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1、名校名 推荐4.3 势能 作业一、选择题1关于重力做功和物体的重力势能，下列说法不 正确的是 ()A重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少B物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加C地球上任何一个物体的重力势能都是一个确定值D重力做功的多少和重力势能的变化都与参考平面的选取无关解析：选 C重力对物体做正功，重力势能一定减少，物体克服重力做功，表明重力对物体做负功，物体的重力势能一定增加，故A、B 均正确；物体的重力势能的大小与所选取的零势面位置有关，不同的参考平面， 对应不同的重力势能的值，故 C 错误；重力做功与重力势能的变化均与参考平面的选取无关，D 正确2. 轻绳一端固定在 O 点
2、，另一端拴一小球，拉起小球使绳水平伸直，然后无初速度释放， 小球从开始运动到绳竖直的过程中，下列说法中正确的是 ()A重力先做正功后做负功B重力做的功大于重力势能的减少量C重力的功率一直增大D重力的功率先增大后减小解析：选 D此过程中重力一直做正功， 开始功率为零， 最后的功率也为零，故功率先增大后减小3物体做自由落体运动，其相对于地面的重力势能与下落速度的关系如图所示，其中正确的是 ()v2v2解析：选 C若下落高度为 h，则 h g，减少的重力势能为： mgh mg g221212，式中 h0为起始高度，2mv. 相对于地面的重力势能为： Ep mgh0mgh mgh0 mv2即 Ep 与
3、 v 的关系图像为抛物线的一部分，故C 正确1名校名 推荐4某同学利用弹弓将石子斜向上弹出，在石子弹出的过程中，下述说法正确的是 ()A弹弓橡皮筋收缩，弹力对石子做功B石子的动能增加C弹弓橡皮筋的弹性势能减少D石子的重力势能减小，转化为石子的动能解析：选 ABC弹弓橡皮筋收缩产生弹力将石子弹出，弹力对石子做正功，石子动能增加，橡皮筋弹性势能减少，石子上升，重力势能增加，A、B、C对，D错5一条长为 l 、质量为 m的均匀链条放在光滑水平桌面上，其中有三分之一悬在桌边，如图所示，在链条的另一端用水平力缓慢地拉动链条，当把链条全部拉到桌面上时，所需做的功为 ()11mgl mglA18B311mg
4、l mglC9D6111解析：选 悬在桌边的 l 长的链条重心在其中点处， 离桌面的高度 h A32311l 6l . 它的质量是m 3m，当把它拉到桌面时，增加的重力势能就是外力需要做的功，故有WEp1mg 1l1 mgl.36186一根长为 2 m，重为 200 N 的均匀木杆放在水平地面上，现将它的一端从地面提高0.5，另一端仍搁在地面上，则至少需要做功(g 取2)m10 m/s )(A400 JB 200 JC100 JD 50 J外力做功使物体的重心升高，对应的重力势能增加Ep解析：选 D0.25 m G h2000.25 J 50 J ，故选项 D 正确7. 如图所示，一个质量为
5、M的物体，放在水平地面上，物体上方安装一个长度为 L、劲度系数为 k 的轻弹簧处于原长，现用手拉着弹簧上端的P 点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离，在这一过程中，P 点的位移 ( 开始时弹簧2名校名 推荐处于原长 ) 是 H，则物体重力势能的增加量为()A MgHMg 2BMgHkMg 2CMgHkMgDMgH kMg解析：选 C物体离开地面时，弹簧伸长x k重物上升的高度 hHxMg重力势能增加量 Ep MghMgHk所以正确答案为 C28. 运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是 ()A阻力对系统始终做负功B系统受到的合力始终
6、向下C重力做功使系统的重力势能增加D任意相等的时间内重力做的功相等解析：选 A无论在什么情况下，阻力一定做负功，A 对加速下降时合力向下，减速下降时合力向上，B 错系统下降，重力做正功，所以它的重力势能减少， C错由于系统做变速运动，系统在相等时间内下落的高度不同，所以重力做功不同， D错9在光滑的水平面上，物体A 以较大速度 va 向前运动，与以较小速度vb 向同一方向运动的、 连有轻质弹簧的物体B 发生相互作用， 如图所示在相互作用的过程中，当系统的弹性势能最大时()3名校名 推荐AvavbB va vbCvavbD无法确定解析：选 Bva vb 时， A、B 相距最近，弹簧压缩量最大，弹
7、性势能最大10. 如图所示，水平地面上固定一竖直轻弹簧， 有一物体由弹簧正上方某位置竖直下落，从与弹簧接触后物体继续下落到速度变为零的过程中()A物体的速度逐渐减小B物体的重力势能逐渐减小C弹簧的弹力对物体做正功D弹簧的弹性势能逐渐减小解析：选 B物体的合力先是向下， 后向上，故其运动的速度先增大后减小， A 错下落过程中，物体的高度变低，重力势能减小， B 对物体受到向上的弹力，此力对物体做负功， C错弹簧的形变量越越大，弹性势能逐渐变大， D错二、非选择题11在离地面 80 m 处无初速度释放一小球，小球质量为 m200 g ，不计空气阻力， g 取 10 m/s 2，取最高点所在水平面为
8、参考平面，求：(1) 在第 2 s 末小球的重力势能；(2) 在第 3 s 内重力所做的功和重力势能的变化解析： (1) 在第 2 s 末小球所处的高度1212h 2gt 2102 m 20 m，重力势能 Ep mgh0.2 10( 20) J 40 J ，Ep0 说明小球在参考平面的下方(2) 在第 3 s 末小球所处的高度4名校名 推荐1212h gt 345 m.2210m第 3 s 内重力做功Wmg( hh) 0. 210( 2045) J 50 J ，即小球的重力势能减少50 J.答案： (1) 40 J (2)50 J减少 50 J12. 通过探究得到弹性势能的表达式为12Ep k
9、x ，式中 k 为弹簧的劲度系2数， x 为弹簧伸长 ( 或缩短 ) 的长度，请利用弹性势能表达式计算下列问题放在地面上的物体上端系在劲度系数k400 N/m 的弹簧上，弹簧的另一端拴在跨过定滑轮的绳子上，如图所示，手拉绳子的另一端，当往下拉0.1 m时物体开始离开地面，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地h 0.5 m 高处如果不计弹簧的重力和滑轮跟绳的摩擦，求拉力所做的功以及弹性势能的大小解析：弹性势能1212Epkx J2 J22400 0.1此过程中拉力做的功与弹力做的功数值相等，则有W1W弹 Ep 2 J刚好离开地面时 GFkx 4000.1 N 40 N则物体缓慢升高， F40 N物体上升 h0.5 m拉力克服重力做功W2Fl mgh400.5 J 20 J拉力共做功 W W1W2(20 2) J 22 J.答案： 22 J2 J5