重力勢能,動能

(五)重力勢能1.下列對重力勢能的理解正確的是（）A．重力勢能具有相對性B．重力勢能的變化與參考平面的選取無關C．重力勢能的變化與重力做功無關D．克服重力做功，重力勢能減少考點：重力勢能．專題：機械能守恒定律應用專題．分析：物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能，重力勢能的大小與質量和位置兩個因素有關，重力勢能的變化量與重力做功有關，與參考平面的選取無關．解答：解：A、重力勢能具有相對性，重力勢能的大小與零勢面的選取有關，故A正確；

B、重力勢能的變化量與重力做功有關，當重力做正功時，重力勢能減小，當克服重力做功時，重力勢能增加，與零勢面的選取無關，故B正確，CD錯誤；故選AB．2.對重力勢能理解正確的是（）A．重力勢能的大小與零勢面的選取無關B．重力勢能的變化與重力做功有關C．重力勢能是矢量D．處在同一位置上的兩個物體重力勢能相同考點：重力勢能．專題：定量思想．分析：物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能，重力勢能的大小與質量和高度兩個因素有關．解答：解：A、重力勢能具有相對性，重力勢能的大小與零勢面的選取有關，故A錯誤；B、重力勢能的減小等于重力做功，與零勢面的選取無關，故B正確；

C、重力勢能是能量，能量是標量，故C錯誤；

D、重力勢能Ep=mgh，高度相同，質量不一定相同，故重力勢能不一定相等，故D錯誤；故選B．3.在教室里小明同學把掉在地上的一課本《物理必修2》（人民教育出版社）撿起放回課桌面，在此過程中，該課本重力勢能的增加量最接近下列哪個選項的數(shù)值（）A．0.2JB．2JC．200JD．200J考點：重力勢能．專題：估算題．分析：首先估測物理課本的質量，然后計算它的重力，然后再估測課桌的高度，最后根據(jù)功的公式計算即可．解答：解：一本物理課本的質量m=200g=0.2kg，G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，

課桌高度約為1m，

人對課本做的功：W=Gh=2N×1m=2J．故選：B．4.一棵樹上有一個質量為0.3kg的熟透了的蘋果P，該蘋果從樹上A先落到地面C最后滾入溝底D．已知AC、CD的高度差分別為2.2m和3m，以地面C為零勢能面，A、B、C、D、E面之間豎直距離如圖所示．算出該蘋果從A落下到D的過程中重力勢能的減少量和在D處的重力勢能分別是（）A．15.6J和9JB．9J和-9JC．15.6J和-9JD．15.6J和-15.6J考點：重力勢能．專題：常規(guī)題型．分析：以地面C為零勢能面，根據(jù)重力勢能的計算公式分析答題．解答：解：以地面C為零勢能面，根據(jù)重力勢能的計算公式得

D處的重力勢能Ep=mgh=0.3×10×（-3）J=-9J，

從A落下到D的過程中重力勢能的減少量△Ep=mg△h=0.3×10×（2.2+3）J=15.6J，故選C．（六）重力勢能的變化與重力做功的關系1.用電梯將貨物沿豎直方向勻速提升一段距離．關于這一過程，下列說法中正確的是（）A．重力對貨物做正功，電梯對貨物的支持力做負功，物體的動能增大B．重力對貨物做負功，電梯對貨物的支持力做正功，物體的動能不變C．重力對貨物做負功，電梯對貨物的支持力做正功，物體的動能增大D．重力對貨物不做功，電梯對貨物的支持力做負功，物體的動能不變考點：重力勢能的變化與重力做功的關系；功的計算．分析：電梯勻速上升，動能不變，根據(jù)重力和支持力方向與位移方向的關系，判斷做功的正負．解答：解：電梯勻速上升過程中，貨物受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力作用，而位移方向豎直向上，所以重力對貨物做負功，電梯對貨物的支持力做正功，物體的動能不變．故B正確，ACD錯誤．故選B2.質量為m的物體在距離地面h高處由靜止豎直下落到地面，下落的加速度為4/5g，下列說法中錯誤的是（）A．物體的機械能減少1/5mghB．物體的動能增加4/5mghC．合力做功4/5mghD．物體的重力勢能減少1/5mgh考點：重力勢能的變化與重力做功的關系；動能定理的應用；機械能守恒定律．專題：機械能守恒定律應用專題．分析：根據(jù)物體下落的加速度，求出物體所受空氣阻力，然后根據(jù)各種功能關系求解．合外力做功對應著動能轉化，重力做功對應著重力勢能轉化，除重力之外力做功對應著機械能轉化．解答：解：物體下落阻力為f，則根據(jù)牛頓第二定律：mg-f=ma，將a＝4/5g帶入得f＝1/5mg．

