鞏固練習(xí) 重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能提高

1、.【穩(wěn)固練習(xí)】一、選擇題：1把一個(gè)物體從地面豎直向上拋出去，該物體上升的最大高度是h，假設(shè)物體的質(zhì)量為m，所受的空氣阻力恒為，那么在從物體被拋出到落回地面的全過(guò)程中 A重力所做的功為零 B重力所做的功為2mghC空氣阻力做的功為零 D空氣阻力做的功為2升降機(jī)中有一質(zhì)量為m的物體，當(dāng)升降機(jī)以加速度a勻加速上升h高度時(shí)，物體增加的重力勢(shì)能為 Amgh Bmgh+mah Cmah Dmgh-mah3江蘇省沙河抽水蓄能電站自2019年投入運(yùn)行以來(lái)，在緩解電力緊張方面獲得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益抽水蓄能電站的工作原理是，在用電低谷時(shí)如深夜，電站利用電網(wǎng)多余電能把水抽到高處蓄水池中，到用電頂峰時(shí)，再利用

2、蓄水池中的水發(fā)電如下圖蓄水池上游水庫(kù)可視為長(zhǎng)方體，有效總庫(kù)容量可用于發(fā)電為V，蓄水后水位高出下游水面H，發(fā)電過(guò)程中上游水庫(kù)水位最大落差為d統(tǒng)計(jì)資料說(shuō)明，該電站年抽水用電為2.4×108 kW·h，年發(fā)電量為1.8×108 kW·h那么以下計(jì)算結(jié)果正確的選項(xiàng)是水的密度為，重力加速度為g，涉及重力勢(shì)能的計(jì)算均以下游水面為零勢(shì)能面 A能用于發(fā)電的水的最大重力勢(shì)能B能用于發(fā)電的水的最大重力勢(shì)能C電站的總效率達(dá)75%D該電站平均每天所發(fā)電能可供給一個(gè)大城市居民用電電功率以105 kW計(jì)10 h4.運(yùn)發(fā)動(dòng)跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個(gè)過(guò)程將人和傘看成一個(gè)系統(tǒng)，在這

3、兩個(gè)過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A阻力對(duì)系統(tǒng)始終做負(fù)功 B系統(tǒng)受到的合外力始終向下 C重力做功使系統(tǒng)的重力勢(shì)能增加 D任意相等的時(shí)間內(nèi)重力做的功相等5.1970年4月24日，我國(guó)自行設(shè)計(jì)、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)發(fā)射成功，創(chuàng)始了我國(guó)航天事業(yè)的新紀(jì)元“東方紅一號(hào)的運(yùn)行軌道為橢圓軌道，如下圖，其近地點(diǎn)M和遠(yuǎn)地點(diǎn)N的高度分別為439 km和2384 km，那么 A衛(wèi)星在M點(diǎn)的勢(shì)能大于N點(diǎn)的勢(shì)能 B衛(wèi)星在M點(diǎn)的角速度大于N點(diǎn)的角速度 C衛(wèi)星在M點(diǎn)的加速度大于N點(diǎn)的加速度 D衛(wèi)星在N點(diǎn)的速度大于7.9km/s6.如下圖，演員正在進(jìn)展雜技表演由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過(guò)程中對(duì)雞蛋所做的功

4、最接近于 A0.3 J B3 J C30 J D300 J7.一根彈簧的彈力一位移圖線如下圖，那么彈簧由伸長(zhǎng)量8 cm到伸長(zhǎng)量4 cm的過(guò)程中，彈力做的功和彈性勢(shì)能的變化量為 A3.6 J，-3.6 J B-3.6 J，3.6 JC1.8 J，-1.8 J D-1.8 J，1.8 J8.在一次演示實(shí)驗(yàn)中，一壓緊的彈簧沿一粗糙程度面射出一小球，測(cè)得彈簧壓縮的間隔 d和小球在粗糙程度面滾動(dòng)的間隔 s如下表所示由此表可以歸納出小球滾動(dòng)的間隔 s跟彈簧壓縮的間隔 d之間的關(guān)系，并猜測(cè)彈簧的彈性勢(shì)能Ep跟彈簧壓縮的間隔 d之間的關(guān)系分別是選項(xiàng)中k1，k2是常量 實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234d/cm0.501.002

5、.004.00s/cm4.9820.0280.10319.5Ask1d，Epk2d Bsk1d，Epk2d2Csk1d2，Epk2d Dsk1d2，Epk2d2二、解答題：1如下圖，勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量為m1、m2的物塊1、2連接，勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧上端與物塊2連接，下端壓在桌面上不連接，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)現(xiàn)施力將物塊1緩慢地豎直上提，直到下面那個(gè)彈簧的下端剛脫離桌面在此過(guò)程中，物塊2的重力勢(shì)能增加了_，物塊1的重力勢(shì)能增加了_2.如下圖，直桿長(zhǎng)為2L，中點(diǎn)有一轉(zhuǎn)軸O，兩端分別固定質(zhì)量為2m、m的小球a和b，當(dāng)桿從程度位置轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，小球a和b構(gòu)成的系統(tǒng)重力勢(shì)能如

6、何變化? 變化了多少?3如下圖長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球懸掛于O點(diǎn)正下方，現(xiàn)將小球拉至與O點(diǎn)等高的位置且線恰被拉直求放手后小球擺到O點(diǎn)正下方，現(xiàn)將小球拉至與O點(diǎn)等高的位置且線恰被拉直求放手后小球擺到O點(diǎn)正下方的過(guò)程中：1球的重力做的功；2線的拉力做的功；3外力對(duì)小球做的總功4.某海灣共占面積1.0×107 m2，漲潮時(shí)水深20 m，此時(shí)關(guān)上水壩閘門，可使水位保持20 m不變；退潮時(shí)，壩外水位降至18m也保持不變，假設(shè)利用此水壩建水電站，且重力勢(shì)能變?yōu)殡娔艿男适?0，每天有兩次漲潮，問(wèn)該電站一天最多能發(fā)出多少電能?取g10 m/s25. 如下圖，質(zhì)量為m的物體從光滑的斜面上的A

