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1、名校名 推荐2.2 势能的改变作业1.下列关于重力势能的说法正确的是（）A. 重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的B.处在同一高度的物体，具有的重力势能相同C.放在地面上的物体重力势能一定为零D.在地面上方的物体，它的重力势能一定不等于零解析：重力势能是地球与物体所组成的系统共同具有的， A 正确 .重力势能的大小与零势能面的选取有关， 凡是在零势能面上方的物体， 它的重力势能一定为正值，在零势能面下方的物体，其重力势能一定为负值 .而且势能的大小与物体的质量也有关， 处在同一高度的物体， 由于它的质量不一定相同， 物体具有的重力势能不一定相同， B 错误 .如果不选地面的重力
2、势能为零，放在地面上的物体重力势能也不为零， C 错误 .如果选地面上方的某一位置重力势能为零，则放在该处的物体所具有的重力势能一定为零， D 错误 .答案： A2.物体沿不同的路径 (1)和 (2)从坡顶 A 滑到坡底 B，如图所示，重力做功分别为W 1、W2 ，则（）A.W 1 W2W1W 2C.W1W 2D.条件不足，无法比较解析：重力做功只和初、末位置的高度差有关，和物体运动的路径无关.本题中物体从 A 沿不同的路径到达B 点，初末位置相同，故重力做的功相同.答案： C3.关于重力做功和重力势能变化，下列叙述正确的是（）A. 做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能减少B
3、.做竖直上抛运动的物体，重力势能在不断减少C.做平抛运动的物体，重力势能在不断减少D.在水平面上做匀速圆周运动的物体，其重力势能不变解析：重力做正功时，重力势能减少，重力做负功时，重力势能增大.因此只需要判断重力做正功还是做负功，即可判断出重力势能的变化.答案： C4.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：由弹性势能的定义和相关因素进行判断.发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力作用而具有的势能，叫做弹性势能.物
4、体发生了形变，且是弹性形变，即有弹力作用，是物体具有弹性势能的充分必要条件.弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关外，还跟弹簧劲度系数的大小有关.答案： AB5.物体在运动过程中，克服重力做功为50 J，则（）A. 重力做功为 50 JB.物体的重力势能一定增加了50 JC.物体的重力势能一定减少了50 JD.重力做了 50 J 的负功解析：物体重力势能的变化与重力对物体做功是紧密地联系在一起的， 重力做正功，重力势能减少， 重力做多少正功， 重力势能就减少多少； 同理，重力做负功，重力势能增加，重力做多少负功，重力势能就增加多少.在本题中，物体克服重1名校名 推荐力做了 50 J 的
5、功，即重力做了 50 J 的负功，重力势能就增加 50 J，所以本题的正确答案为 BD.6.如图所示，质量为m 的物体分别从倾角为、 的两个光滑斜面上滑下，两斜面的高度均为 h，则下列叙述中正确的是（）A. 物体滑到斜面底端的速度相同B.物体滑到斜面底端的动能相同C.物体滑到斜面底端重力所做的功相同D.物体滑到斜面底端时速率相同解析：重力做功只与始末位置的高度差有关， 而与具体的路径无关， 所以物体沿两个不同的斜面滑下时重力所做的功相等，选项 C 正确 .由于在物体沿两个不同的斜面滑下时只有重力做功，根据动能定理可知物体滑到斜面底端的动能相等，选项 B 正确 .由于动能相等， 所以物体滑下时速
6、度的大小相等， 然而速度是矢量，不仅要看大小而且要看方向，两个斜面的夹角不同，所以它们的速度方向不同，因此选项 A 错误， D 正确 .答案： BCD7.质量为 0.5 kg 的球自 30 m 高的塔顶自由下落，球下落 2 s 时的重力势能是多少？ (g 取 10 m/s2，取地面为零势能参考平面 )解析：要想求球下落 2 s 时的重力势能，应该先求出2 s 末物体距地面的高度是多大 .球下落 2 s 时，球下落的高度为： h= 1 gt2 = 1 1022 m=20 m,此时小球距地22面的高度为 10 m，取地面为零势能参考平面，则小球的重力势能为：Ep=mgh=0.51010 J=50
