动能定理,重力势能、弹性势能精选课堂训练
- 格式:doc
- 大小:115.50 KB
- 文档页数:2
动能和势能习题精选1:下列物体各具有什么形式的机械能?(1)天空中向前飞行的飞机(重力势能、动能)(2)在地面上被拉弯的弓(弹性势能)(3)稳稳地立在山顶上的一块石头(重力势能)(4)在地上滚动的足球(动能)2:如图1-1所示,在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中,将A、B、C三小球先后从同一装置的h A、h B、h C高处滚下(m A=m B<m C,h A=h C>h B)推动纸盒运动一段距离后静止。
(1)要研究动能与质量的关系,我们要选择(a)、(c)两图来进行比较。
图1-1(2)从图中可以看出,A、B、C三个小球刚到达水平面时,C球的动能最大。
3:判断下列几种情况下,物体的动能,势能是否变化,是增加还是减少?(1)直升飞机匀速上升(动能不变,重力势能增大)(2)滑梯上的小孩往下滑地越来越快(重力势能减小,动能增大)(3)汽车在平直的公路上行驶(动能、势能都不变)(4)弯曲的钢条在逐渐变直(弹性势能减小)4.比较下列物体具有的机械能的大小(1)一个人和一头大象以相同的速度在平路上行走.(大象大)(2)两辆完全相同的拖拉机在同一水平公路上行驶,一辆的速度是20km/h,另一辆的速度为10km/h.(前一辆大)(3)坐在三楼教室中的同学,一人质量为60kg,另一人质量为50kg(前一人大).(4)一块石头先被举高1m,后被举高2m.(后一次大)【考点演练】l.一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能。
物体由于_____ 运动_而具有的能叫动能,物体动能的大小与___质量___和____ 速度__有关。
物体由于被举高而具有的重力势能的多少与__被举的高度___ 和___质量__ 有关。
2.两人同时乘坐一辆汽车,其中___质量_较大的人动能较大,某人站在二楼上时的重力势能比站在同一座楼四楼上时的重力势能要____小__。
3.洒水车沿街道匀速行驶,将水洒向路面, 在此过程中它的动能将减小,这是因为洒水车的质量变小,速度不变。
第4讲 重力势能、弹性势能和动能定理知识要点:1..掌握重力做功与重力势能改变量之间的关系2.掌握弹力做功与弹性势能改变量之间的关系3.掌握动能定理及其应用1.质量m =200kg 的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动,图象甲表示汽车运动的速度与时间的关系,图象乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。
设汽车在运动过程中阻力不变,在18s 末汽车的速度恰好达到最大.则下列说法正确的是( )A .汽车受到的阻力200NB .汽车的最大牵引力为700NC .汽车在做变加速运动过程中的位移大小为90mD .8s~18s 过程中汽车牵引力做的功为7×104 J【答案】D 根据机车保持恒定的加速度启动,先做匀加速直线运动,当功率增大到最大功率后做变加速直线运动,最后牵引力减小到等于阻力时做匀速直线运动. A 、机车匀速时有 ,可得;故A 错误.B 、对启动的过程分析可知,最初的匀加速阶段时的牵引力最大,而由v-t 图象可知,故最大牵引力为 ;B 错误.C 、汽车在做变加速运动过程的时间 ,速度从8m/s 增大为10m/s ,此过程牵引力的功率保持不变,由动能定理,解得:;故C 错误.D 、8s~18s 牵引力的功率保持不变,则牵引力的功为 ,故D 正确.2.细绳拴一个质量为m 的小球将固定在墙上的轻质弹簧压缩,小球与弹簧不粘连。
距地面的高度为h ,如图所示。
现将细线烧断,不计空气阻力,则 A .小球的加速度始终为g B .弹簧的弹力对小球做负功C .小球离开弹簧后在空中做平抛运动D .小球落地前瞬间的动能一定大于mgh【答案】D 【解析】在绳子烧断之后小球受到弹簧的弹力和重力作用,合力斜向下,合力大于重力,所以烧断瞬间加速度大于g ,故选项A 错误;离开弹簧之后,小球只受到重力的作用,机械能守恒,故B 错误;小球离开弹簧时其速度方向沿合力方向,不是水平方向,所以小球离开弹簧之后尽管只受到重力作用,但是不做平抛运动,3.自空中某处水平抛出一物体(质点)至落地过程中,位移方向与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,取地面为参考平面,则物体被抛出时,其重力势能和动能之比为( ) A .4tan 2θ B .4cos 2θ C .2tan 2θ D .2cos 2θ【答案】A 【详解】物体做平抛运动,假设落地速度为v ,由于落地的位移方向与水平方向的夹角为θ,若设速度方向与水平方向夹角为α,则 ,则水平分速度为:v 0=v x =vcos α;竖直分速度为:v y =vsin α;由于平抛运动的水平分运动为匀速直线运动,故v 0=v x =vcos α;由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,故高度为:,抛出时的动能为:E k 0= mv 02= mv 2cos 2α,抛出时的势能为:E p0=mgh=mv 2sin 2α,因而动能与势能之比。