7、點(diǎn)靜止滑下，與固定在地面上并且沿斜面的輕質(zhì)彈簧接觸并將彈簧壓縮至最低點(diǎn)B，試求當(dāng)物體處在最低點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能ABx，斜面傾角為，物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)【答案與解析】一、選擇題：1A、D解析：上升過(guò)程中重力做功為-mgh，下降過(guò)程中重力做功為mgh，所以整個(gè)過(guò)程中重力做功為零上升過(guò)程中阻力向下，故阻力做功為，下降過(guò)程中，阻力向上，故阻力做功為，所以整個(gè)過(guò)程中阻力做功為，應(yīng)選A、D2A解析：要分析重力勢(shì)能的變化，需分析重力做功物體隨升降機(jī)上升了h，物體抑制重力做功Wmgh，故物體的重力勢(shì)能增加了mgh3B、C解析：不考慮下游水位變化，下游水面為零勢(shì)能面，最大蓄水時(shí)重心高度為，所以能用于發(fā)電

8、的水的最大重力勢(shì)能，故A錯(cuò)誤，B正確；電站的總效率，即，故C項(xiàng)正確；該電站平均每天的發(fā)電量可供大城市居民用電的時(shí)間為，故D錯(cuò)誤4. A解析：由牛頓第二定律可知合外力方向與加速度方向一樣，當(dāng)減速下降時(shí)，加速度方向向上，合外力方向向上，故B是錯(cuò)誤的；由重力做功等于重力勢(shì)能的減少量可判斷C是錯(cuò)誤的；由于要經(jīng)歷加速和減速兩個(gè)過(guò)程，所以在任意相等的時(shí)間內(nèi)下降的間隔 不同，故重力做功不相等，所以D是錯(cuò)誤的5. B、C解析：由開普勒定律可知一樣時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積一樣，一樣時(shí)間內(nèi)，而，所以叫，故B正確；由可知，故C正確；衛(wèi)星由M運(yùn)動(dòng)到N的過(guò)程中，抑制萬(wàn)有引力做功，重力勢(shì)能增大，即EpMEpN，故A錯(cuò)誤；人造地球

9、衛(wèi)星的環(huán)繞速度均小于7.9km/s，故D錯(cuò)誤6. A解析：假設(shè)一個(gè)雞蛋大約55 g，雞蛋拋出的高度大約為60 cm，那么將一只雞蛋拋出的過(guò)程中對(duì)雞蛋做的功等于雞蛋重力勢(shì)能的增加量，即Wmgh55××10×60×0.33 J，A正確7. C解析：圍成的面積表示彈力做的功，彈性勢(shì)能減少1.8J，C對(duì)8. D解析：由本節(jié)探究的彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式，知；從題中所示的表格中可以看出，d增加到原來(lái)的2倍時(shí)，s增加到原來(lái)的4倍，s與d是平方的關(guān)系，所以有，正確選項(xiàng)為D二、解答題：1 解析：下面的彈簧k2受到壓力為，壓縮量，要使k2分開桌面，m2上升的高度為，所以m2

10、的重力勢(shì)能增量彈簧是由壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)為拉伸狀態(tài)，壓縮的長(zhǎng)度，當(dāng)分開桌面時(shí)，k1伸長(zhǎng)了，因此物塊1上升的高度，故物塊1的重力勢(shì)能增量2系統(tǒng)的重力熱能增加mgL解析：b球重力勢(shì)能增加2mgL，a球重力勢(shì)能減少mgL，所以系統(tǒng)的重力熱能增加mgL31 20 3解析：1小球的重力做的功與途徑無(wú)關(guān)， 2在小球下擺的過(guò)程中，線的拉力F的大小和方向都在變化，是一個(gè)變力將小球運(yùn)動(dòng)的圓弧軌跡無(wú)限分割，每一小段變成與圓弧相切的一小段直線，如下圖不難看出，在每一小段上線的拉力F與這一小段的位移方向總是垂直，所以，在每一小段上，線的拉力做功為零可以推知，在小球沿著圓弧下擺的過(guò)程中，線的拉力做的功為零，即線的拉力不做功3全

11、過(guò)程外力對(duì)小球做的總功等于球的重力所做的功，即4. 4×1010 J解析：關(guān)上水壩閘門，退潮后，壩內(nèi)水位比壩外高出2 m，發(fā)電時(shí)壩內(nèi)高出部分的水通過(guò)發(fā)電機(jī)流向壩外，最終水位從20 m降至18 m，減少的重力勢(shì)能的一部分轉(zhuǎn)化為電能，由可以算出減少的重力勢(shì)能，從而就能算出所發(fā)的電能 設(shè)海灣面積為S，那么翻開閘門流過(guò)發(fā)電站的水的體積最多為hS，h為水面高度差，水的質(zhì)量為重力勢(shì)能的減少量為 一天最多發(fā)出電能為 E2××10 0.2× 0.2××1.0×103×1.0×107×22×10 J 4×1010 J【點(diǎn)評(píng)】利用潮汐發(fā)電，是利用海洋能的途徑之一，此題介紹了潮汐發(fā)電的大致情景，注重將實(shí)際問(wèn)題抽象為物理問(wèn)題的才能培養(yǎng)，對(duì)于流體類重力勢(shì)能的改變，將所有流動(dòng)的流體視為一個(gè)整體，找出其