鲁科版 (2019)第4节 势能及其改变巩固练习

1.4势能及其改变基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．起重机将重物吊起,在上升的过程中(        )

A．重力做正功,重力势能增加

B．重力做负功,重力势能减少

C．重力做正功,重力势能减少

D．重力做负功,重力势能增加

2．刀削面是人们喜欢的面食之一，全凭刀削得名。如图1所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用刀片飞快地削下一片片很薄的面片，使面片飞向旁边的锅里。若一面片获得了水平方向的初速度，飞出时离锅内水面的竖直距离约0.80m，如图2所示。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。在空中运动的过程中，面片的重力势能（　　）

A．先增大后减小 B．逐渐增大

C．保持不变 D．逐渐减小

3．关于功和能下列说法不正确的是（ ）

A．功和能的单位相同，它们的物理意义也相同

B．做功的过程就是物体能量的转化过程

C．做了多少功，就有多少能量发生了转化

D．各种不同形式的能量可以互相转化，而且在转化过程中，能的总量是守恒的

4．山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一滑雪坡由AB和BC组成，AB为斜坡，BC是光滑的圆弧，如图所示，竖直台阶CD高度差为。运动员连同滑雪装备的总质量为80kg，从A点由静止滑下，以的水平速度通过C点后飞落到水平地面DE上，不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，取。

以水平地面为参考平面，运动员在C处的机械能E为（　　）

A．4500J B．3500J C．13000J D．3000J

5．如图，“天问一号”火星探测器在发射的初始阶段加速上升，此过程中探测器的（　　）

A．重力势能减小 B．重力势能增加 C．动能逐渐减小 D．动能保持不变

6．某同学用手摇发电机发电，在一定时间内，他匀速摇动把手做了300J的功。经测量，输出的电能是120J，则由于摩擦等因素损失的能量为（   ）

A．180J B．300J

C．360J D．440J

7．如图所示，倾角为30°、长度为10m的光滑斜面，一质量为0.8kg小物块从斜面顶端由静止开始下滑，重力加速度g取10m/s2，则（　　）

A．整个过程中重力做功80J B．重力势能减少了80J

C．整个过程中重力做功的平均功率是20W D．小物块滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是20W

8．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下来；流星在夜空中坠落，并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降．上述不同现象中所包含的相同物理过程是(　   　)

A．物体的动能转化为其他形式的能量 B．物体的势能转化为其他形式的能量

C．物体的机械能转化为其他形式的能量 D．其他形式的能转化为物体的机械能

9．质量为m物体从距地面h高处由静止开始以加速度竖直下落到地面．在这个过程中，以下判断错误的是（       ）．

A．物体的动能增加 B．物体的重力势能减少

C．物体的机械能减少 D．物体的机械能保持不变

10．如图，倾角为的斜面体放在粗糙的水平面上，质量为m的物体A与一劲度系数为k的轻弹簧相连．现用拉力F沿斜面向上拉弹簧，使物体A在光滑斜面上匀速上滑，上滑的高度为h，斜面体始终处于静止状态.在这一过程中（　   　）

A．弹簧的伸长量为 B．拉力F做的功为Fhsin

C．物体A的机械能增加mgh D．斜面体受地面的静摩擦力大小等于零

11．如图，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙斜面上，现给物体一个沿斜面向下的力F，物体机械能随位移的变化如图所示，物体与斜面间动摩擦因素为μ，下列说法正确的是（　　）

A．0-x2过程中，力F先增大后减小

B．0-x1过程中，拉力F做的功为

C．0-x2过程中，物体动能增加

D．0-x3过程中，物体先加速后减速再匀速

12．如图所示，以一定的初速度竖直向上抛出质量为m的小球，加速度大小为1.25g，它上升的最大高度为h，空气阻力的大小不变。则从抛出点至回到原出发点的过程中，下列情况正确的是（　　）

A．重力做的功为2mgh

B．空气阻力做的功为-0.5mgh

C．合力做的功为0.5mgh

D．重力势能先减小后增加

13．一质量为m的滑块以初速度v0自固定在地面上的粗糙斜面的底端开始冲上斜面，到达某一高度后又自动返回至斜面底端，图中分别给出了在整个运动过程中滑块的速度v、加速度大小a、动能Ek及机械能E随时间t的变化关系图线，则其中可能正确的是（规定斜面底端所在水平面为零势能参考平面（　　）

