鞏固練習(xí)重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能基礎(chǔ)

1、【鞏固練習(xí)】一、選擇題：1、（2015北京高考）圖中虛線是一跳水運(yùn)動(dòng)員在跳水過(guò)程中其重心運(yùn)動(dòng)的軌跡，則從起跳至入水的過(guò)程中，該運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能（）A.一直減小B.一直增大C.先增大后減小D.先減小后增大2、（2016歷下區(qū)校級(jí)月考）如圖所示，某物塊分別沿三條不同的軌道由高地h的A點(diǎn)滑到同一水平面上,軌道1、2是光滑的，軌道3是粗糙的，則（）A.沿軌道1滑下重力做功多B.沿軌道2滑下重力做功多C.沿軌道3滑下重力做功多D.沿三條軌道滑下重力做的功一樣多3.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為M的物體放在水平面上，物體上方連接一個(gè)長(zhǎng)為手拉著彈簧P點(diǎn)緩慢向上移，直到物體離開(kāi)地面一段距離，在這一過(guò)程中，于原長(zhǎng)），則物

2、體的重力勢(shì)能增加了（）L、勁度系數(shù)k的輕彈簧，現(xiàn)用P點(diǎn)位移是H（設(shè)開(kāi)始時(shí)彈簧處A.MgHB.MgH+詈(Mg)2.MgH-gD.MgHMgk4.關(guān)于彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是（）A.發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能B.只有彈簧在發(fā)生彈性形變時(shí)才具有彈性勢(shì)能C.彈性勢(shì)能可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化D.彈性勢(shì)能在國(guó)際單位制中的單位是焦耳5、（2016邵陽(yáng)校級(jí)月考）水平地面上分散平放著n塊磚，每塊磚白質(zhì)量均為m,厚度均為d,某人將這些磚一塊一塊地疊放起來(lái)，則在這一過(guò)程中此人至少做功（）1 2,A.n（n-1）mgdB.一（n1）mgd2C.-n（n-1）mgdD.-n（n+1）mgd226 .在一次“

3、蹦極”運(yùn)動(dòng)中，人由高空落下，到最低點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.重力對(duì)人做正功B.人的重力勢(shì)能減小了C.橡皮繩對(duì)人做正功D.橡皮繩的彈性勢(shì)能增加了7 .豎直彈簧下端固定于水平地面上，如圖所示，小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上端,經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點(diǎn)A處，則（）A.h愈大，弓t簧在A點(diǎn)的壓縮量愈大B.彈簧在A點(diǎn)的壓縮量與h無(wú)關(guān)C.h愈大，最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能愈大D.小球第一次到達(dá)A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能比最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能大8.在探究彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式時(shí)，下面的猜想有一定道理的是（）A.重力勢(shì)能與物體離地面的高度有關(guān)，彈性勢(shì)

4、能與彈簧的伸長(zhǎng)量有關(guān)；重力勢(shì)能與重力的大小有關(guān)，彈性勢(shì)能可能與彈力的大小有關(guān)，而彈力的大小又與彈簧的勁度系數(shù)k有關(guān).因此彈性勢(shì)能可能與彈簧的勁度系數(shù)k和彈簧的伸長(zhǎng)量的二次方l2有關(guān)B. A選項(xiàng)中的猜想有一定道理，但不應(yīng)該與l2有關(guān)，而應(yīng)該是與l一個(gè)內(nèi)部均勻的正方體物塊的邊長(zhǎng)為a,質(zhì)量為m放在粗糙水平面上，如圖所示.由于物塊質(zhì)量很大,摩擦力也很大，需要用以A為軸翻滾的方法向前移動(dòng)物塊，若移動(dòng)距離為s,且s>a,問(wèn)此人至少要對(duì)此物塊做多少功？有關(guān)C. A選項(xiàng)中的猜想有一定道理，但應(yīng)該是與彈簧伸長(zhǎng)量的一次方，即l有關(guān)D.上面三個(gè)猜想都沒(méi)有可能性二、解答題：1 .質(zhì)量為5kg的鋼球，從離地面10

5、0m高處自由下落1s,1s內(nèi)鋼球重力勢(shì)能減少了J（g取10m/s2,選取地面為參考平面）,1s末鋼球的重力勢(shì)能為J;如果選取地面上1m處的平面為參考平面，1s末它的重力勢(shì)能為J;如果選取自由下落的出發(fā)點(diǎn)所在平面為參考平面，1s末重力勢(shì)能為J.2 .如圖所示，一條鐵鏈長(zhǎng)為2m,質(zhì)量為10kg,放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開(kāi)地面的過(guò)程中，物體克服重力做功為多少？物體的重力勢(shì)能變化了多少？4.彈簧原長(zhǎng)lo=15cm,受拉力作用后彈簧逐漸拉長(zhǎng)，當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)到li=20cm時(shí)，作用在彈簧上的力為400N,問(wèn)：(1) 彈簧的勁度系數(shù)k為多少？(2) 在該過(guò)程中彈力做了多少功？(3) 彈簧的