重力势能和弹性势能(提高篇)一、选择题:1、把一个物体从地面竖直向上抛出去,该物体上升的最大高度是h ,若物体的质量为m ,所受的空气阻力恒为f ,则在从物体被抛出到落回地面的全过程中( )A .重力所做的功为零B .重力所做的功为2mghC .空气阻力做的功为零D .空气阻力做的功为2fh -2、升降机中有一质量为m 的物体,当升降机以加速度a 匀加速上升h 高度时,物体增加的重力势能为( )A .mghB .mgh+mahC .mahD .mgh-mah3、江苏省沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来,在缓解电力紧张方面取得了良好的社会效益和经济效益.抽水蓄能电站的工作原理是,在用电低谷时(如深夜),电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中,到用电高峰时,再利用蓄水池中的水发电.如图所示蓄水池(上游水库)可视为长方体,有效总库容量(可用于发电)为V ,蓄水后水位高出下游水面H ,发电过程中上游水库水位最大落差为d .统计资料表明,该电站年抽水用电为2.4×108 kW·h,年发电量为1.8×108kW·h.则下列计算结果正确的是(水的密度为ρ,重力加速度为g ,涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面)( )A .能用于发电的水的最大重力势能P E VgH ρ=B .能用于发电的水的最大重力势能2P d E Vg H ρ⎛⎫=-⎪⎝⎭C .电站的总效率达75%D .该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105kW 计)10 h4、质量为m 的物体,沿倾角为α的光滑斜面静止下滑,当下滑t (s )时重力势能减少量为( )A .221sin 2mg t α B .2212mg t C .22mg t D .2221sin 2mg t α 5、关于弹性势能,下列说法中正确的是( )A .只有弹簧发生弹性形变时才具有弹性势能,其它物体发生弹性形变时是不会有弹性势能的B .弹簧伸长时有弹性势能,压缩时没有弹性势能C .弹性限度范围内,同一个弹簧形变量越大,弹簧势能就越大D .火车车厢底下的弹簧比自行车底座下的弹簧硬,则将它们压缩相同的长度时,火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能小6、“蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下。
重力势能、弹性势能、动能定理练习题一、选择题1、关于弹簧的弹性势能,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大B .当弹簧变短时,它的弹性势能一定变小C .若选弹簧自然长度时的势能为零,则其他长度的势能均为正值D .若选弹簧自然长度时势能为零,则伸长的弹性势能为正值,压缩的弹性势能为负值2、如图所示,轻质弹簧竖直放置在水平地面上,它的正上方有一金属块从高处自由下落,从金属块自由下落到第一次速度为零的过程中( )A .重力先做正功,后做负功B .弹力没有做正功C .金属块的动能最大时,弹力与重力相平衡D .金属块的动能为零时,弹簧的弹性势能最大3、在光滑的水平面上,用水平拉力分别使两物体由静止获得相同的动能,那么可以肯定的是( )A .两次水平拉力一定相等B .两物体质量肯定相等C .两物体速度变化一定相等D .水平拉力对两物体做的功一定相等4、如图1所示,一木块放在光滑水平面上,一子弹水平射入木块中,射入深度为d ,平均阻力为f 。
