高中物理鲁科版 (2019)必修 第二册第1章 功和机械能第4节 势能及其改变课文配套ppt课件

课后素养落实(四)　势能及其改变

(建议用时：40分钟)

考点一　重力势能

1．关于重力势能，以下说法中正确的是(　　)

A．某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的

B．重力势能为0的物体，不可能对别的物体做功

C．物体做匀速直线运动时，重力势能一定不变

D．只要重力做功，重力势能一定变化

D　[选取不同的零势能面，则同一位置的物体的重力势能是不同的，A错误；重力势能为零只是表明物体处于零势能面上，它对其他物体同样可以做功，B错误；物体若在竖直方向做匀速直线运动，则物体的高度变化，重力势能也会发生变化，C错误；重力做功是重力势能变化的量度，若重力做功，重力势能一定发生变化，故D正确。]

2．质量为m的跳高运动员，先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，如图所示。设横杆的高度比他起跳时的重心高出h，则他在起跳过程中做的功(　　)

A．都必须大于mgh

B．都不一定大于mgh

C．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必须大于mgh

D．用背越式必须大于mgh，用跨越式不一定大于mgh

C　[题图表明跨越式跳高比背越式跳高人的重心升得更高，如果运动员的技术比较高超，背越式跳高重心升高的高度可以略低于h，C正确。]

考点二　重力做功与重力势能的改变

3.“神舟十一号”飞行任务是中国第6次载人飞行任务，也是中国持续时间最长的一次载人飞行任务，总飞行时间长达33天。如图所示，在返回舱拖着降落伞下落过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为(　　)

A．重力做正功，重力势能减小

B．重力做正功，重力势能增加

C．重力做负功，重力势能减小

D．重力做负功，重力势能增加

A　[下落时，返回舱高度降低，所以重力做正功，重力势能减小。则A正确，B、C、D错误。]

4．如图甲所示，泰山是世界文化与自然双重遗产，世界地质公园，全国重点文物保护单位，国家重点风景名胜区，国家AAAAA级旅游景区。某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)

甲　　　　　　乙

A．从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功

B．从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功

C．从A到B重力做功为mg(H＋h)

D．从A到B重力做功为mgH

D　[重力对物体所做的功只与物体初、末位置的高度差有关，大小为WG＝mgH，则D正确，A、B、C错误。]

5．如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为(　　)

A．　　　 B．

C．mgh     D．0

B　[根据重力做功的公式，W＝mg(h1－h2)＝，故B正确。]

考点三　弹性势能的改变

6．关于弹性势能，下列说法中正确的是(　　)

A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增加

B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定减少

C．在拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，弹性势能越大

D．弹簧拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能

C　[如果弹簧原来处于压缩状态，那么当它恢复原长时，它的弹性势能减小，当它变短时，它的弹性势能增大，弹簧拉伸时的弹性势能可能大于、小于或等于压缩时的弹性势能，需根据形变量来判断弹性势能的大小，A、B、D错误；当拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，需要克服弹力做的功越多，弹簧的弹性势能越大，C正确。]

7．如图所示，撑竿跳高是运动会中常见的比赛项目，用于撑起运动员的竿要求具有很好的弹性，关于运动员撑竿跳起的过程，说法正确的是(　　)

A．运动员撑竿刚刚触地时，竿弹性势能最大

B．运动员撑竿跳起到达最高点时，竿弹性势能最大

C．运动员撑竿触地后上升到最高点之前某时刻，竿弹性势能最大

D．以上说法均有可能

C　[竿形变量最大时，弹性势能最大，故C正确。]

8.一竖直弹簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端，如图所示，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处，则(　　)

A．h愈大，弹簧在A点的压缩量愈大

B．弹簧在A点的压缩量与h无关

C．h愈大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大

D．小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大

B　[最终小球静止在A点时，通过受力分析，小球受自身重力mg与弹簧的弹力kx大小相等，由mg＝kx得，弹簧在A点的压缩量x与h无关，弹簧弹性势能与h无关，故B正确。]

9.如图所示，总长为2 m的光滑匀质铁链，质量为10 kg，跨过一光滑的轻质定滑轮。开始时铁链的两底端相齐，当略有扰动时某一端开始下落，求：从铁链刚开始下落到铁链刚脱离滑轮这一过程中，重力对铁链做了多少功？重力势能如何变化？(g取10 m/s2)

[解析]　如图所示，开始时链条重心在A处，离开滑轮时重心位置在B处，即重心下降了h′＝0.5 m。

所以重力做功WG＝mgh′＝10×10×0.5 J＝50 J。

重力势能减少50 J。

[答案]　50 J　减少50 J

10．“跳跳鼠”是很多小朋友喜欢玩的一种玩具(图甲)，弹簧上端连接脚踏板，下端连接跳杆(图乙)，人在脚踏板上用力向下压缩弹簧，然后弹簧将人向上弹起，最终弹簧将跳杆带离地面。下列说法正确的是(　　)

甲　　　乙

A．不论下压弹簧程度如何，弹簧都能将跳杆带离地面

B．从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为人的动能

C．从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长的过程中，人一直向上加速运动

D．从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长的过程中，人的加速度先减小后增大

D　[当弹簧下压的程度比较小时，弹簧具有的弹性势能较小，弹簧不能将跳杆带离地面，故A错误；从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长的过程中，弹簧的弹性势能转化为人的动能和重力势能，故B错误；从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长的过程中，开始弹力大于重力，人向上加速，弹簧逐渐恢复形变，弹力逐渐减小，人的加速度逐渐减小；后来弹力小于重力，人的加速度反向增大，所以人的加速度先减小后增大，故C错误，D正确。]

11.如图所示，可爱的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小土堆，已知其身长为3L，总质量为m，如图所示头部刚到达最高点，假设毛毛虫能一直贴着小土堆前行，求从其头部刚到达小土堆顶到其头部刚到达小土堆底端时毛毛虫的重力势能变化量为(　　)

A．mgL     B．mgL

C．mgL     D．mgL

B　[选小土堆底端为零势能面，初状态的重力势能为Ep1＝mg×sin 60°＝mgL，毛毛虫头部刚到达山丘底端时的重力势能为Ep2＝mg×sin 60°＝mgL，其重力势能的变化量为ΔEp＝Ep2－Ep1＝mgL－mgL＝mgL，故B正确，A、C、D错误。]

12．(2020·大连高一检测)质量为m的木球从离水面高度为h处由静止释放，落入水中后，在水中运动的最大深度是h′，最终木球停止在水面上，若木球在水中运动时，受到因运动而产生的阻力恒为Fμ。求：

(1)木球释放后的全部运动过程重力做的功是多少？

(2)它的重力势能变化了多少？

[解析]　(1)因为重力做功与路径无关，只与过程初、末状态的高度有关，所以全过程尽管木球在水下做了往复运动，但所做的功由h的大小决定，即WG＝mgh。

(2)木球的重力势能减少了mgh。

[答案]　(1)mgh　(2)减少了mgh

13.如图所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点，若已知OD＝l，则小球由A点运动到C点的过程中，重力势能减少了多少？重力做功为多少？

[解析]　从A点运动到C点，小球下落h＝l

故重力做功WG＝mgh＝mgl

重力势能的变化量ΔEp＝－WG＝－mgl

负号表示小球的重力势能减少了。

[答案]　mgl　mgl