根據(jù)各種功能關系得：機械能減小為：△E＝fh＝1/5mgh，故A正確；

動能增加為：△Ek＝F合h＝mah＝4/5mgh，故B正確；

合外力做功和動能增量相等，故C正確；

重力勢能減小為：△EP=mgh，故D錯誤．本題選錯誤的，故選D．3.如圖所示，質量為1kg的木塊靜止于水平面上，與輕質彈簧的下端相連，輕質彈簧處于自然伸直狀態(tài)，現(xiàn)用恒定的豎直向上的外力F作用于彈簧上端，在木塊向上移動一段距離的過程中拉力F做了100J的功，在上述過程中（）A．彈簧的彈性勢能增加了100JB．木塊的動能增加了100JC．木塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加了100JD．木塊的重力勢能增加了100J考點：重力勢能的變化與重力做功的關系；動能定理的應用．專題：機械能守恒定律應用專題．分析：根據(jù)能量守恒分析外力所做的功，轉變成哪些形式的能．因為功是能量轉化的量度．解答：解：在外力做功的過程中，彈簧的彈性勢能增加，木塊的動能和重力勢能統(tǒng)稱為木塊的機械能，而木塊的機械能也增加．功是能量轉化的量度，可知外力所作的功，使得彈簧的彈性勢能和木塊的機械能增加．故A、B、D錯誤，C正確．故選C．4.我國發(fā)射的“神舟七號”飛船在繞地球45圈后，與2008年9月28日勝利返航．在返回艙拖著降落傘下落的過程中，其重力做功和重力勢能變化的情況為（）A．重力做正功，重力勢能減小B．重力做正功，重力勢能增加C．重力做負功，重力勢能減小D．重力做負功，重力勢能增加考點：重力勢能的變化與重力做功的關系．分析：重力做功只與始末位置有關，重力做正功重力勢能減少，重力做負功重力勢能增加．解答：解：在接近地面的過程中重力方向和運動方向相同，所以重力作正功，高度降低，所以重力勢能減小，所以A正確，BCd錯誤．故選A5.如圖所示，質量為m的足球在地面l的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中到達的最高點2的高度為h．則（）A．足球由l到2過程中動能變大B．足球由l到2過程中動能變小C．足球由2到3過程中重力勢能變大D．足球在位置2時動能最大考點：重力勢能的變化與重力做功的關系；動能定理．分析：根據(jù)動能定理判斷動能的變化．

根據(jù)重力做功量度重力勢能的變化．解答：解：A、足球由l到2過程中只受重力，重力做負功，所以動能變小．故A錯誤，B正確

C、足球由2到3過程中，重力做正功，重力勢能減小，故C錯誤

D、足球在位置2時動能最小，故D錯誤故選B．（七）彈性勢能1.某緩沖裝置可抽象成圖所示的簡單模型，圖中K1、K2為原長相等，勁度系數(shù)不同的輕質彈簧，下列表述正確的是（）A．緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無關B．墊片向右移動時，兩彈簧產生的彈力大小相等C．墊片向右移動時，兩彈簧的長度保持相等D．墊片向右移動時，兩彈簧的彈性勢能發(fā)生改變考點：彈性勢能．分析：本題關鍵明確兩個彈簧是串聯(lián)關系，彈力相等，然后結合胡克定律進行分析．解答：解：A、勁度系數(shù)不同，在相同的壓力下形變效果不同，故緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)有關，故A錯誤；

B、C、D、墊片向右移動時，兩個彈簧的長度變了，而兩彈簧是串聯(lián)關系，故產生的彈力大小始終相等，故B正確，C錯誤；

D、墊片向右移動時，兩個彈簧的長度變了故兩彈簧的彈性勢能發(fā)生改變，故D正確；故選BD．2.關于彈性勢能，下列說法中正確的是（）A．發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能B．發(fā)生形變的物體都具有彈性勢能C．只有彈簧發(fā)生彈性形變時才具有彈性勢能D．彈簧的形變量越大，彈性勢能就越小考點：彈性勢能．分析：任何物體發(fā)生彈性形變時，都具有彈性勢能．彈簧伸長和壓縮時都有彈性勢能．同一個彈簧形變量越大，彈性勢能就越大．解答：解：A、由彈性勢能的定義和相關因素進行判斷．發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于彈力作用而具有的勢能，叫做彈性勢能．所以，任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能．故A正確．