设木块离原点s 远时开始匀速前进,下列判断正确的是( )A .功fs 量度子弹损失的动能B .f (s +d )量度子弹损失的动能C .fd 量度子弹损失的动能D .fd 量度子弹、木块系统总动能的损失5.如图2所示,汽车在拱型桥上由A 匀速率地运动到B ,以下说法正确的是( )A .牵引力与摩擦力做的功相等B .牵引力和重力做的功大于摩擦力做的功C .合外力对汽车不做功D .重力做功的功率保持不变6、对放在水平面上的质量为M的物体,施与水平拉力F,使它从静止开始运动时间t 后撤去外力F,又经时间t 停下来,则( )A.撤去力F的时刻,物体的动能最大B.物体受到的阻力大小等于FC.物体克服阻力做的功为F2 t 2/4MD.F对物体做功的平均功率为F2 t/4M7、一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中。
若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ,进入泥潭直到停住的过程称为过程Ⅱ,则( )A .过程Ⅰ中钢珠动能的改变量等于重力做的功B .过程Ⅱ中阻力做的功等于过程Ⅰ中重力做的功C .过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功等于过程Ⅰ与Ⅱ中钢珠减少的重力势能之和D .过程Ⅱ中损失的机械能等于过程Ⅰ中钢珠所增加的动能二、填空题8、一木块质量2kg,静止在光滑水平面上,一颗子弹质量10g,以500m/s的速度射穿木块,穿出木块时的速度减为100m/s,木块得到的速度2m/s。
动能和动能定理、重力势能·典型例题精析[例题1]一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止,量得停止处对开始运动处的水平距离为S,如图8-27,不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并设斜面与水平面对物体的摩擦因数相同.求摩擦因数μ.[思路点拨]以物体为研究对象,它从静止开始运动,最后又静止在平面上,考查全过程中物体的动能没有变化,即ΔE K=0,因此可以根据全过程中各力的合功与物体动能的变化上找出联系.[解题过程]设该面倾角为α,斜坡长为l,则物体沿斜面下滑时,物体在平面上滑行时仅有摩擦力做功,设平面上滑行距离为S2,则对物体在全过程中应用动能定理:ΣW=ΔE k.mg l·sinα-μmg l·cosα-μmgS2=0得 h-μS1-μS2=0.式中S1为斜面底端与物体初位置间的水平距离.故[小结] 本题中物体的滑行明显地可分为斜面与平面两个阶段,而且运动性质也显然分别为匀加速运动和匀减速运动.依据各阶段中动力学和运动学关系也可求解本题.比较上述两种研究问题的方法,不难显现动能定理解题的优越性.用动能定理解题,只需抓住始、末两状态动能变化,不必追究从始至末的过程中运动的细节,因此不仅适用于中间过程为匀变速的,同样适用于中间过程是变加速的.不仅适用于恒力作用下的问题,同样适用于变力作用的问题.[例题2] 质量为500t的机车以恒定的功率由静止出发,经5min行驶2.25km,速度达到最大值54km/h,设阻力恒定且取g=10m/s2.求:(1)机车的功率P=?(2)机车的速度为36km/h时机车的加速度a=?[思路点拨] 因为机车的功率恒定,由公式P=Fv可知随着速度的增加,机车的牵引力必定逐渐减小,机车做变加速运动,虽然牵引力是变力,但由W=P·t可求出牵引力做功,由动能定理结合P=f·v m,可求出36km/h时的牵引力,再根据牛顿第二定律求出机车的加速度a.[解题过程] (1)以机车为研究对象,机车从静止出发至达速度最大值过程,根据ΣW=ΔE k,有当机车达到最大速度时,F=f.所以当机车速度v=36km/h时机车的牵引力根据ΣF=ma可得机车v=36km/h时的加速度[小结] 机车以恒定功率起动,直到最大速度,属于变力做功的问由于速度增大导致加速度减小,汽车做加速度逐渐减小而速度逐渐变大的变加速运动.此类问题应用牛顿第二定律求解,在中学物理范围内是无法求解的.但应用动能定理求解变力做功,进而求解相关物理量是一种简捷优化的解题思路与方法.[例题3] 一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ提升井中质量为m的物体,如图8-28所示:绳的P端拴在车后的挂钩上,Q端拴在物体上,设绳的总长不变;绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计.开始时,车在A点,左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的,左侧绳绳长为H.提升时,车加速向左运动,沿水平方向从A经过B驶向C.设A到B的距离也为H,车经过B点时的速度为v B.求车由A移到B的过程中,绳Q端的拉力对物体做的功?[思路点拨] 汽车从A到B把物体提升的过程中,物体只受到拉力和重力的作用,根据物体速度的变化和上升的高度,特别是汽车运动速度v B与物体上升过程中的瞬时速度关系,应用动能定理即可求解.