应是四个图中的( )
〖答案〗D
8、如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为（ ）
B、 C、 D、
〖答案〗C
9、如图所示，a、b两根相连的轻质弹簧，它们的劲度系数分别为ka = 1103N/m，kb= 2103N/m．原长分别为la = 6cm，lb = 4cm，在下端挂一物体G，物体受到的重力为10N，平衡时 （ ）
A、弹簧a下端受的拉力为4N，b下端受的拉力为6N
B、弹簧a下端受的拉力为10N，b下端受的拉力为10N
C、弹簧a的长度为7cm，b的长度为4.5cm
D、弹簧a的长度为6.4cm，b的长度为4.3cm
〖答案〗BC
10、质量为m的物体沿倾角为θ的斜面下滑，t秒内下滑了s，则其重力势能改变了_______。
〖答案〗：mgssinθ
第二讲 重力势能和弹性势能
【典型例题】
【例1】关于重力势能的下列说法中正确的是( )
A、重力势能的大小只由重物本身决定
B、重力势能恒大于零
C、在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零
D、重力势能实际上是物体和地球所共有的
〖答案〗D
【例2】如图所示，桌面距地面0．8m，一物体质量为2kg，放在距桌面0．4m的支架上。
⑴、以地面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中，势能减少多少?
⑵、以桌面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中势能减少多少?
〖解析〗⑴、以地面为参考平面时，物体所在位置的高度为h1=1.2m，此时物体的重力势能为Ep1=mgh1=24J，物体到达桌面的高度为h2=0.8m，此时物体的重力势能为Ep2=mgh2=16J，则势能的减少量为ΔEp=Ep1－Ep2=8J
⑵、以桌面为参考平面时，物体所在位置的高度为h1=0.4m，此时物体的重力势能为Ep1=mgh1=8J，物体到达桌面的高度为h2=0m，此时物体的重力势能为Ep2=mgh2=0J，则势能的减少量为ΔEp=Ep1－Ep2=8J
【例3】质量是50kg的人沿着长150m、倾角为30°的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少?他克服重力所做的功是多少?他的重力势能增加了多少?
〖解析〗⑴、由三角关系可知，以最低点未参考平面，土丘的高度为h1=Lsin30o=75m，在上升的过程中，重力对物体做负功，其做功为W=－mgh1=－3.75×104J，人克服重力做的功为重力做功的相反数，则为W=mgh1=3.75×104J，在最低点，人的高度为h2=0m，此时物体的重力势能为Ep2=mgh2=0J，在最高点，人的高度为h1=75m，此时物体的重力势能为Ep1=mgh1=3.75×104J，则势能的增加量为ΔEp=Ep1－Ep2=3.75×104J
【例4】质量为m的物体沿不同I和II从A滑到B，如图所示，则重力所做的功
A、沿路径I重力做功最大
B、沿路径II重力做功最大
D、条件不足不能判断
C、沿路径I和II重力做功一样大
〖答案〗C
【例5】如图，表示一个斜抛物体的运动，当物体由抛出位置1运动到最高位置2时，重力做功是多少？重力势能改变了多少？由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时，重力做功和重力势能的变化是多少？由位置1运动到位置3呢？
解析：由位置1→2，重力做功-mgh，重力势能增大mgh；由位置2→3，重力做功mgh，重力势能减少mgh(增加-mgh)；由位置1→3，重力做功和势能变化均为零。
【例6】如图所示，劲度系数为k1的轻质弹簧的两端分别与质量为m1、m2的物体1、2拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物体2拴接，下端压在桌面上(不拴接)，整个系统处于平衡状态，现施力将物体1缓慢竖直上提，直到下面的那根弹簧脱离桌面，在此过程中，物体2的重力势能增加了___________，物体1的重力势能增加了 ．弹簧k1的弹性势能增加了 。弹簧k1的弹性势能增加了 。
解析：下面弹簧受到压力大小为(m1+ m2)g，压缩量，要使其离开桌面，m2应上升高度，则增加的重力势能为
．
对弹簧k1拉起的过程中，k1是由压缩状态转为拉伸状态，压缩的长度，当k2离开桌面时，k1伸长了，则上面物体能上升的高度为
．
所以，m1增加的重力势能为
【例7】如图所示，两根相同的轻弹簧S1和S2，劲度系统都为k = 4102N/m，悬挂的重物的质量分别为m1 = 2kg和m2 = 4kg，若不计弹簧质量，取g = 10m/s2，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为（ ）
A、5cm，10cm B、10cm， 5cm
C、15cm，10cm D、10cm， 15cm
〖答案〗C
【配套习题】
1、一个人从深4m的水井中匀速提取50N的水桶至地面，在水平道路上行走了12m，再匀速走下6m深的地下室，则此人用来提水桶的力所做的功为( )
A、500J B、1100J C、100J D、-100J
〖答案〗D
2、关于重力势能的说法，正确的是( )
A、重力势能是物体和地球所共有
B、重力势能的变化，只跟重力做功有关系，和其它力做功多少无关
C、重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表面以下为负
D、重力势能的增量等于重力对物体做的功
〖答案〗AB
3、关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是
A、物体克服重力做的功等于重力势能的增加
B、在同一高度，将物体以初速v0向不同的方向抛出，从抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等
C、重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功
D、用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和
〖答案〗AB
4、若物体m沿不同的路径I和II从A滑到B，如图所示，则重力所做的功为( )
A、沿路径I重力做功最大
B、沿路径II重力做功最大
C、沿路径I和II重力做功一样大
D、条件不足不能判断
〖答案〗C
5、一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是( )
A、铁块的重力势能大于木块的重力势能
B、铁块的重力势能等于木块的重力势能
C、铁块的重力势能小于木块的重力势能
D、上述三种情况都有可能
〖答案〗C
6、一个物体由h高处自由下落，下落的时间为t，关于重力做功和功率的说法中，正确的是( )。
A、下落的前t/2时间内重力做功比后t/2时间内少
B、下落的前t/2时间内重力做功的平均功率比后t/2时间内的小
C、下落的前h/2位移内重力做功比后h/2位移内少
D、下落的前h/2位移内重力做功的平均功率比后h/2位移内小
〖答案〗ABD
7、一物体以初速v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，则物体的重力势能-路程图像应是四个图中的( )
〖答案〗D
8、如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为（ ）
B、 C、 D、
〖答案〗C
9、如图所示，a、b两根相连的轻质弹簧，它们的劲度系数分别为ka = 1103N/m，kb= 2103N/m．原长分别为la = 6cm，lb = 4cm，在下端挂一物体G，物体受到的重力为10N，平衡时 （ ）
A、弹簧a下端受的拉力为4N，b下端受的拉力为6N
B、弹簧a下端受的拉力为10N，b下端受的拉力为10N
C、弹簧a的长度为7cm，b的长度为4.5cm
D、弹簧a的长度为6.4cm，b的长度为4.3cm
〖答案〗BC
10、质量为m的物体沿倾角为θ的斜面下滑，t秒内下滑了s，则其重力势能改变了_______。
〖答案〗：mgssinθ