8-2
重力势能(弹性势能)
课后作业
1、关于重力势能,下列说法中正确的是(
)
A.
重力势能的大小只由物体本身决定
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.
重力势能是物体和地球所共有的
2、铅笔从桌面掉到地上,此过程中( )
A.
重力做正功,铅笔的重力势能减小
B.
重力做负功,铅笔的重力势能减小
C.
重力做正功,铝笔的重力势能增大
D.
重力做负功,铅笔的重力势能增大
3、物体在某一运动过程中,重力对它做了40
J的负功,下列说法中正确的是( )
A.
物体的高度一定升高了
B.
物体的重力势能一定减少了40
J
C.
物体重力势能的改变量不一定等于40
J
D.
物体克服重力做了40
J的功
4、关于弹簧的弹性势能,下列说法中正确的是(
)
A.
当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大
B.
当弹簧变短时,它的弹性势能一定变小
C.
弹簧长度相同的弹簧具有相同的弹性势能
D.
在弹簧被拉伸的长度相同时,劲度系数k越大的弹簧,它的弹性势能越大
5、起重机将质量为50kg的物体从地面提升到10m高处(),在这个过程中,下列说法中正确的是( )
A.
重力做正功,重力势能减少
B.
重力做正功,重力势能增加
C.
重力做负功,重力势能减少
D.
重力做负功,重力势能增加
6、关于重力势能,下列说法中正确的是( )
A.
物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定
B.
物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大
C.
一个物体的重力势能从变化到,重力势能减少了
D.
重力势能的变化量与零势能面的选取无关
7、下列关于物体重力势能的说法中正确的是( )
A.
物体的重力势能增大,该物体一定克服重力做功
B.
物体的重力势能减小,该物体一定克服重力做功
C.
取相同零势面,两个质量不同的物体在同一位置可能具有相同的重力势能
D.
两个质量不同的物体所具有的重力势能可能不同,质量小的可能大
8、如图所示,某同学将一质量为3kg的铅球从离地1.8m高出斜向上推出,铅球运动到最高点时离地高度为2.5m.若以抛出点所在平面为重力势能的参考平面,下列说法正确的是(
)
A.
铅球在最高点时的重力势能为21J
B.
铅球在地面时的重力势能为54J
C.
铅球在最高点时的重力势能为75J
D.
铅球在地面时的重力势能为0
9、如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高H处自由落下,假设桌面处的重力势能为0,则小球落到地面前瞬间的重力势能为( )
A.
mgh
B.
mgH
C.
mg(h+H)
D.
-mgh
10、完全相同的甲、乙、丙三个小球,分别沿如图所示路径,从相同高度滑到同一水平面上,下列说法正确的是( )
A.
重力对甲球做功最多
B.
重力对乙球做功最多
C.
重力对丙球做功最多
D.
重力对三个小球做功一样多
11、为了安全,跨河大桥通常建成拱形,如图所示,、为水平面上的两点,点为拱桥的最高点,且最高点距离水平面的高度为,一质量为的卡车以恒定不变的速率由经到达点。则( )
A.
由于、在同一水平面上,则卡车在整个运动过程中重力始终不做功
B.
卡车的重力势能先减小后增大,重力先做负功后做正功
C.
卡车的重力势能先增大后减小,重力先做正功后做负功
D.
卡车的重力势能先增大后减小,重力先做负功后做正功
12、如图所示,质量为m的小球从曲面左侧上的A点滚下,经过最低点后滚到曲面右侧上的B点。已知A点距最低点的高度为h1,B点距最低点的高度为h2。求小球从A点滚到B点的过程中,重力做了多少功?小球的重力势能变化了多少?
13、关于弹性势能,下列说法中正确的是( )
A.
只要发生形变物体就具有弹性势能
B.
弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关
C.
当弹簧的弹力做正功时,弹性势能增加
D.
