2020-2021学年新教材高中物理 第1章 功和机械能 第4节 势能及其改变课后习题（含解析）鲁科版必修第二册.docx

1、第4节势能及其改变课后篇巩固提升基础巩固1.将一个物体由A移至B,重力做功()A.与运动过程中是否存在阻力有关B.与物体沿直线或曲线运动有关C.与物体是做加速、减速或匀速运动有关D.与物体初、末位置高度差有关解析将物体由A移至B,重力做功只与物体初、末位置高度差有关,A、B、C错,D对。答案D2.一实心铁球和一实心木球质量相等,将它们放在同一水平面上,下列结论正确的是()A.铁球的重力势能大于木球的重力势能B.铁球的重力势能等于木球的重力势能C.铁球的重力势能小于木球的重力势能D.上述三种情况都有可能解析由于铁球和木球的密度不同,所以质量相等的铁球和木球比较,木球的体积较大,放在同一水平地面上

2、时,木球的重心高,因此木球的重力势能大于铁球的重力势能,选项C正确。答案C3.质量为m的物体,沿倾角为的光滑斜面由静止下滑,当下滑t(s)时重力势能减少量为()A.12mg2t2sin B.12mg2t2C.mg2t2D.12mg2t2sin2解析物体下滑的加速度a=gsin,t秒时物体下滑的距离s=12at2=12gt2sin,下滑的高度h=ssin,物体重力势能的减少Ep=mgh=12mg2t2sin2。答案D4.如图,一质量为m,长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距13l。重力加速度大小为g。在此过程中,外力做的功为()A.

3、19mglB.16mglC.13mglD.12mgl解析根据题意,此过程中外力做的功等于细绳增加的重力势能,MQ的下半部分质量为m3的重心升高了l3,故增加的重力势能为Ep=mg3l3=19mgl,所以外力做功19mgl,A正确。答案A5.如图所示,在水平面上平铺着n块砖,每块砖的质量为m,厚度为h,如果人工将砖一块一块地叠放起来,那么人至少做功()A.n(n-1)mghB.12n(n-1)mghC.n(n+1)mghD.12n(n+1)mgh解析取n块砖的整体为研究对象,叠放起来后整体的重心距地面12nh,原来的重心距地面12h,故有W=Ep=nmg12nh-nmg12h=12n(n-1)m

4、gh,B项正确。答案B6.如图所示,在离地面高为H处,将质量为m的小球以初速度v0竖直上抛,取抛出位置所在水平面为参考平面,则小球在最高点和落地处重力势能分别为()A.mgv022g+H,0B.12mv02,-mgHC.12mv02,mgHD.12mv02,mgH+12mv02解析小球能上升到的最高点与抛出点相距h=v022g,所以在最高点时具有的重力势能Ep1=mgh=12mv02。落地时小球的位置在参考平面下方H处,所以落地时小球具有的重力势能Ep2=-mgH。故B正确。答案B能力提升1.蹦极是一种比较流行的极限运动,弹性绳一端固定在高空跳台,另一端系住运动员,运动员从高空自由下落,则自开

5、始下落至最低点的过程中()A.运动员的速度先增大再减小B.运动员的加速度先增大再减小C.弹性绳的弹性势能先增大再减小D.运动员的重力势能先增大再减小解析弹性绳绷紧之前,运动员自由下落,速度不断增大。弹性绳绷紧后,运动员受到弹性绳向上的弹力和重力,弹力先小于重力,后大于重力,合力先向下后向上,则运动员先加速后减速,速度先增大后减小,选项A正确;弹性绳绷紧之前,运动员的加速度不变。弹性绳绷紧后,弹力不断增大,合力先减小后增大,则加速度先减小后增大,选项B错误;弹性绳绷紧后,绳子不断伸长,弹性势能不断增大,选项C错误;运动员的高度不断下降,重力势能一直减小,选项D错误。答案A2.在离地面80 m处无初速度释放一小球,小球质量为m=200 g(不计空气阻力,g取10 m/s2),取最高点所在水平面为参考平面,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量。解析(1)在第2s末小球所处的高度h=-12gt2=-121022m=-20m重力势能Ep=mgh=0.210(-20)J=-40JEp0说明小球在参考平面的下方。(2)在第3s末小球所处的高度h=-12gt2=-121032m=-45m第3s内重力做功W=mg(h-h)=0.210(-20+45)J=50J,即小球的重力势能减少50J。答案(1)-40 J(2)50 J减少50 J