B、C、物體發(fā)生了形變，若是非彈性形變，無彈力作用，則物體就不具有彈性勢能．故B、C錯誤．

D、發(fā)生彈性形變的物體，形變量越大，彈性勢能越大，故D錯誤．故選：A．3.質量分別為m和2m的物塊A和B用一輕彈簧連接，靜止在水平桌面上（如圖甲），現(xiàn)用一豎直方向上的力F拉動物塊A，使之向上做勻加速直線運動（如圖乙），在物塊A開始運動到物塊B即將要離開桌面的過程中（彈簧處于彈性限度內），下列判斷錯誤的是（）A．力F一直在增大，物塊A受到的合力一直不變B．彈簧的彈性勢能一直增大C．物塊A的動能和重力勢能一直增大D．A、B兩物塊和輕彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒考點：彈性勢能；動能和勢能的相互轉化；功能關系．分析：A壓著彈簧處于靜止狀態(tài)，當力F作用在A上，使其向上勻加速直線運動，導致彈簧的彈力發(fā)生變化，則力F也跟著變化，但物體A的合力卻不變．在A上升過程中，彈簧從壓縮到伸長，所以彈簧的彈性勢能先減小后增大．在上升過程中由于除重力與彈力做功外，還有拉力做功，所以系統(tǒng)的機械能與彈簧的彈性勢能之和增加，從而可根據(jù)彈簧的彈性勢能來確定木塊的機械能如何變化，以及系統(tǒng)的機械能如何變化．解答：解：A、最初彈簧被壓縮，A物體受到豎直向上的彈力等于重力，由于A物體做勻加速直線運動，對A受力分析，受重力、拉力和彈力，根據(jù)牛頓第二定律，有：F-mg+kx=ma

解得：F=m（g+a）-kx

由于x先減小后反向增加，故拉力一直增大；合力為ma，不變，故A正確；

B、在A上升過程中，彈簧從壓縮到伸長，所以彈簧的彈性勢能先減小后增大，故B錯誤；

C、在上升過程中由于物體A做勻加速運動，所以物體A的速度增大，高度升高，則木塊A的動能和重力勢能之和增大，故C正確；

D、在上升過程中，除重力與彈力做功外，還有拉力做正功，所以兩木塊A、B和輕彈簧組成的系統(tǒng)的機械能一直增大．故D錯誤；本題選擇錯誤的，故選：BD．4.在2008年北京奧運會上，俄羅斯著名撐桿跳運動員伊辛巴耶娃以5.05m的成績第24次打破世界紀錄．圖為她在比賽中的幾個畫面，下列說法中正確的是（）A．運動員過最高點時的速度為零B．撐桿恢復形變時，其彈性勢能轉化為運動員的機械能C．運動員助跑階段，身體中的化學能只轉化為人的動能D．運動員在上升過程中對桿先做正功后做負功考點：彈性勢能；動能定理；動能和勢能的相互轉化．專題：定性思想；力學知識在生產和生活中的應用．分析：運動員起跳過程中，桿先由直變彎，動能轉化為桿的彈性勢能，然后桿再由彎變直，彈性勢能又轉化為重力勢能，將運動員抬高．解答：解：A、運動員經過最高點如果速度為零，接下來將會做自由落體運動而碰到桿，故A錯誤；

