2013高考物理_考點(diǎn)18_重力勢能和彈性勢能

1、高考物理2009-2012年全國高考考題精選解析考點(diǎn)18 重力勢能和彈性勢能【考點(diǎn)知識方法解讀】1. 重力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān)。重力做功W=mgh。2. 重力勢能：Ep=mgh。重力勢能是相對量。重力勢能正負(fù)的物理意義是物體的重力勢能比參考面的重力勢能大還是小。3. 物體由于發(fā)生彈性形變所具有的能量叫做彈性勢能。輕彈簧的彈性勢能大小與形變量和彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)。彈簧的形變量越大，勁度系數(shù)越大，彈性勢能越大。同一輕彈簧無論壓縮或拉伸，只要形變量的絕對值相同，彈性勢能相同。4. 物體之間由于萬有引力作用而具有的能量叫做引力勢能?！咀钚氯旮呖嘉锢砭x解析】1. （2012福建理

2、綜）如圖，表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪，小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪（不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦）。初始時(shí)刻，A、B處于同一高度并恰好靜止?fàn)顟B(tài)。剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物塊A速率的變化量不同B機(jī)械能的變化量不同C重力勢能的變化量相同D重力做功的平均功率相同2（2010福建理綜）如圖6(甲)所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t=0時(shí)刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力隨時(shí)間t變化的圖像如圖6(乙)如示

3、，則At1時(shí)刻小球動能最大Bt2時(shí)刻小球動能最大Ct2t3這段時(shí)間內(nèi)，小球的動能先增加后減少Dt2t3這段時(shí)間內(nèi)，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能錯(cuò)誤。3.（2011新課標(biāo)理綜）一蹦極運(yùn)動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，至最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略，運(yùn)動員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是A運(yùn)動員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢能始終減小B蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負(fù)功，彈性勢能增加C蹦極過程中，運(yùn)動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點(diǎn)的選取有關(guān)3.答案：ABC4（2011全國理綜卷）我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時(shí)軌道

4、”上繞地球運(yùn)行(即繞地球一圈需要24小時(shí))；然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達(dá)“48小時(shí)軌道”和“72小時(shí)軌道”；最后奔向月球。如果按圓形軌道計(jì)算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比， A衛(wèi)星動能增大，引力勢能減小B衛(wèi)星動能增大，引力勢能增大 C衛(wèi)星動能減小，引力勢能減小D衛(wèi)星動能減小，引力勢能增大【答案】：D【解析】：變軌后軌道半徑增大，速度減小，衛(wèi)星動能減小，引力勢能增大，選項(xiàng)D正確。【點(diǎn)評】衛(wèi)星正常運(yùn)行時(shí)動能和引力勢能之和保持不變。5（2010上海理綜）高臺滑雪運(yùn)動員騰空躍下，如果不考慮空氣阻力，則下落過程中該運(yùn)動員機(jī)械能的轉(zhuǎn)換關(guān)系是A動能減少，重力勢能減少 B動能減少，重力勢

5、能增加C動能增加，重力勢能減少 D動能增加，重力勢能增加6.（2011北京理綜卷）如圖所示，長度為l的輕繩上端固定在O點(diǎn)，下端系一質(zhì)量為m的小球（小球的大小可以忽略）。（1） 在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為，小球保持靜止，畫出此時(shí)小球的受力圖，并求力F的大小。 （2） 由圖示位置無初速度釋放小球，求當(dāng)小球通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小及輕繩對小球的拉力。不計(jì)空氣阻力。6.【解析】：（1）受力圖見右。根據(jù)平衡條件，應(yīng)滿足Tcos=mg，Tsin=F拉力大小F=mgtan。（2）運(yùn)動中只有重力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，mgl(1-cos)=mv2。則通過最低點(diǎn)時(shí)，小球的速度大小v=根據(jù)牛頓第二定

6、律 ，T-mg=m，解得輕繩對小球的拉力T=mg+m= mgl(3-2cos)，方向豎直向上?！军c(diǎn)評】此題考查受力分析、電場力、平衡條件、機(jī)械能守恒定律、牛頓運(yùn)動定律等知識點(diǎn)。7（2011福建理綜卷）如圖為某種魚餌自動投放器中的投餌管裝置示意圖，其下半部AB是一長為2R的豎直細(xì)管，上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管，管口沿水平方向，AB管內(nèi)有一原長為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧。投餌時(shí)，每次總將彈簧長度壓縮到0.5R后鎖定，在彈簧上段放置一粒魚餌，解除鎖定，彈簧可將魚餌彈射出去。設(shè)質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時(shí)，對管壁的作用力恰好為零。不計(jì)魚餌在運(yùn)動過程中的機(jī)械能損失，且鎖定和解除鎖定時(shí)，均不改變彈

7、簧的彈性勢能。已知重力加速度為g。求：（1） 質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時(shí)的速度大小v1;（2） 彈簧壓縮到0.5R時(shí)的彈性勢能Ep;（3） 已知地面與水面相距1.5R，若使該投餌管繞AB管的中軸線OO在角的范圍內(nèi)來回緩慢轉(zhuǎn)動，每次彈射時(shí)只放置一粒魚餌，魚餌的質(zhì)量在到m之間變化，且均能落到水面。持續(xù)投放足夠長時(shí)間后，魚餌能夠落到水面的最大面積S是多少？7.解析：此題考查平拋運(yùn)動規(guī)律、牛頓運(yùn)動定律、豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動、機(jī)械能守恒定律等知識點(diǎn)。（1）質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時(shí)做圓周運(yùn)動的向心力完全由重力提供，則mg=m，解得 v1=. 4.5R=gt2，x1=v1t+R，由式解得x1=4R. 當(dāng)魚餌的質(zhì)量為2m/3時(shí)，設(shè)其到達(dá)管口C時(shí)速度大小為v2，由機(jī)械能守恒定律有Ep=mg(1.5R+