弹性势能必须通过弹力做功来改变
14、如图所示,一简易升降机在箱底装有若干个相同的轻弹簧,在某次事故中,升降机吊索在空中突然断裂,忽略摩擦及其它阻力,升降机在从弹簧下端刚接触地面开始到运动到最低点的一段过程中,弹簧始终在弹性限度内,则下列关于升降机的加速度大小a、速度大小v、升降机重力做功WG、弹簧整体的弹性势能EP与升降机向下位移x的关系的图像中可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
15、如图所示,在光滑的水平面上有一物体,它的左端连一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F作用下物体处于静止状态,当撤去F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.
弹簧的弹性势能逐渐减小
B.
弹簧的弹性势能逐渐增大
C.
弹簧的弹性势能先增大后减小
D.
弹簧的弹性势能先减小后增大
16、如图所示,质量的物块放置在竖直固定的弹簧上方(未栓接),用力向下压物块至某一位置,然后由静止释放,取该位置为物块运动的起始位置,物块上升过程的图像如图所示,不计空气阻力,重力加速度。则下列说法正确的是( )
A.
物块运动过程的最大加速度大小为
B.
弹簧的劲度系数为
C.
弹簧最大弹性势能为
D.
物块加速度为0时离开弹簧
8-2
重力势能(弹性势能)
课后作业
1、关于重力势能,下列说法中正确的是(
)
A.
重力势能的大小只由物体本身决定
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.
重力势能是物体和地球所共有的
【答案】D
【解析】重力势能取决于物体的重力和高度;故A错误;重力势能的大小与零势能面的选取有关,若物体在零势能面下方,则重力势能为负值;故B错误;重力势能的大小与零势能面的选取有关;若选取地面以上为零势能面,则地面上的物体重力势能为负;若选地面以下,则为正;故C错误;重力势能是由物体和地球共有的;故D正确;故选D.
2、铅笔从桌面掉到地上,此过程中( )
A.
重力做正功,铅笔的重力势能减小
B.
重力做负功,铅笔的重力势能减小
C.
重力做正功,铝笔的重力势能增大
D.
重力做负功,铅笔的重力势能增大
【答案】A
【解析】铅笔从桌面掉到地上,此过程中重力的方向与位移的方向相同,则重力做正功,铅笔的重力势能减小。
3、物体在某一运动过程中,重力对它做了40
J的负功,下列说法中正确的是( )
A.
物体的高度一定升高了
B.
物体的重力势能一定减少了40
J
C.
物体重力势能的改变量不一定等于40
J
D.
物体克服重力做了40
J的功
【答案】AD
【解析】A.重力做负功,物体位移的方向与重力方向之间的夹角一定大于90°,所以物体的高度一定升高了,故A正确;
BC.由于,故
所以物体的重力势能增加了40
J,故BC错误;
D.重力做负功又可以说成是物体克服重力做功,故D正确。
故选AD。
4、关于弹簧的弹性势能,下列说法中正确的是(
)
A.
当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大
B.
当弹簧变短时,它的弹性势能一定变小
C.
弹簧长度相同的弹簧具有相同的弹性势能
D.
在弹簧被拉伸的长度相同时,劲度系数k越大的弹簧,它的弹性势能越大
【答案】D
【解析】当弹簧变长时,它的弹性势能不一定增大,若弹簧处于压缩状态时,弹簧的弹性势能减小.故A错误;若处于压缩状态时,弹簧变短时,弹簧的弹性势能增大.故B错误;由,可知弹簧形变量相同时,弹簧具有相同的弹性势能.故C错误;由,可知在拉伸长度相同时,k越大的弹簧,它的弹性势能越大,故D正确.故选D.
5、起重机将质量为50kg的物体从地面提升到10m高处(),在这个过程中,下列说法中正确的是( )
A.
重力做正功,重力势能减少
B.
重力做正功,重力势能增加
C.
重力做负功,重力势能减少
D.
重力做负功,重力势能增加
【答案】D
【解析】50kg的物体从地面提升10m,重力做功
由重力做功与重力势能关系,可知重力势能增加,故D正确,ABC错误。
故选D。
6、关于重力势能,下列说法中正确的是( )
A.
物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定
B.
物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大
C.
一个物体的重力势能从变化到,重力势能减少了
D.