B、運動員起跳過程中，桿先由直變彎，動能轉化為桿的彈性勢能，然后桿再由彎變直，彈性勢能又轉化為機械能，故B正確；

C、運動員助跑階段，運動員消耗了體內的化學能，其中一部分轉化為運動員的動能，一部分轉化為熱能，運動員流汗就可以說明有熱能產生，故C錯誤；

D、在上升過程中，桿先在運動員的壓力作用下由直變彎，動能轉化為桿的彈性勢能，然后桿再由彎變直，彈性勢能又轉化為重力勢能，故運動員在上升過程中對桿先做正功后做負功，故D正確．5.關于彈性勢能的大小，下列說法中不正確的是（）A．彈性勢能的大小與彈簧的勁度系數(shù)有關B．彈性勢能的大小與彈簧自身的長度有關C．彈性勢能的大小與彈簧的形變量有關D．對于同一根彈簧，在壓縮和伸長相同的長度時彈性勢能的大小是相同的（八）探究功與速度變化的關系1.在“探究恒力做功和物體動能變化關系”實驗中．某同學的實驗方案如圖所示，他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，正確的措施是（）A．取下鉤碼，抬高滑板一端，讓小車勻速下滑，平衡摩擦力B．實驗中要保持鉤碼質量遠大于小車的質量C．實驗中要保持鉤碼質量遠小于小車的質量D．要先接通電源，然后釋放小車考點：探究功與速度變化的關系．專題：實驗題．分析：本實驗要用勾碼的重力代替小車所受到的合力，具體實驗時注意兩點，一是鉤碼質量遠小于小車的質量，二是要平衡摩擦力．解答：解：A、本實驗要用勾碼的重力代替小車所受到的合力，對小車受力分析，受到重力，拉力，支持力和摩擦力，要使拉力近似等于合力，可將長木板一段墊高，使重力的下滑分量恰好等于摩擦力，所以要取下鉤碼，抬高滑板一端，讓小車勻速下滑，平衡摩擦力，故A錯誤．

BC、設小車質量M，鉤碼質量m，整體的加速度為a，繩上的拉力為F，則：

對小車有：F=Ma；

對鉤碼有：mg-F=ma，即：mg=（M+m）a；

如果用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，則要求：Ma=（M+m）a，必須要滿足鉤碼的質量遠小于小車的總質量，這樣兩者才能近似相等，故B錯誤，C正確．

D、此措施是該實驗的要求，并不能減少實驗誤差，故D錯誤．故選：AC．2.在《探究功與物體速度變化的關系》的實驗中，有個方案中涉及到橡皮筋做功，對橡皮筋做的功來說，直接測量是有困難的，我們可以巧妙地避開這個難題而不影響問題的解決，只需要測出每次實驗時橡皮筋對小車做的功是第一次的多少倍就行，具體使用的方法是（）A．用同樣的力對小車做功，讓小車通過的距離依次是s、2s、3s…進行第1次、第2次、第3次…實驗時，力對物體做的功就是W、2W、3W

…B．讓小車通過相同的距離，第1次力為F、第2次力為2F、第3次力為3F…實驗時，力對小車做的功就是W、2W、3W

…C．選用相同的橡皮筋，在實驗中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致，當用1條、2條、3條…同樣的橡皮筋進行第1次、第2次、第3次…實驗時，橡皮筋對物體做的功就是W、2W、3W

…D．利用彈簧秤測量對小車的拉力F，利用直尺測量小車在力作用下移動的距離s，便可以求出每次實驗中力對小車做的功，可控制為W、2W、3W

…考點：探究功與速度變化的關系．專題：實驗題；動能定理的應用專題．分析：該實驗的實驗原理是：橡皮筋的彈性勢能轉化為小車的動能，實驗中用到多條橡皮筋，就要求每次橡皮筋相同且被拉長的一樣多，這樣橡皮筋對小車做的功才有倍數(shù)關系．我們通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變做功的多少，不用測量變力和位移大?。獯穑航猓合鹌そ罾≤嚂r的作用力是變力，我們不能求變力做功問題，但選用相同的橡皮筋，且伸長量都一樣時，若一根橡皮筋在回復原長時對小車做功為W，則兩根伸長相同長度，做功為2W，當用1條、2條、3條…同樣的橡皮筋進行第1次、第2次、第3次…實驗時，橡皮筋對物體做的功就是W、2W、3W…橡皮條數(shù)的關系就是做功多少的倍數(shù)，故ABD錯誤，C正確．故選：C3.在“探究功與物體速度變化”的關系的實驗中，某同學在實驗中得到了如圖所示的一條紙帶，為計算由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度，可測圖中哪些點的速度（）A．1號點B．2號點C．3號點D．4號點考點：探究功與速度變化的關系．專題：實驗題；動能定理的應用專題．分析：在“探究功與物體速度變化”的關系的實驗中，小車在橡皮筋作用下做加速度逐漸減小的加速運動，當紙帶上點距均勻時，小車開始勻速運動，速度達到最大，此時的速度即為所求速度．解答：解：在該實驗中，橡皮筋做功而使小車獲得的速度，即為小車的最大速度也就是紙帶上點距均勻時的速度大小，故應該求2號點或者3號點的速度大小，故AD錯誤，BC正確．故選BC．（九）動能定理1.運動員在剛跳離飛機，其降落傘尚未打開的一段時間內，下列說法中正確的是（）A．空氣阻力做正功B．重力勢能增加C．動能增加D．空氣阻力做負功考點：動能定理．分析：判斷動能和重力勢能的變化主要從動能和重力勢能的影響因素判斷．