A． B． C． D．

14．一个排球在A点被竖直抛出时动能为20J,上升到最大高度后，又回到A点，动能变为12J，设排球在整个运动过程中受到的阻力大小恒定，则（ ）

A．上升到最高点过程中，重力势能增加了20J

B．上升到最高点过程中，机械能减少了8J

C．从最高点回到A点过程中，克服阻力做功为8J

D．从最高点回到A点过程中，重力势能减少了16J

15．一物体静止在水平地面上，在竖直向上拉力F作用下开始向上运动，如图甲所示，在物体向上运动过程中，其机械能E与位移x的关系图象如图乙所示，已知曲线上A点的切线斜率最大，不计空气阻力，则下列说法错误的是（　　）

A．在x1处物体所受拉力最大

B．0～x1过程中合外力增大

C．在x1～x2过程中，物体的加速度一直减小

D．在x1～x2过程中，物体的动能先增大后减小

二、填空题（共4题）

16．一个足球质量为3kg，以30 m/s的速度被踢到60m远处，在飞行过程中的最大高度是3m那么足球的初动能是___J，球在飞行过程中的最大重力势能为____J。（取g=10m/s2）

17．如图所示是蹦床运动员在空中表演的情景．在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中，蹦床的弹性势能________（填“增大”、“减少”或“不变”）和运动员的重力势能________（填“增大”、“减少”或“不变”）

18．打桩机重锤的质量是200kg，把它提升到离地面25m的高处，然后让它自由落下，取地面作参考平面，则重锤下落10m时，重力势能为_____，动能为_____，机械能为_____．（g=10m/s2）

19．小华有一只按压型圆珠笔，她想估测里面小弹簧在被圆珠笔尾端压紧过程中弹性势能的增加量，请你在不拆解圆珠笔的前提下帮助她完成这一想法。（当地重力加速度g已知）

（1）除刻度尺外，还需要的测量工具是______________________；

（2）需测量的物理量及符号是_________________________；

（3）用所测物理量表示所估测的弹性势能增加量：ΔE=____________________。

三、综合题（共4题）

20．早期人们用不易弯曲的竹竿或金属杆进行撑竿跳高，后来采用了有弹性的玻璃纤维杆，如图所示，撑竿跳高的世界纪录也因此有了很大的提高。请上网查询，解释为何使用弹性玻璃纤维杆有助于撑竿跳高成绩的提高。

21．如图所示，水平地面上有质量分别为1kg和4kg的物体A和B，两者与地面间的动摩擦因数均为0.5，非弹性轻绳连着一个轻质弹簧，弹簧劲度系数k=5N/m，绳一端固定且离B足够远，另一端跨过光滑轻质滑轮与A相连，滑轮与B相连，初始时，轻绳水平，若物体A在水平向右的恒力F＝30N作用下开始运动了9m时，其速度达到最大，重力加速度g＝10m/s2，求：

(1)当A移动多少距离时B开始运动；

(2)物体A运动9m时，物体B因摩擦而产生的热量；

(3)已知弹簧弹性势能EP=kx2，求A的最大速度大小，此时B的速度大小。

22．如图所示，倾角为的粗糙斜面的底端有一个质量为1kg的凹形小滑块，与斜面间的动摩擦因数为0.25，现小滑块以某一初速度从斜面的底端上滑，同时在斜面底端正上方有一小球以v0水平抛出，经过t=0.4s,小球恰好垂直斜面方向落入凹槽，此时，小滑块还在上滑过程中．（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），g取10m/s2求：

（1）小球以水平抛出的v0；

（2）小滑块的初速度v；

（3）0.4s前小滑块损失的机械能

23．如图所示为某物流公司用传送带传送货物情景示意图。传送带与水平面的夹角θ=37°，在发动机的作用下以v0=2m/s的速度匀速运动。在传送带底端P处放一质量m=2kg的小货物，货物被传送到最高点Q．已知传送带长度L=8m，货物与传送带的动摩擦因数μ=0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）货物刚被放到传送带上时的加速度大小a；

（2）货物从P到Q的过程中，发动机所做的功W。

参考答案：

1．D

2．D

3．A

4．C

5．B

6．A

7．C

8．C

9．D

10．C

11．C

12．B

13．B

14．D

15．C

16．     1350     90

17．     减小     增大

18．     30000 J     20000 J     50000 J

19．     天平     竖直弹起的高h，圆珠笔的质量m     mgh

20．

撑杆跳主要是运动员先将本身的动能转化为杆的弹性势能，然后弹性势能再转化为运动员的重力势能，从而越过横杆；杆的弹性势能越大，则运动员的重力势能就越大，撑竿跳高成绩就越好；使用弹性玻璃纤维杆能够更多的转化为弹性势能，从而提高撑杆跳的成绩。

21．(1)A移动了2m；(2)Q＝40J；(3)vA＝13m/s；vB＝m/s

22．(1) 3m/s；(2) 5.35m/s；(3)3J

23．（1）0.4m/s2；（2）164J