重力势能的变化量与零势能面的选取无关
【答案】D
【解析】A.由重力势能的表达式,知重力势能的大小与质量和高度两个因素有关,而高度与零势能面的选择有关,所以当物体的位置一旦确定时,重力势能的大小并没有确定,故A错误;
B.由重力势能的表达式,知物体与零势能面的距离越大,若物体在零势能面的上方,重力势能为正值,它的重力势能也越大;若物体在零势能面的下方,重力势能为负值,它的重力势能则越小,故B错误;
C.重力势能是标量,一个物体的重力势能从变化到,重力势能增大了,故C错误;
D.重力势能的变化量,则知重力势能的变化量与高度差有关,则与零势能面的选取无关,故D正确。
故选D。
7、下列关于物体重力势能的说法中正确的是( )
A.
物体的重力势能增大,该物体一定克服重力做功
B.
物体的重力势能减小,该物体一定克服重力做功
C.
取相同零势面,两个质量不同的物体在同一位置可能具有相同的重力势能
D.
两个质量不同的物体所具有的重力势能可能不同,质量小的可能大
【答案】AD
【解析】A.物体的重力势能增大,该物体一定克服重力做功,选项A正确;
B.物体的重力势能减小,重力做正功,选项B错误;
C.根据
EP=mgh
可知,两个质量不同的物体在同一位置不可能具有相同的重力势能,选项C错误;
D.根据
EP=mgh
可知,两个质量不同的物体所具有的重力势能可能不同,质量小的可能大,选项D正确。
故选AD。
8、如图所示,某同学将一质量为3kg的铅球从离地1.8m高出斜向上推出,铅球运动到最高点时离地高度为2.5m.若以抛出点所在平面为重力势能的参考平面,下列说法正确的是(
)
A.
铅球在最高点时的重力势能为21J
B.
铅球在地面时的重力势能为54J
C.
铅球在最高点时的重力势能为75J
D.
铅球在地面时的重力势能为0
【答案】A
【解析】AC.最高点到零势能面的高度
,
则铅球在最高点时的重力势能为
,
故C错误,A正确;
BD.地面到零势能面的高度时的高度
,
则铅球在地面时的重力势能
,
故BD错误.
9、如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高H处自由落下,假设桌面处的重力势能为0,则小球落到地面前瞬间的重力势能为( )
A.
mgh
B.
mgH
C.
mg(h+H)
D.
-mgh
【答案】D
【解析】由题知,假设桌面处的重力势能为0,则小球落到地面前瞬间所处的高度为-h,故小球的重力势能为
故选D。
10、完全相同的甲、乙、丙三个小球,分别沿如图所示路径,从相同高度滑到同一水平面上,下列说法正确的是( )
A.
重力对甲球做功最多
B.
重力对乙球做功最多
C.
重力对丙球做功最多
D.
重力对三个小球做功一样多
【答案】D
【解析】重力做功与路径无关,只与初末位置有关,则根据W=mgh可知,重力对三个小球做功一样多。故选D。
11、为了安全,跨河大桥通常建成拱形,如图所示,、为水平面上的两点,点为拱桥的最高点,且最高点距离水平面的高度为,一质量为的卡车以恒定不变的速率由经到达点。则( )
A.
由于、在同一水平面上,则卡车在整个运动过程中重力始终不做功
B.
卡车的重力势能先减小后增大,重力先做负功后做正功
C.
卡车的重力势能先增大后减小,重力先做正功后做负功
D.
卡车的重力势能先增大后减小,重力先做负功后做正功
【答案】D
【解析】由M到O的过程中,卡车向高处运动,重力势能增大,重力做负功,由O到N的过程中,卡车向低处运动,重力势能减小,重力做正功。
A.
由于、在同一水平面上,则卡车在整个运动过程中重力始终不做功,与分析不符,故A错误;
B.
卡车的重力势能先减小后增大,重力先做负功后做正功,与分析不符,故B错误;
C.
卡车的重力势能先增大后减小,重力先做正功后做负功,与分析不符,故C错误;
D.
