重力势能_章节学习

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题型：多选题

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多选题

如图所示，一质量为m的物体在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端向上做匀加速直线运动．若斜面足够长，表面光滑，倾角为θ．经时间t恒力F做功80J，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点，且回到出发点时的速度大小为v，若以地面为重力势能的零势能面，则下列说法中正确的是（　　）

A物体回到出发点时的机械能是80J

B在撤去力F前的瞬间，力F的功率是mgvsinθ

C撤去力F前的运动过程中，物体的重力势能一直在增加，撤去力F后的运动过程中物体的重力势能一直在减少

D撤去力F前的运动过程中，物体的动能一直在增加，撤去力F后的运动过程中物体的动能一直在减少

正确答案

A,B

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题型：单选题

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单选题

如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个斜面由静止加速下滑，α1＞α2，且第一个斜面光滑，第二个斜面粗糙，从顶端滑到底端的过程中，重力对物体做功分别为W1和W2，则（　　）

AW1=W2

BW1＞W2

CW1＜W2

D不能确定

正确答案

A

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题型：简答题

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简答题

如图所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块1、2拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态．现施力将物块1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面．在此过程中，物块2的重力势能增加了______，物块1的重力势能增加了______．

正确答案

解：劲度系数为k1的轻弹簧处于压缩状态，压缩量为：

处于拉伸状态时的拉伸量为：

开始平衡时，劲度系数为k2的轻弹簧处于压缩状态，压缩量为：

物块2重力势能增加了：

物块1重力势能的增加量为：

故答案为：，．

解析

解：劲度系数为k1的轻弹簧处于压缩状态，压缩量为：

处于拉伸状态时的拉伸量为：

开始平衡时，劲度系数为k2的轻弹簧处于压缩状态，压缩量为：

物块2重力势能增加了：

物块1重力势能的增加量为：

故答案为：，．

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题型：单选题

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单选题

一个质量为m的物体以某一速度从固定斜面底端冲上倾角为30°的斜面．其加速度为g，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则上滑过程中（　　）

A重力势能增加了mgh

B重力做功为mgh

C动能增加mgh

D机械能减少了mgh

正确答案

D

解析

解：A、根据功的定义式得重力做功为：WG=-mgh，重力势能增加了mgh；故AB错误．

C、物体在斜面上加速度为g，方向沿斜面向下，

物体的合力F合=ma=mg，方向沿斜面向下，

斜面倾角a=30°，物体从斜面底端到最大高度处位移为2h，

物体从斜面底端到最大高度处，物体合力做功为：W合=-F合•2h=-mgh

根据动能定理研究物体从斜面底端到最大高度处得：

W合=△Ek

所以物体动能减小mgh，故C错误．

D、除了重力之外的力做功量度机械能的变化．

物体除了重力之外的力做功还有摩擦力做功，物体机械能减小mgh，所以摩擦力做功为mgh，故D正确．

故选：D．

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题型：填空题

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填空题

如图，质量1.0kg的小球，从桌面以上h1=1.0m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.6m．请按要求填写表．（g=10m/s2）

正确答案

6J

-4J

10J

0

10J

解析

解：根据重力势能表达式为：EP=mgh；

以桌面为参考平面，则小球在A点重力势能EPA=mghA=0.5×10×1.2=6J；

小球在B点重力势能EPB=mghB=0.5×10×0.8=4J；

下落过程小球重力做功WG=mghAB=0.5×10×2=10J；

下落过程小球重力势能变化△EP=WG=10J；

同理，以地面为参考平面，则小球在A点重力势能EPA=mghA=0.5×10×2=10J；

小球在B点重力势能EPB=mghB=0.5×10×0=0J；

下落过程小球重力做功WG=mghAB=0.5×10×2=10J；

下落过程小球重力势能变化△EP=WG=10J；

故答案为：6J；-4J；10J；

10J；0；10J．

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题型：单选题

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单选题

关于势能的认识下列说法中正确的是（　　）

A重力势能是地球与物体组成的系统所共有的，而不是地球上的物体单独具有的

B重力势能的大小只与零势能面的选择有关，与物体的重力大小无关

C弹簧的弹性势能大小与它的形变量无关

D弹簧伸长时弹性势能增加，压缩时弹性势能减少

正确答案

A

解析

解：A、势能是相互作用的物体凭借其位置而具有的能，重力势能是地球与物体组成的系统所共有的，而不是地球上的物体单独具有的，故A正确

B、重力势能Ep=mgh，故B错误

C、弹簧弹性势能公式：Ep=，故C错误

D、弹簧伸长时有弹性势能，压缩时同样有弹性势能，且随着形变量的变大而增加，故D错误；

故选：A

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题型：单选题

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单选题

质量为m的物体，沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑，当下滑t（s）时重力势能减少量为（　　）

