高中物理沪科版 (2019)必修 第二册1.4 势能的变化与机械功课时训练

1.4势能的变化与机械功基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．关于重力做功和重力势能的变化，下列叙述正确的是（　　）

A．做竖直上抛运动的物体，在上升段，重力做负功，重力势能减少

B．做竖直上抛运动的物体，在下落段，重力做正功，重力势能增加

C．做平抛运动的物体，重力势能在不断减少

D．物体高度降低了，重力势能可能不变

2．质量相等的甲、乙两物体从离地面相同高度处同时由静止开 始下落，运动中两物体所受阻力的特点不同，其v-t图象如图．则下列判断正确的是：

A．t0时刻甲物体的加速度小于乙物体的加速度

B．t0时刻甲物体所受阻力较小

C．0~t0时间内，甲、乙两物体重力势能的变化量相同

D．0~t0时间内，甲物体克服阻力做的功和乙相同

3．如图所示，甲、乙是两个质量不同的物体m甲＜m乙，若取桌面为参考平面，甲在桌面上，乙在地面上．甲、乙的重力势能分别为EP1、EP2，则有(　　)

A．EP1 ＞ EP2

B．EP1 ＜ EP2

C．EP1 ＝ EP2

D．无法判断

4．在一种叫做“蹦极跳”的运动中，质量为m的游戏者身系一根弹性优良的轻质柔软的橡皮绳，从高处由静止开始下落，若不计空气阻力，则从橡皮绳原长位置至下落最低点的过程中，以下说法正确的是(        )

A．游戏者的重力势能减小 B．游戏者的机械能不变

C．弹性绳的弹性势能变小 D．弹性绳的弹性势能不变

5．质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，在此过程中（　　）

A．重力对物体做功为mgH B．物体克服阻力做功为mgH

C．地面对物体的平均阻力为 D．物体克服阻力做功为mg（H+h）

6．质量是0．1kg的小球，从离地面高10m的地方下落2m时，它的重力势能减少了（        ）

A．0J B．2J C．8J D．10J

7．如图1所示，固定的粗糙斜面长为10m，一小滑块自斜面顶端由静止开始沿斜面下滑的过程中，小滑块的动能Ek随位移x的变化规律如图2所示，取斜面底端为重力势能的参考平面，小滑块的重力势能Ep随位移x的变化规律如图3所示，重力加速度g＝10m/s2。根据上述信息能求出（　　）

A．斜面的倾角

B．小滑块与斜面之间的动摩擦因数

C．小滑块下滑的加速度的大小

D．小滑块受到的滑动摩擦力的大小

8．有关重力势能的变化，下列说法中正确的是（　　）

A．物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是1J，物体重力势能的增加量也是1J

B．只要高度相同，物体的重力势能就相同

C．物体运动中重力做功是-1J，物体重力势能减少1J

D．从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能减少量是相同的

9．如图所示，斜面固定倾角为30°，高h＝2m，重G＝10N的物体自斜面项端由静止开始下滑到底端，下列说法中正确的是（）

A．斜面对物体的支持力做的功是20J；

B．重力对物体做的功为40J；

C．重力对物体做的功为20J；

D．物体的势能减少40J．

10．质量为m 的小球，从离桌面 H 高处由静止下落，桌面离地面高度为 h，重力加速度为 g，如图所示，若以最高点为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别为 （　　）

A．mgh，减少mg（H-h） B．mg（H＋h），增加mg（H＋h）

C．-mg（H＋h），减少mg（H＋h） D．-mgh，增加mg（H-h）

11．一物体以初速度v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，则物体的重力势能一路程s图像应是下列四个图中的（　　）

A． B．

C． D．

12．如图所示，同一物体m分别放在A、B两个位置，A在二楼天花板下方，B在一楼地面上，以二楼地面为参考平面，下列说法正确的是（　　）

A．物体m在B位置的重力势能大于0

B．将物体m从移到A的过程中，重力做负功，重力势能减小

C．选不同的参考平面，物体m在A位置的重力势能都相同

D．选不同的参考平面，物体m从A移到B的过程中，重力势能的变化量都相同

13．如图甲所示，粗糙斜面与水平面的夹角为30°，质量为3kg的小物块（可视为质点）由静止从A点在一沿斜面向上的恒定推力作用下运动，作用一段时间后撤去该推力，小物块能到达最高位置C，小物块上滑过程中的v﹣t图象如图乙所示，设A点为零势能参考点，g=10m/s2 ， 则下列说法正确的是（　　）