[解题过程] 以物体为研究对象,开始动能E k1=0,随着车的加速拖动,重物上升,同时速度在不断增加.当车运动至B点时,左边的绳与水平面所成角θ=45°,设物体已从井底上升高度h,此时物体速度为v Q,即为收绳的速度,它等于车速沿绳子方向的一个分量,如图8-29[小结] 此题需明确:速度分解跟力的分解相似,两个分速度方向应根据运动的实际效果确定.车子向左运动时,绳端(P)除了有沿绳子方向的分运动外(每一瞬间绳均处于张紧的状态),还参与了绕定滑轮O的转动分运动(绳与竖直方向的夹角不断变化),因此还应该有一个绕O点转动的分速度,这个分速度垂直于绳长的方向.所以车子运动到B点时的速度分解如图8-29所示,有v Q=v B1=v B cosθ=v B cos45°.[例题4] 在光滑水平面上有一静止的物体,现以水平恒力甲推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力乙推这一物体.当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的动能为32J,则在整个过程中,恒力甲做的功和恒力乙做的功各等于多少?[思路点拨] 由题意:物体先做匀加速运动,后做匀减速运动回到原处.整个过程中的位移为零,根据牛顿第二定律和运动学公式,即可确定两个力的大小关系,然后根据全过程中两个力做功和动能的变化即可得解.[解题过程] 物体从静止受水平恒力F甲作用,做匀加速运动,经过一段时间t后的速度为经时间t后回到原处,前后两段时间内的位移大小相等,方向相反,所以因此F乙=3F甲.设在F甲作用下物体的位移为S,对全过程应用动能定理F甲·S+F 乙·S=ΔE k,代入F乙=3F甲,F甲·S+3F甲·S=ΔE k,所以恒力甲和乙做的功分别为[小结] 本题属多阶段物理过程求功问题,运动往复性的不同阶段有不同的恒力作用,运用功能定理从整体上考证功能转换比从力和运动关系去研究要简便.当然此题也可根据两个力作用时间相同、两个物理过程中的位移大小相等,由平均速度的大小相等找出两者末速度的关系求解;也可以利用v-t图线更直观地得到启发,根据图线上下方与t轴间的面积相等求两段加速度之比,进而求解.[例题5] 如图8-30所示,长为L,质量为m1的木板A置于光滑水平面上,在A板上表面左端有一质量为m2的物块B,B与A的摩擦因数为μ,A和B一起以相同的速度v向右运动,在A与竖直墙壁碰撞过程中无机械能损失,要使B一直不从A上掉下来,v必须满足什么条件(用m1、m2、L、μ表示)?倘若V0已知,木板B的长度L应满足什么条件(用m1、m2、V0、μ表示)?[思路点拨] A和墙壁碰撞后,A以大小为v的速度向左运动,B仍以原速向右运动.以后的运动过程有三种可能:(1)若m1>m2,则m1和m2最后以某一共同速度向左运动;(2)若m1=m2,则A、B最后都停在水平面上,但不可能与墙壁发生第二次碰撞;(3)若m1<m2,则A将多次和墙壁碰撞、最后停在靠近墙壁处.[解题过程] 若m1>m2,碰撞后的总动量方向向左,以向左为正方向,系统Δp=0,m1v-m2v=(m1+m2)v′,若相对静止时B刚好在A板右端,则系统总机械能损失应为μm2gL,则功能关系为若V0已知,则板长L应满足若m1=m2,碰撞后系统总动量为零,最后都静止在水平面上,设静止时B 在A的右端,则若m1<m2,则A与墙壁将发生多次碰撞,每次碰撞后总动量方向都向右,而B相对于A始终向右运动,设最后A静止在靠近墙壁处,B静止在A的右端,则有[小结] 在有些用字母表示已知物理量的题目中,物理过程往往随着已知量的不同取值范围而改变.对于这类题目,通常是将物理量的取值分成几个范围来讨论,分别在各个范围内求解.如本题中,由于m1和m2的大小关系没有确定,在解题时必须对可能发生的物理过程进行讨论,分别得出结果.。
动能重力势能机械能1.如图所示,运动员脚踩滑雪板收起雪杖后从高处加速滑下的过程中,运动员的()A.动能增加,重力势能减少B.动能增加,重力势能增加C.动能减少,重力势能增加D.动能减少,重力势能减少2.如图所示,一架大疆无人机在空中匀速上升的过程中,它的()A.质量增大B.动能减小C.机械能增大D.动能转化为重力势能3.当一个物体受到平衡力作用时,下列说法正确的是()A.它的运动状态可能发生改变B.它不具有任何能量C.它的动能可能增大,也可能减小,还可能不变D.它的重力势能可能增大,也可能减小,还可能不变4.在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中,同学们做了如图所示三个实验,质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求滚下,与水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止。