（1）動能大小的影響因素：質量、速度．質量越大，速度越大，動能越大．

（2）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度．質量越大，高度越高，重力勢能越大．（3）判斷力做正功還是負功，主要看力和位移的夾角．解答：解：空降兵跳傘，在他們離開飛機、打開降落傘之前的一段時間內，質量不變，其下降的速度越來越大，動能越來越大；高度越來越小，重力勢能越來越?。艿降淖枇ο蛏?，位移向下，做負功．故選CD．2.如圖所示，一個質量m=0.5kg的小球（視為質點）從H=12m高處，由靜止開始沿光滑弧形軌道AB滑下，接著進入半徑R=4m的豎直圓環(huán)，當?shù)竭_環(huán)頂C時，剛好對軌道壓力為零；小球沿左半環(huán)CB滑下后，再進入光滑弧形軌道BD，且到達D點時速度為零，g取10m/s2，下列說法正確的是（）A．在由A到D的過程中，小球的機械能守恒B．小球第一次過B點時對軌道的壓力大小是30NC．小球從B到C的過程中克服阻力做的功是10JD．D點離地面的高度小于12m3.如圖所示，兩個固定的斜面底邊長度相等，斜面傾角θ1＜θ2，質量相同的物體（可視為質點）

A、B

由靜止開始分別從斜面的頂部滑到底部，兩物體與斜面的動摩擦因數(shù)相同下列說法正確的是（）A．兩物體克服摩擦力做的功一樣多B．物體A克服摩擦力做的功多C．兩物體滑至底端時動能相等D．物體B滑至底端時動能較大4.一人站在高處將質量為2kg的物體以5m/s的速度拋出．若物體出手點高度為10m（不計空氣阻力，g取10m/s2），則下面結論中正確的是（）A．人對物體做功25JB．人對物體做功200JC．物體落地時速度大小是15m/sD．物體落地時速度大小是20m/s5.美國的NBA籃球賽非常精彩，吸引了眾多觀眾．經常有這樣的場面：在臨終場前0.1s，運動員把球投出且準確命中，獲得比賽的勝利．如果運動員投籃的過程中對籃球做的功為W，出手高度（相對地面）為h1，籃筐距地面高度為h2，球的質量為m，空氣阻力不計．下列說法中正確的是（）A．籃球出手時的動能為W+mgh1B．籃球進框時的動能為W+mgh1-mgh2C．籃球從出手到進框的過程中，其重力勢能增加了mgh1-mgh2D．籃球從出手到進框的過程中，重力對它做的功為mgh2-mgh1（十）動能定理的應用專題．1.質點所受的力F隨時間變化的規(guī)律如圖所示，力的方向始終在一直線上．已知t=0時質點的速度為零．在圖中所示的t1、t2、t3和t4各時刻中，哪一時刻質點的動能最大（）A．t1B．t2C．t3D．t4分析：通過分析質點的運動情況，確定速度如何變化，再分析動能如何變化，確定什么時刻動能最大．解答：解：由力的圖象分析可知：

在0∽t1時間內，質點向正方向做加速度增大的加速運動．

在t1∽t2時間內，質點向正方向做加速度減小的加速運動．

在t2∽t3時間內，質點向正方向做加速度增大的減速運動．

在t3∽t4時間內，質點向正方向做加速度減小的減速運動．t4時刻速度為零．

則t2時刻質點的速度最大，動能最大．故選B．動能是狀態(tài)量，其大小與速度大小有關，根據(jù)受力情況來分析運動情況確定速度的變化，再分析動能的變化是常用的思路．2.如圖甲所示，靜止在水平地面的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)與時間t的關系如圖乙所示，設物塊與地面的靜摩擦力最大值fm與滑動摩擦力大小相等，則（）

A．0～t1時間內F的功率逐漸增大B．t2時刻物塊A的加速度最大C．t2時刻后物塊A做反向運動D．t3時刻物塊A的動能最大考點：動能定理的應用；功率、平均功率和瞬時功率．專題：壓軸題；動能定理的應用專題