卡车的重力势能先增大后减小,重力先做负功后做正功,与分析相符,故D正确。
故选:D。
12、如图所示,质量为m的小球从曲面左侧上的A点滚下,经过最低点后滚到曲面右侧上的B点。已知A点距最低点的高度为h1,B点距最低点的高度为h2。求小球从A点滚到B点的过程中,重力做了多少功?小球的重力势能变化了多少?
【答案】mg(h1-h2) 减少了mg(h1-h2)
【解析】取小球经过曲面最低点所在的平面为零势能参考平面。小球由A点到B点的过程中,因重力做功只与物体的始末位置的高度有关,所以重力所做的功为:
小球在A点的重力势能为:,小球在B点的重力势能为:。小球由A点到B点的过程中重力势能变化量为:
13、关于弹性势能,下列说法中正确的是( )
A.
只要发生形变物体就具有弹性势能
B.
弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关
C.
当弹簧的弹力做正功时,弹性势能增加
D.
弹性势能必须通过弹力做功来改变
【答案】D
【解析】A.只有发生弹性形变的物体才具有弹性势能,A错误;
B.弹簧的弹性势能与形变量和劲度系数有关,B错误;
CD.弹性势能的变化总是与弹力做功相对应,当弹力做正功时,弹性势能减少,当弹力做负功时,弹性势能增加,C错误,D正确。
故选D。
14、如图所示,一简易升降机在箱底装有若干个相同的轻弹簧,在某次事故中,升降机吊索在空中突然断裂,忽略摩擦及其它阻力,升降机在从弹簧下端刚接触地面开始到运动到最低点的一段过程中,弹簧始终在弹性限度内,则下列关于升降机的加速度大小a、速度大小v、升降机重力做功WG、弹簧整体的弹性势能EP与升降机向下位移x的关系的图像中可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【解析】A.升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中,开始阶段,重力大于弹力,加速度方向向下,向下做加速运动,加速度大小
当重力和弹力相等以后,弹力大于重力,加速度方向向上,向下做减速运动,加速度大小
加速度的大小先减小后增大,因为刚接触弹簧时升降机有一定的速度,则最后触地时加速度大于g,故A正确;
B.由上述分析可知,升降机的速度先增加后减小,根据可知速度v与位移x并非线性关系,选项B错误;
C.升降机重力做功
即重力做功与x成正比关系,选项C正确;
D.弹簧克服弹力做功为
则弹性势能
则选项D错误。
故选AC。
15、如图所示,在光滑的水平面上有一物体,它的左端连一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F作用下物体处于静止状态,当撤去F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.
弹簧的弹性势能逐渐减小
B.
弹簧的弹性势能逐渐增大
C.
弹簧的弹性势能先增大后减小
D.
弹簧的弹性势能先减小后增大
【答案】D
【解析】撤去F后物体向右运动的过程中,弹簧的弹力先做正功后做负功,故弹簧的弹性势能先减小后增大。
A.弹簧的弹性势能逐渐减小,故A不符合题意;
B.弹簧的弹性势能逐渐增大,故B不符合题意;
C.弹簧的弹性势能先增大后减小,故C不符合题意;
D.弹簧的弹性势能先减小后增大,故D符合题意。
故选D。
16、如图所示,质量的物块放置在竖直固定的弹簧上方(未栓接),用力向下压物块至某一位置,然后由静止释放,取该位置为物块运动的起始位置,物块上升过程的图像如图所示,不计空气阻力,重力加速度。则下列说法正确的是( )
A.
物块运动过程的最大加速度大小为
B.
弹簧的劲度系数为
C.
弹簧最大弹性势能为
D.
物块加速度为0时离开弹簧
【答案】A
【解析】AD.由图可知,在位移为0.2m处加速度为零,在位移为0.3m后,加速度不变,即物体离开了弹簧,其加速度为重力加速度。所以有
在起始位置物体加速度最大,有
解得
A正确,D错误;
B.弹簧的劲度系数为
B错误;
C.弹簧恢复形变的过程中,弹簧弹力做的功为
C错误。
故选A。
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