下列说法不正确的是()A.实验中所探究的“物体的动能”是指小球的动能B.由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的高度有关C.此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的D.由甲、丙两图可知物体的动能大小与物体的质量大小有关5.2020年6月,我国自主研发的北斗卫星导航系统的最后一颗组网卫星“北斗三号”发射成功。
如图,卫星在大气层外运行,不受空气阻力,下列说法正确的是()A.卫星从远地点运行到近地点,势能减小,动能增大B.卫星从远地点运行到近地点,势能增大,动能减小C.卫星从近地点运行到远地点,势能增大,动能增大D.卫星从近地点运行到远地点,势能减小,动能减小6.掉在水平地面上的弹性小球会跳起,而且弹跳的高度会越来越低。
如图所示是小球弹跳的频闪照片,小球在1、2位置的高度一样,则小球在位置1、2时的()A.动能相同,机械能也相同B.动能相同,2位置的机械能较小C.机械能相同,2位置的动能较小D.2位置的动能较小,机械能也较小7.如图所示是战斗机在巡航过程中用加油机加油的情况,下列的说法错误的是()A.加油过程中,战斗机保持在同一高度匀速直线运动,机械能不变B.以加油机为参照物,战斗机是静止的C.加油机升空的原理是机翼上方的空气流速大,压强小D.加完油后,加油机的质量减小,惯性也减小####9.如图所示,一小球由细线吊着在AC间自由摆动,不计空气阻力和摩擦,下列说法正确的是()A.小球由B点到C点的过程中,重力势能转化为动能B.小球在A点和B点,所受重力的方向不相同C.当小球刚好摆动到C点时,假如所有力突然消失,小球将做匀速直线运动D.小球由A点到B点的过程中速度加快,是因为受力运动状态发生改变10.如右图所示,某小球以速度v向放置于光滑水平面的轻质弹簧运动,在小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中弹簧的弹性势能将(选填“变大”“变小”“先变大再变小”或“先变小再变大”,下同),小球的速度将。
重力势能和弹性势能(提高篇)一、选择题:1、把一个物体从地面竖直向上抛出去,该物体上升的最大高度是h ,若物体的质量为m ,所受的空气阻力恒为f ,则在从物体被抛出到落回地面的全过程中( )A .重力所做的功为零B .重力所做的功为2mghC .空气阻力做的功为零D .空气阻力做的功为2fh -2、升降机中有一质量为m 的物体,当升降机以加速度a 匀加速上升h 高度时,物体增加的重力势能为( )A .mghB .mgh+mahC .mahD .mgh-mah3、江苏省沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来,在缓解电力紧张方面取得了良好的社会效益和经济效益.抽水蓄能电站的工作原理是,在用电低谷时(如深夜),电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中,到用电高峰时,再利用蓄水池中的水发电.如图所示蓄水池(上游水库)可视为长方体,有效总库容量(可用于发电)为V ,蓄水后水位高出下游水面H ,发电过程中上游水库水位最大落差为d .统计资料表明,该电站年抽水用电为2.4×108 kW·h,年发电量为1.8×108kW·h.则下列计算结果正确的是(水的密度为ρ,重力加速度为g ,涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面)( )A .能用于发电的水的最大重力势能P E VgH ρ=B .能用于发电的水的最大重力势能2P d E Vg H ρ⎛⎫=-⎪⎝⎭C .电站的总效率达75%D .该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105kW 计)10 h4、质量为m 的物体,沿倾角为α的光滑斜面静止下滑,当下滑t (s )时重力势能减少量为( )A .221sin 2mg t α B .2212mg t C .22mg t D .2221sin 2mg t α 5、关于弹性势能,下列说法中正确的是( )A .只有弹簧发生弹性形变时才具有弹性势能,其它物体发生弹性形变时是不会有弹性势能的B .弹簧伸长时有弹性势能,压缩时没有弹性势能C .弹性限度范围内,同一个弹簧形变量越大,弹簧势能就越大D .火车车厢底下的弹簧比自行车底座下的弹簧硬,则将它们压缩相同的长度时,火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能小6、“蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下。