7、J.8.如图所示，有一连通器，左右两管的横截面积均为 S，内盛密度为 的液体 . 开始时两管内的液面高度差为 h，若打开底部中央的阀门 K ，液体开始流动，最终两液面相平 .在这一过程中，液体的重力势能变化了多少？是增加了还是减少了？如果是减少了，减少的重力势能到哪里去了？解析：由于 A 、B 两管截面积相等，液体是不可压缩的，所以 B 管中液面下降的高度和 A 管中液面上升的高度相同， 液面最终静止在初始状态 A 管液面上方 1 h 处 .因为物体的重力势能与过程无关，只与初末状态2B 管中 1 h 高的液柱移动到 A 管中，的位置有关，所以可以将过程简化，视为将2达到液体最终静止的状态，
8、而其他的液体的位置没有变化， 对应的重力势能也没有变化，全部液体重力势能的变化， 就是 B 管上部 1 h 长的液柱重力势能的减少 .21不难看出， B 管中重力势能变化的部分液柱其重心的高度减小了：h=，它h12的 重 力 mg=hSg， 所 以 全 部 液 体 重 力 势 能 减 少 了 | Ep|=mg h=21112( hSg) (h)=4h gS，减少的重力势能全部转化为系统的内能 .221 h2 gS，减少的重力势能转化为系统的内能 .答案：重力势能减少了49.如图所示，直杆长为2L ，中心有一转轴 O，两端分别固定质量为2m、 m 的小2名校名 推荐球 a 和 b.当杆从水平位置
9、转到竖直位置时， 小球 a 和 b 构成的系统重力势能如何变化，变化了多少 ?解析：重力对小球 a 做功为 W 1=2mgL，重力对小球 b 做功为 W 2=-mgL ， 重 力 对 a 和 b 组 成 的 系 统 所 做 的 总 功W=W 1+W2=2mgL+(-mgL)=mgL ，故系统的重力势能减少，且减少了mgL.答案：系统的重力势能减少，且减少了mgL10.世界著名撑杆跳高运动员，乌克兰名将布勃卡身高1.83 m，体重 82 kg，他曾35 次打破撑杆跳高世界纪录， 目前仍保持着 6.14 m 的世界纪录 .请你回答以下两个问题：(1)他最后跳过 6.14 m 时，至少克服重力做多少
10、功?(2)他的重力势能改变了多少?解析：要想计算出撑杆跳运动员在跳过横杆的过程中克服重力所做的功， 应该先考虑运动员中心升高的高度， 乌克兰名将布勃卡身高 1.83 m，目前仍保持着 6.14m 的世界纪录，人的重心大约在人身高的一半的位置，即 0.935 m，在撑杆跳的过程中，人的重心升高的高度为： h=6.14 m-0.935 m=5.205 m，在人重心升高的过程中，克服重力所做的功为： W=mgh=82 105.205 J=4 268.1 J；运动员克服重力做了功，运动员的重力势能增加了 4 268.1 J.答案： (1)4 268.1 J(2)4 268.1 J11.将一个边长为 a
11、、质量为 m 的匀质正方体， 移动一段距离 l(la)，已知正方体与水平地面的动摩擦因数为，可供选择的方法有两种： 水平推动和翻动 .请思考：选择哪一种方法较为省功?解析：如图甲，用水平推力移动正方体，外力 F 至少等于摩擦力，即 F=mg，外力做功 W1=Fl= mgl如.图乙，用翻动的方法，每翻一次，正方体向前移动距离a，每翻动一次，正方体重心升高h=2a-1a=2 1a，222外力至少做功 W 2 =mg h=21mga2正方体移动的距离为l ，则需翻动的次数为n=la外力至少做功l2 12 1W 2=nW2 =nmg h=mga=mgla22比较 W1、W2 的大小：(1)当 21 时， W1W2，用水平推动的方法省功 .2(2)当 = 21 时， W 1=W2，两种方法效果相同 .23名校名 推荐(3)当 21 时，采用翻动的方法省功 .得出结论：在非常光滑的地面上，采2用推动物体前进的方法较为省功； 在粗糙的地面上， 采用翻动物体前进的方法省功答案：在非常光滑的地面上， 采用推动物体前进的方法较为省功； 在粗糙的地面上，采用翻动物体前进的方法省功4