2018_2019学年高中物理第4章能量守恒与可持续发展4.1势能的变化与机械功练习（含解析）沪科版.docx

4.1势能的变化与机械功1.关于重力做功与重力势能,下列叙述中正确的是()A.重力对物体做正功,物体的重力势能减少B.物体克服重力做功,物体的重力势能减少C.重力对物体不做功,物体的重力势能一定为零D.物体克服重力做功,物体的重力势能一定为负值解析:重力对物体做正功,物体的重力势能减少,重力对物体不做功,物体的重力势能不变,但不一定等于零,选项A正确,而选项C错误;物体克服重力做功,物体的重力势能增加,但与重力势能的正负无关,选项B、D均错误。答案:A2.沿着高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端,下列说法正确的是()A.沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动物体克服重力做功多C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动物体克服重力做功多D.不管沿怎样的斜面运动,物体克服重力做功相同,物体增加的重力势能也相同解析:重力做功与物体的运动路径无关,只与初末状态物体的高度差有关,不论接触面是光滑还是粗糙,也不论是直线运动还是曲线运动。物体克服重力做了多少功(重力做多少负功),它的重力势能就增加多少。答案:D3.如图所示,某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上,轨道1、2是光滑的,轨道3是粗糙的,则()A.沿轨道1滑下重力做功多B.沿轨道2滑下重力做功多C.沿轨道3滑下重力做功多D.沿三条轨道滑下重力做的功一样多解析:重力做的功等于重力乘以物块沿竖直方向的位移,因此物块沿各个轨道滑下时重力做的功相同,故正确选项为D。答案:D4.某同学不小心把书从桌面上碰落,估算书从离开桌面到落到水平地面上的过程中重力势能的减少量为()A.0.4JB.4JC.40JD.400J解析:高中书的质量大约为m=0.5kg,课桌桌面离地面的高度大约为h=0.8m,书从桌面落到地面过程中,重力所做的功大约为WG=mgh=0.5×10×0.8J=4 J。所以,书的重力势能减小了4J,选项B正确,其他选项均错。答案:B5.如图所示,小明玩蹦蹦杆,在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中,小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是()A.重力势能减少,弹性势能增大B.重力势能增大,弹性势能减少C.重力势能减少,弹性势能减少D.重力势能不变,弹性势能增大解析:弹簧向下压缩的过程中,弹簧压缩量增大,弹性势能增大;重力做正功,重力势能减少,故A正确。答案:A6.(多选)关于弹性势能,下列说法中正确的是()A.任何发生弹性形变的物体,都具有弹性势能B.任何具有弹性势能的物体,一定发生了弹性形变C.物体只要发生形变,就一定具有弹性势能D.弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关解析:任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能,任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变,A、B正确;物体发生形变,若非弹性形变,则物体不具有弹性势能,C错误;弹簧的弹性势能除了跟形变量有关,还跟弹簧的劲度系数有关,D错误。答案:AB7.(多选)关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是()A.物体克服重力所做的功等于重力势能的增加B.在同一高度,将物体以速率v0向不同方向抛出,从抛出到落地的过程中,重力所做的功相等,物体所减少的重力势能也一定相等C.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功D.用手托住一个物体匀速上举时,手的支持力做的功等于克服重力所做的功与物体重力势能的增量之和解析:重力势能具有相对性,重力对物体所做的功等于物体重力势能的变化量,即WG=-Ep,故A、B正确;重力势能等于零,只能说明物体在参考平面上,不影响其对别的物体做功,故C错误;对于D选项,物体匀速上升,手的支持力大小等于物体的重力,二者移动的距离相同,所以手的支持力做的功等于克服重力做的功,又WG=-Ep,故手的支持力做的功也等于物体重力势能的增加量,而不是等于二者的和,故D错误。答案:AB8.如图所示是简化后的跳台滑雪的雪道示意图。整个雪道由倾斜的助滑雪道AB和着陆雪道DE以及水平的起跳平台CD组成,AB与CD圆滑连接。运动员从助滑雪道AB上由静止开始,在重力作用下,滑到D点水平飞出,不计空气阻力,经2s在水平方向飞行了60m,落到着陆雪道DE上。已知从B点到D点运动员的速度大小不变。(g取10m/s2)求:(1)运动员在AB段下落到B点的速度大小;(2)若不计阻力,运动员在AB段下降的高度;(3)若运动员的质量为60kg,在AB段实际下降50m,求克服阻力所做的功。解析:(1)运动员从D点飞出时的速度v=st=30m/s依题意,运动员下滑到助滑雪道末端B点的速度大小是30m/s。(2)在下滑过程中由动能定理得mgh=12mv2-0,下降的高度h=v22g=45m。(3)根据动能定理有mgH-WF=12mv2-0运动员克服阻力做功WF=mgH-12mv2=3000J。答案:(1)30m/s(2)45m(3)3000J9.质量为m的均匀链条长为l,开始放在光滑的水平桌面上时,有的长度悬在桌边缘,如图所示,松手后,链条滑离桌面,问:从开始到链条刚好滑离桌面过程中重力势能变化了多少?解析:设桌面为参考平面,开始时重力势能Ep1=-14mg×l8=-mgl32末态时重力势能Ep2=-mg×l2=-mgl2故重力势能变化Ep=Ep2-Ep1=-1532mgl,负号表示重力势能减小。答案:重力势能减小了1532mgl