A．小物块最大重力势能为54J

B．小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小之比为3：1

C．小物块与斜面间的动摩擦因数为

D．推力F的大小为40N

14．在惯性参考系中，力对质点所做功仅取决于质点的初始位置和末位置，而与质点通过的路径无关，这种力称为保守力，重力、弹簧弹力、静电力、万有引力等均为保守力。保守力做功的特点决定了质点在惯性系中的每一个位置都有一种由该位置确定的能量，称为势能；势能随位置变化的曲线称为势能曲线。如图所示为两个势能曲线，下列说法正确的是（　　）

A．图甲中势能为零的位置，质点所受保守力为零

B．图甲中质点所受保守力的方向沿x轴的正方向

C．图乙中质点从x1运动到x2的过程中保守力做正功

D．图乙中质点在x1位置，所受保守力大于质点在x2位置所受保守力

15．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

二、填空题（共4题）

16．重力势能Ep=_____．

17．只有弹簧发生弹性形变时才具有弹性势能，其他物体发生弹性形变时是不会有弹性势能的．(      )

18．如图所示，一根弹簧一固定在墙上，另一端与物体接触但不连接，物体与地面间的动摩擦因素为μ，物体的质量为m．现用力推物体m使之压缩弹簧，放手后物体在弹力作用下沿地面运动距离x而停止（物体已与弹簧分离），弹簧被压缩后具有的弹性势能为________．

19．如图所示。某科技小组利用自己设计的弹簧弹射器探究“弹簧弹性势能与形变量关系”，弹射器水平放置，弹簧被压缩x后释放，将质量为m、直径为d的小球弹射出去。测出小球通过光电门的时间为t。请回答下列问题：

（1）为减少实验误差，弹射器出口端距离光电门应该_________（选填“近些”或“远些”）。

（2）小球通过光电门的速度大小v=_________；（用m、d、t表示），小球弹出过程中弹簧的弹性势能_______。（选填“增大”或“减小”）。

（3）弹簧的压缩量x越大，小球通过光电门的时间_________（选填“越长”或“越短”）。

三、综合题（共4题）

20．以生产和生活中的现象为例，比较动能和势能的不同之处。

21．在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量均为m，厚度均为h，如图9所示，若将砖一块一块地竖直叠放起来，在此过程中，重力做多少功？重力势能如何变化，变化了多少？（重力加速度为g）

22．如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，一质量为的小物块受到一沿斜面向上的恒定拉力的作用，从点由静止开始向上加速运动，当小物块运动到斜面上的点时，它的动能与重力势能之和增加了，此时将拉力反向，但大小不变，直到物块再次返回出发点。已知物块从到的时间为从返回时间的一半。重力加速度为，求：

（1）拉力的大小；（用、、表示）

（2）以为零势能点，当物块动能为时，物块的重力势能。

23．如图，某一斜面的顶端到正下方水平面O点的高度为h，斜面与水平面平滑连接。一小木块从斜面的顶端由静止开始滑下，滑到水平面上的A点停下。已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，求木块在水平面上停止点A的位置到O点的距离x，并讨论：x与斜面倾角的大小是否有关？

参考答案：

1．C

2．B

3．A

4．A

5．D

6．B

7．D

8．D

9．C

10．C

11．A

12．D

13．D

14．D

15．D

16．mgh

17．×

18．μmgx

19．     近些          减小     越短

20．

动能是由于物体运动具有的能，与物体的速度和质量有关，例如运动的火车，飞行的子弹等都具有动能；而势能是由于物体被举高所具有的能，与物体的质量和相对高度有关，例如被举高的物体等具有重力势能。

21．；重力势能增加，增加了

22．（1）9mgsin；（2）0.75J 或 3J

23．

设斜面倾角为θ，对木块运动的整个过程，根据动能定理得

解得

可知x与斜面倾角θ的大小无关。