【步步高】（新课标）2021-2021学年高中物理 4.1 势能的变化与机械功每课一练 沪科版必修2.doc

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1、4.1 势能的变化与机械功题组一对重力做功的理解与计算1利用超导材料和现代科技可以实现磁悬浮若磁悬浮列车的质量为20 t，因磁场间的相互作用，列车浮起的高度为100 mm，则该过程中磁悬浮列车克服重力做功是()A20 J B200 JC2.0107 J D2.0104 J答案D解析重力做功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差WGmgh1mgh220 000100.1 J2.0104 J，所以克服重力做功2.0104 J，故D正确2如图1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0，在这个过程中

2、，重力做的功为()图1A. B. Cmgh D0答案B解析根据重力做功的公式得Wmg(h1h2)，故答案为B.3在高处的某一点将两个重力相同的小球以相同速率v0分别竖直上抛和竖直下抛，下列结论正确的是(不计空气阻力)()A从抛出到刚着地，重力对两球所做的功相等B从抛出到刚着地，重力做功对两球做的功都是正功C从抛出到刚着地，重力对两球做功的平均功率相等D两球刚着地时，重力的瞬时功率相等答案ABD解析重力做功只取决于初、末位置的高度差，与路径和运动状态无关由Wmgh得出重力做功的大小只由重力和高度的变化决定，故A、B项正确；由于竖直上抛比竖直下抛的运动时间长，由P，知P上P下，故C项错误；由运动学

3、公式得出落地时速度相同，重力的瞬时功率Pmgv相同，故D项正确题组二对重力势能的理解4关于重力势能，下列说法中正确的是()A物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C一个物体的重力势能从3 J变化到5 J，重力势能增大了D重力势能的减少量等于重力对物体做的功答案D解析重力势能的大小具有相对性，其大小与参考平面的选取有关，选项A错误；物体位于零势能面下方时，距离越大，重力势能越小，选项B错误；物体的重力势能从3 J变化到5 J，重力势能变小了，选项C错误；由重力做功与重力势能变化的关系可知选项D正确5下列说法中正确的是()A在水平地面以上某高

4、度的物体重力势能一定为正值B在水平地面以下某高度的物体重力势能为负值C不同的物体中离地面最高的物体其重力势能最大D离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零答案D解析重力势能具有相对性，其大小或正负与参考平面的选取有关，所以在地面以上(或以下)某高度的物体的重力势能不一定为正值(或负值)，A、B项错误；若选取离地面某高度处为参考平面，物体在那一高度的重力势能为零，D项正确；重力势能的大小取决于物体质量和所在的高度两个因素，C项错误6如图2所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设以桌面处为参考平面，则小球落到地面前瞬间的重力势能为()图2Amgh BmgHCmg(

5、hH) Dmgh答案D解析重力势能的大小是相对参考平面而言的，参考平面的选择不同，物体的相对高度就不同，重力势能的大小也不同本题中已选定桌面为参考平面，则小球在最高点时的高度为H，小球在与桌面相平时的高度为零，小球在地面时的高度为h，所以小球落到地面前的瞬间，它的重力势能为Epmgh.7.如图3中，虚线是一跳水运动员在跳水过程中其重心运动的轨迹，则从起跳至入水的过程中，该运动员的重力势能()图3A一直减小B一直增大C先增大后减小D先减小后增大答案C解析运动员的重心高度先增大后减小，所以其重力势能Epmgh也先增大后减小，C项正确题组三弹力做功与弹性势能变化的关系8.如图4所示，一个物体以速度v

6、0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中以下说法正确的是()图4A物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比B物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等C弹簧的弹力做正功，弹性势能减小D弹簧的弹力做负功，弹性势能增加答案BD解析由功的计算公式WFscos 知，恒力做功时，做功的多少与物体的位移成正比，而弹簧对物体的弹力是一个变力，Fkx，所以A错误；弹簧开始被压缩时弹力小，弹力做的功也少，弹簧的压缩量变大时，物体移动相同的位移，弹力做的功增大，故B正确；物体压缩弹簧的过程中，弹簧的弹力与弹力作用点的位移方向相反，所以弹力做负功，弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，故C错误

7、，D正确故选B、D.9.如图5所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是()图5A重力势能减少，弹性势能增大B重力势能增大，弹性势能减少C重力势能减少，弹性势能减少D重力势能不变，弹性势能增大答案A解析弹簧向下压缩的过程中，弹簧压缩量增大，弹性势能增大；重力做正功，重力势能减少，故A正确10.如图6所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过程中()图6A重力做正功，弹力不做功B重力做正功，弹力做负功，弹性势能增加C若

8、用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功D若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功答案BC解析用细绳拴住小球向下摆动时重力做正功，弹力不做功，C对；用弹簧拴住小球下摆时，弹簧要伸长，小球轨迹不是圆弧，弹力做负功，弹性势能增加，重力做正功，且做功多，所以A、D错，B对题组四重力做功与重力势能变化的关系11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1 J，但物体重力势能的增加量有可能不是1 JB从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛，落到地面上时，物体重力势能的变化是相同的C从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力

9、和不考虑空气阻力的情况下重力势能的减少量是相同的D物体运动中重力做功是1 J，但物体重力势能的增加量不是1 J答案ABC解析据重力做功的特点：与经过路径无关，与是否受其他力无关，只取决于始末位置的高度差，再根据重力做功等于重力势能的减少量可知B、C对，D错；对于A选项，当物体加速运动时克服重力做功少于1 J，重力势能增加量少于1 J，物体减速运动时，克服重力做功即重力势能增加量大于1 J，只有物体匀速向上运动时，克服重力做功即重力势能增加量才是1 J，A对12北京时间2013年6月11日17时38分，“神舟十号”载人飞船成功发射飞船发射上升过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为()A重力做正

10、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，重力势能增加答案D解析飞船发射时高度逐渐上升，飞船的重力做负功，重力势能越来越大，故D正确13一质量为m的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升h.关于此过程，下列说法中正确的是()A提升过程中手对物体做功m(ag)hB提升过程中合外力对物体做功mahC提升过程中物体的重力势能增加m(ag)hD提升过程中物体克服重力做功mgh答案ABD解析对物体受力分析，如图所示，则Fmgma，所以手对物体做功W1Fhm(ga)h，故A正确；合外力所做的功W合F合hmah，B正确；物体上升h，克服重力做功mgh，重力势能增加mgh，C错，D对14.如图7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ODl，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？图7答案mglmgl解析从A点运动到C点，小球下落hl，故重力做功WGmghmgl，重力势能的变化量EpWGmgl负号表示小球的重力势能减少了- 6 -