2018高中物理第七章机械能守恒定律7.4 解密重力势能与弹性势能练习新人教版必修2编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018高中物理第七章机械能守恒定律7.4 解密重力势能与弹性势能练习新人教版必修2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为2018高中物理第七章机械能守恒定律7.4 解密重力势能与弹性势能练习新人教版必修2的全部内容。
解密重力势能与弹性势能(答题时间:30分钟)1。
关于重力势能的说法中正确的是( )A 。
重力势能恒大于零B 。
重力势能的大小只由重力决定C 。
重力势能实际上是物体和地球共有的D 。
在地面上的物体重力势能一定等于零2。
如图所示,物体从A 点出发,沿着3条不同的轨道运动到B 点,则移动过程中重力做功的情况是( )A 。
沿路径Ⅰ运动,重力做功最多 B. 沿路径Ⅱ运动,重力做功最多C. 沿路径Ⅲ运动,重力做功最多D. 沿各条路径重力做功都一样多3. 物体在运动过程中克服重力做功为100J ,则下列说法中正确的是( )A 。
物体的重力势能一定增加了100JB 。
物体的重力势能一定减小了100JC 。
物体的动能一定增加100JD 。
物体的动能一定减小100J4. 用绳子吊起质量为M 的物体,当物体以加速度a 匀加速上升H 的高度时,物体增加的重力势能为( )A 。
MgHB 。
HgH +MgaC 。
M (g -a ) D. Mga5. 如图所示,一根长为l ,质量为m 的匀质软绳悬于O 点,若将其下端向上提起使其对折,则做功至少为( )A 。
mg l B. 21 mg l C 。
第4节认识动能和势能精选练习一、夯实基础1.如图,从物理学看,足球比赛中,守门员的作用主要是( )A.改变足球的动能 B.改变足球的重力势能C.改变足球的弹性势能D.改变足球的运动状态【答案】D【解析】从物理学看,足球比赛中,守门员将足球扑住或打出,其主要是改变了足球的运动状态,使足球不射入球门,而不是为了改变足球所具有的动能.重力势能或弹性势能,故ABC 不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.(多选题)如图所示,斜面与水平面在M点通过小圆弧相连,弹簧左端固定,原长时右端在N点,小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后又返回到P点,则( )A.小物块从P向M运动过程中,重力势能减少B.小物块从P向M运动过程中,机械能减少C.小物块从P向M运动过程中,机械能不变D.弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大【答案】ACD【解析】A.小物块从P向M运动过程中,质量不变,高度变小,重力势能减小,故A符合题意;BC.物块从P到N碰撞后还能返回到P说明没有能量损失,机械能守恒;小物块从P向M运动过程中,重力势能转化为动能,机械能不变;故B不符合题意;C符合题意;D.弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性形变达到最大限度,弹性势能最大,故D符合题意。
故选:ACD。
3.冰壶是冬奥会比赛项目.比赛时,一名队员在水平冰面上将底面平滑的冰壶推出后,由两名本方队员手持毛刷在冰壶滑行的前方擦刷冰面,使冰壶尽量滑行到目标位置,如图,下列关于冰壶的叙述中,错误的是( )A.冰壶在滑行过程中动能保持不变B.冰壶离开运动员的手后,运动员不再对它做功C.冰壶底面磨得平滑是为了减小滑行时的摩擦力D.冰壶离开运动员的手后能继续前进是因为冰壶具有惯性【答案】A【解析】A.冰壶被掷出之后,冰壶由于受到阻力的作用,所以其速度逐渐减小,冰壶的质量不变,所以动能变小,故A错误,A符合题意;BD.冰壶离开运动员的手后,能够继续往前滑动,是因为冰壶具有惯性,此时冰壶没有在运动员力的作用下通过距离,运动员不再对它做功,故BD正确,BD不符合题意;C.冰壶底面磨得平滑是为了减小滑行时的摩擦力,故C正确,C不符合题意。
