重力勢能和彈性勢能(提高篇)

1、.重力勢能和彈性勢能進(jìn)步篇一、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，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

2、用電頂峰時(shí)，再利用蓄水池中的水發(fā)電如下圖蓄水池上游水庫可視為長方體，有效總庫容量可用于發(fā)電為V，蓄水后水位高出下游水面H，發(fā)電過程中上游水庫水位最大落差為d統(tǒng)計(jì)資料說明，該電站年抽水用電為2.4108 kWh，年發(fā)電量為1.8108 kWh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，涉及重力勢能的計(jì)算均以下游水面為零勢能面 A能用于發(fā)電的水的最大重力勢能B能用于發(fā)電的水的最大重力勢能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、質(zhì)量為m的物體，沿傾角為的光滑斜面靜止下滑，當(dāng)下滑ts時(shí)重力勢能減少量為 A B C D 5、關(guān)于

3、彈性勢能，以下說法中正確的選項(xiàng)是 A只有彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)才具有彈性勢能，其它物體發(fā)生彈性形變時(shí)是不會(huì)有彈性勢能的 B彈簧伸長時(shí)有彈性勢能，壓縮時(shí)沒有彈性勢能 C彈性限度范圍內(nèi)，同一個(gè)彈簧形變量越大，彈簧勢能就越大 D火車車廂底下的彈簧比自行車底座下的彈簧硬，那么將它們壓縮一樣的長度時(shí)，火車車廂底下的彈簧具有的彈性勢能小 6、“蹦極運(yùn)動(dòng)中，長彈性繩的一端固定，另一端綁在人身上，人從幾十米高處跳下。將蹦極過程簡化為人沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)。從繩恰好伸直，到人第一次下降至最低點(diǎn)的過程中，以下分析正確的選項(xiàng)是 A繩對人的沖量始終向上，人的動(dòng)量先增大后減小 B繩對人的拉力始終做負(fù)功，人的動(dòng)能一直減小 C繩恰

4、好伸直時(shí)，繩的彈性勢能為零，人的動(dòng)能最大 D人在最低點(diǎn)時(shí)，繩對人的拉力等于人所受的重力7、一根彈簧的彈力一位移圖線如下圖，那么彈簧由伸長量8 cm到伸長量4 cm的過程中，彈力做的功和彈性勢能的變化量為 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，并猜測彈簧的彈性勢能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)123

5、4d/cm0.501.002.004.00s/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程中，物塊2的重力勢能增加了_，物塊1的重力勢能增加了_2、如下圖，直桿長為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)，

6、小球a和b構(gòu)成的系統(tǒng)重力勢能如何變化? 變化了多少?3、如下圖長為L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)正下方的過程中：1球的重力做的功；2線的拉力做的功；3外力對小球做的總功4、某海灣共占面積1.0107 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，且重力勢能變?yōu)殡娔艿男适?0，每天有兩次漲潮，問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

7、從光滑的斜面上的A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)彈簧的彈性勢能ABx，斜面傾角為，物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧處于原長狀態(tài)【答案與解析】一、選擇題：1A、D解析：上升過程中重力做功為-mgh，下降過程中重力做功為mgh，所以整個(gè)過程中重力做功為零上升過程中阻力向下，故阻力做功為，下降過程中，阻力向上，故阻力做功為，所以整個(gè)過程中阻力做功為，應(yīng)選A、D2A解析：要分析重力勢能的變化，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，故物體的重力勢能增加了mgh3B、C解析：不考慮下游水位變化，下游水面為零勢能面，最大蓄水時(shí)重心高度

8、為，所以能用于發(fā)電的水的最大重力勢能，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、D解析：物體下滑的加速度，t時(shí)刻物體下滑的間隔 ，下滑高度，那么物體重力勢能的減少 ，應(yīng)選D。5、C解析：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)具有彈性勢能，其它物體發(fā)生彈性形變時(shí)也有彈性勢能，故A錯(cuò)誤；彈簧伸長和壓縮時(shí)都有彈性勢能，故B錯(cuò)誤；同一個(gè)彈簧形變量越大，對外做功的本領(lǐng)越大，具有的彈性勢能就越大，故C正確；火車車廂底下的彈簧比自行車底座下的彈簧硬，勁度系數(shù)大，將它們壓縮一樣的長度時(shí)，火車車廂底下的彈簧具有的彈性勢能大，故D錯(cuò)誤。6、A解析：從繩恰好伸直開場，

9、到人第一次下降至最低點(diǎn)的過程中：由于長彈性繩的作用，剛開場彈力越來越大小于重力，人先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，直到彈力等于人的重力時(shí)；之后彈力繼續(xù)越來越大大于重力，人開場做反向加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，直到最低點(diǎn)時(shí)速度為零此時(shí)彈力等于二倍的重力。A正確，BCD均錯(cuò)誤 應(yīng)選：A7. C解析：圍成的面積表示彈力做的功，彈性勢能減少1.8J，C對8. D解析：由本節(jié)探究的彈簧的彈性勢能的表達(dá)式，知；從題中所示的表格中可以看出，d增加到原來的2倍時(shí)，s增加到原來的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、的重力勢能增量彈簧是由壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)為拉伸狀態(tài)，壓縮的長度，當(dāng)分開桌面時(shí)，k1伸長了，因此物塊1上升的高度，故物塊1的重力勢能增量2系統(tǒng)的重力熱能增加mgL解析：b球重力勢能增加2mgL，a球重力勢能減少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關(guān)， 2在小球下擺的過程中，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程中，線的拉力做的功為零，即線的拉力不做功3全

11、過程外力對小球做的總功等于球的重力所做的功，即4. 41010 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，減少的重力勢能的一部分轉(zhuǎn)化為電能，由可以算出減少的重力勢能，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)量為重力勢能的減少量為 一天最多發(fā)出電能為 E210 0.2 0.21.01031.01072210 J 41010 J【點(diǎn)評】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)際問題抽象為物理問題的才能培養(yǎng)，對于流體類重力勢能的改變，將所有流動(dòng)的流體視為一個(gè)整體，找出其重心位