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1、3.势能 课后作业提升 一、选择题一、选择题 1.关于重力势能,下列说法正确的是( ) A.重力势能的大小只由物体本身决定 B.重力势能恒大于零 C.在地面上的物体,它具有的重力势能一定等于零 D.重力势能是物体和地球所共有的 答案:D 2.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:由重力做功的特点知,不
2、管沿怎样的斜面运动,只要高度相同,物体克服重力做功都相同,而 且克服重力做多少功,物体的重力势能就增加多少,故 D 正确. 答案:D 3.升降机中有一质量为 m的物体,当升降机以加速度 a匀加速上升 h 高度时,物体增加的重力势 能为( ) A.mgh B.mgh+mah C.mahD.mgh-mah 答案:A 4.如图所示,静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上,轨道高度为 h,桌面距地面高 为 H,小球的质量为 m,则以下说法正确的是( ) A.小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程,重力做功最少 B.小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程,重力做功最多 C.以桌面为参考面,小球的重力势能的减
3、少量为 mgh D.以地面为参考面,小球的重力势能的减少量为 mg(H+h) 答案:C 5.物块 A 的质量为 m,置于光滑水平地面上,其上表面固定一根轻弹簧,弹簧原长为 L0,劲度系数为 k,如图所示.现将弹簧上端 B缓慢地竖直向上提起一段距离 L,使物块 A 离开地面,若以地面为势 能零点,则这时物块 A具有的重力势能为( ) A.mg(L+L0)B.mg(L+L0+) C.mg(L-L0+)D.mg(L-) 解析:缓慢提起,则弹簧的弹力 F=mg=kx,x=.物块 A升高的高度 L=L-x=L-,所以 A 具有的 重力势能 EpA=mgL=mg(L-),故 D 对. 答案:D 6.如图甲
4、所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0 时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一 高度处由静止释放.小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度 后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力 F 随时间 t 变化 的图像如图乙所示,则( ) A.t1时刻小球动能最大 B.t2时刻小球动能最大 C.t2t3这段时间内,小球的动能先增加后减少 D.t2t3这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 解析:小球在接触弹簧之前做自由落体运动.碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动,当加速 度为 0即重力等于弹簧弹力时速度达到最大值,而后往下做
5、加速度不断增大的减速运动,与弹簧 接触的整个下降过程,小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能.上升过程恰好与下降过程 互逆.由乙图可知 t1时刻开始接触弹簧;t2时刻弹力最大,小球处在最低点,动能最小;t3时刻小球往 上运动恰好要离开弹簧;t2t3这段时间内,小球先加速后减速,动能先增加后减少,弹簧的弹性势能 转化为小球的动能和重力势能. 答案:C 二、非选择题二、非选择题 7.如图所示,以二楼的地面为参考平面,二楼房间里的物体 A 具有 重力势能,一楼房间里的 物体 B 具有 重力势能,二楼地面上物体的重力势能为 .(均选填“正的”“负的”或“0”) 答案:正的 负的 0 8.起重机以的加
6、速度将质量为 m的物体匀加速地沿竖直方向提升高度 h,则起重机钢索的拉力对 物体做的功为多少?物体的重力势能改变多少?(不计空气阻力) 解析:由牛顿第二定律 F-mg=ma得 F= mg 5 4 起重机钢索的拉力对物体做的功 W1=Fh= mgh 5 4 重力做的功 W2=-mgh 所以物体的重力势能增加 mgh. 答案: mgh 增加 mgh 9.有一上端挂在墙上的长画,从画的上端到下端画轴长 1.8m,下端画轴重 1 N,画重 0.8 N(画面处 处均匀),如图所示.现将长画从下向上卷起来,长画的重力势能增加了多少? 解析:取画轴所在平面为参考平面.比较长画在卷起之前和卷起之后重心高度变化的数值,从而求 出重力势能变化的数值,即可确定长画重力势能的增加值. 在卷起前:长画的重力势能 Ep11=m1gh1=0.72J,画轴的重力势能 Ep21=0; 在卷起后:长画的重力势能 Ep12=m1gh2=1.44J,画轴的重力势能 Ep22=m2gh2=1.8 J.因此长画的 重力势能的增加量:Ep=Ep12+Ep22-Ep11-Ep21=2.52J,即长画的重力势能增加了 2.52 J. 答案:2.52J