6、彈性勢(shì)能變化了多少？【答案與解析】一、選擇題：1、C解析：跳水運(yùn)動(dòng)員從起跳至落到水面的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量不變，高度先增大后減小，則其重力勢(shì)能先增大后減小，故選C。2、D解析：重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置高度差有關(guān)，且有無(wú)摩擦力并不會(huì)影響重力做功的多少。故選：D3. C解析:P剛開(kāi)始上移時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)，而物體不動(dòng)，直到P點(diǎn)上移Mg/k后，彈簧不再伸長(zhǎng)，物體才離開(kāi)地面隨彈簧一起上移，在上述過(guò)程中，物體重心上移的高度h=H-地，所以重力勢(shì)能增加了k2Mgh=MgH_(g),故選項(xiàng)C正確.【點(diǎn)評(píng)】要求物體重力勢(shì)能的增加量，應(yīng)首先確定物體重心上移的距離.4. A、C、D解析：發(fā)生彈性形變的物體的各部

7、分之間由于有彈力的相互作用都具有彈性勢(shì)能，A正確，B錯(cuò)誤；彈性勢(shì)能跟重力勢(shì)能一樣，可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化，C正確；所有能的單位跟功的單位相同，在國(guó)際單位制中的單位是焦耳，D正確.5、C解析：醇的重心在其中心處，即d處，第一塊磚重心不變，第二塊磚重心升高d,第三塊磚重心升高2d,2依次類推，其余n-1塊磚重心依次比前一塊磚重心升高d即可；即第二塊磚重力勢(shì)能增加mgd,第三塊磚重力勢(shì)能增加2mgd,第n塊磚，重力勢(shì)能增加(n-1)mgd,人對(duì)醇做的功就是科的重力勢(shì)能的變化量，1故總功做功：W=(123Hln-1)mgd=-n(n-1)mgd2故選：C.6. A、B、D解析：人在下落過(guò)程中，重力

8、做正功，人的重力勢(shì)能減小，最低點(diǎn)時(shí)人的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為橡皮繩的彈性勢(shì)能，橡皮繩對(duì)人做負(fù)功.7. B解析：小球最終靜止時(shí)處于平衡狀態(tài)，不管過(guò)程怎樣，最終狀態(tài)是一樣的，所以彈簧在A點(diǎn)的壓縮量與h無(wú)關(guān).8. A二、解答題：1.25047504700-2501212解析：1s內(nèi)鋼球下洛的距離為h=gt2=Ml0M/m=5m,22減少的重力勢(shì)能zEP=mgh=5m10m5J=250J.1s末鋼球離地面的高度為幾=(100-5)m=95m.1s末鋼球的重力勢(shì)能為Ef>=mgh=5父10父951=4750J.1s末鋼球離地面上1m處的平面的高度為h2=(951)m=94m.此時(shí)鋼球的重力勢(shì)能為Ep2=m

9、gh2=5父10父94J=4700J.1s末鋼球離出發(fā)點(diǎn)的豎直距離為5m.此時(shí)的重力勢(shì)能為EP3=510(-5)J=-250J.2.物體克服重力所做的功為98J,鐵鏈的重力勢(shì)能增加了98J.解析：鐵鏈從初狀態(tài)到末狀態(tài)，它的重心位置提高了h=,，因而物體克服重力所做的功為21 一W=mgl/2=一父10父9.受2J9涮鏈的重力勢(shì)能增加了98J.2c2-13.W息二一-mgsa解析：物塊原來(lái)位置的重心局度h1=,翻滾過(guò)程中重心到2A正上方時(shí)的高度J2a'高度的變化2-1h=h2-h1=a,每翻一次重力勢(shì)能的增加量EP=mg4h=2,2-12mga,人做功,2-12ss2_12_1向刖移動(dòng)距離s,翻動(dòng)的次數(shù)n=,這樣人所做總功Wtt=nW=父mga=mgs.a心a22【點(diǎn)評(píng)】物體的重心相對(duì)于物體本身的位置可能不變，但在物體移動(dòng)時(shí)，物體整體的重心位置可能發(fā)生變化，假設(shè)物體的重心高度變化h,則總質(zhì)量為m的物體重力(或克服重力)做功為mgh.4.(1)k=8000N/m.(2) W=-10J.(3) b=-W=10J,即彈性勢(shì)能增大10J.解析:(1)k=-=400N/m=8000N/m.x0.2-0.15(2) 由于F=kx,作出F-x圖像如圖所示，求出圖中陰影面積，即為彈力做功的絕對(duì)值，由于在伸長(zhǎng)過(guò)程中彈力F方向與位移x方向相反，故彈力F在此過(guò)程中做