Amg2t2sinα

Bmg2t2

Cmg2t2

Dmg2t2sin2α

正确答案

D

解析

解：物体下滑的加速度a=gsinα，t时物体下滑的距离s=at2=gsinα•t2，下滑的高度h=ssinα，则物体重力势能的减少△Ep=mgh=mg2t2sin2α．

故选：D

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题型：填空题

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填空题

以10m/s的速度将质量为m的物体竖直向上抛出，若空气阻力忽略，g=10m/s2，则物体上升的最大高度是______m，当物体上升至高度为______m时重力势能和动能相等．

正确答案

5

2.5

解析

解析：（1）以地面为参考面，设物体上升高度为h，由机械能守恒定律得：

=mgh，

所以上升的最大高度为：h=m

（2）在地面：E1=，

在高h1处Ek=Ep，E2=mgh1+=2mgh1

由机械能守恒定律得：E1=E2，

即：=2mgh1

解得：h1=m．

故答案为：5，2.5

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题型：简答题

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简答题

如图所示，一棵树上有一个质量为0.2kg的熟透了的苹果P，该苹果有可能被一个人用篮子在与B等高处接住，也可以落到地面C，还可能落到地面后滚入沟底D．（各点间的距离如图所示，忽略空气阻力的影响）

（1）请分别以A、D、E为零势面，算出该苹果在P处没有落下时的重力势能

（2）若以C为零势面，苹果从P处下落到B处时的动能、重力势能和机械能

（3）苹果落在C处时的速度大小？

正确答案

解：（1）以A点为零势能面，则P点的重力势能为：EP=mgh=0.2×10×0=0J；

以D点为零势能面，则P点的重力势能为：EP=mgh=0.2×10×（3+1.5+0.7）=10.4J；

以E点为零势能面，则P点的重力势能为：EP=mgh=0.2×10×（-1.6）=-3.2J；

（2）若以C为零势面，苹果从P处下落到B处时的动能等于Ek=mgh=1.4J；

B点的重力势能为：EP=mgh=0.2×10×（1.5）=3J；

B点的机械能E=Ek+EP=4.4J

（3）从P到C的过程中运用动能定理得：mv2=mgh

解得：v=2m/s

答：（1）分别以A、D、E为零势面，该苹果在P处没有落下时的重力势能分别是0J、10.4J、-3.2J．

（2）若以C为零势面，苹果从P处下落到B处时的动能、重力势能和机械能分别是1.4J、3J、4.4J

（3）苹果落在C处时的速度大小是2m/s

解析

解：（1）以A点为零势能面，则P点的重力势能为：EP=mgh=0.2×10×0=0J；

以D点为零势能面，则P点的重力势能为：EP=mgh=0.2×10×（3+1.5+0.7）=10.4J；

以E点为零势能面，则P点的重力势能为：EP=mgh=0.2×10×（-1.6）=-3.2J；

（2）若以C为零势面，苹果从P处下落到B处时的动能等于Ek=mgh=1.4J；

B点的重力势能为：EP=mgh=0.2×10×（1.5）=3J；

B点的机械能E=Ek+EP=4.4J

（3）从P到C的过程中运用动能定理得：mv2=mgh

解得：v=2m/s

答：（1）分别以A、D、E为零势面，该苹果在P处没有落下时的重力势能分别是0J、10.4J、-3.2J．

（2）若以C为零势面，苹果从P处下落到B处时的动能、重力势能和机械能分别是1.4J、3J、4.4J

（3）苹果落在C处时的速度大小是2m/s

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题型：多选题

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多选题

质量为10Kg的物体自由下落，下落到离地面高度为1m处速度是2m/s，以下各项正确的是（　　）

A此时物体的动能为20J

B此时物体的动能是50J

C若以地面为零势能面，重力势能为200J

D若以地面为零势能面，重力势能为100J

正确答案

A,D

解析

解：A、由动能表达式可知：EK=mv2=×10×4=20J；故A正确，B错误；

C、以地面为零势能面，物体的重力势能为：EP=mgh=100×1=100J；故C错误，D正确；

故选：AD．

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