重力势能和弹性势能(基础篇)一、选择题:1、图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( )A .一直减小B .一直增大C .先增大后减小D .先减小后增大2、如图所示,质量为m 的苹果,从距地面高度为H 的树上开始落下,树下有一深度为h 的坑,若以地面为零势能参考平面,则苹果落到坑底时的重力势能为( )A .mgh -B .mgHC .()mg H h --D .()mg H h +3、如图所示,一个质量为M 的物体放在水平面上,物体上方连接一个长为L 、劲度系数k 的轻弹簧,现用手拉着弹簧P 点缓慢向上移,直到物体离开地面一段距离,在这一过程中,P 点位移是H(设开始时弹簧处于原长),则物体的重力势能增加了( )A .MgHB .Mg MgH k +C .2Mg MgH k ()-D .Mg MgH k-4、关于弹性势能,下列说法正确的是( )A .发生弹性形变的物体都具有弹性势能B .只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能C .弹性势能可以与其他形式的能相互转化D .弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳5、竖直上抛一小球,小球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于小球的速度,下列说法正确的是( )A .上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B .上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功C .上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D .上升过程中克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力的平均功率6、在一次“蹦极”运动中,人由高空落下,到最低点的过程中,下列说法正确的是()A.重力对人做正功 B.人的重力势能减小了C.橡皮绳对人做正功 D.橡皮绳的弹性势能增加了7、竖直弹簧下端固定于水平地面上,如图所示,小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端,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8、在探究弹簧的弹性势能的表达式时,下面的猜想有一定道理的是()A.重力势能与物体离地面的高度有关,弹性势能与弹簧的伸长量有关;重力势能与重力的大小有关,弹性势能可能与弹力的大小有关,而弹力的大小又与弹簧的劲度系数k有关.因此弹性势能可能与弹簧的劲度系数k和弹簧的伸长量的二次方2l有关B.A选项中的猜想有一定道理,但不应该与2l有关,而应该是与3l有关C.A选项中的猜想有一定道理,但应该是与弹簧伸长量的一次方,即l有关D.上面三个猜想都没有可能性二、解答题:1.质量为5 kg的钢球,从离地面100 m高处自由下落1 s,1s内钢球重力势能减少了________ J(g取10 m/s2,选取地面为参考平面),1 s末钢球的重力势能为________ J;如果选取地面上1 m处的平面为参考平面,1 s末它的重力势能为________ J;如果选取自由下落的出发点所在平面为参考平面,1 s末重力势能为________ J.2.如图所示,一条铁链长为2 m,质量为10 kg,放在水平地面上,拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的过程中,物体克服重力做功为多少?物体的重力势能变化了多少?3. 一个内部均匀的正方体物块的边长为a,质量为m,放在粗糙水平面上,如图所示.由于物块质量很大,摩擦力也很大,需要用以A为轴翻滚的方法向前移动物块,若移动距离为s,且s>a,问此人至少要对此物块做多少功?4. 弹簧原长0l =15cm ,受拉力作用后弹簧逐渐拉长,当弹簧伸长到1l =20cm 时,作用在弹簧上的力为400N ,问:(1)弹簧的劲度系数k 为多少?(2)在该过程中弹力做了多少功?(3)弹簧的弹性势能变化了多少?【答案与解析】一、选择题:1、C 解析:跳水运动员从起跳至落到水面的过程中,运动员的质量不变,高度先增大后减小,则其重力势能先增大后减小,故选C 。
一、动能、动能定理
1、一个运动物体它的速度是v 时,其动能为E 。
那么当这个物体的速度增加到3v 时,其动能应该是 A .E B . 3E C . 6E D . 9E
2.下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系正确的是( ). A .如果物体所受的合外力为零,那么合外力对物体做的功一定为零 B .如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零 C .物体在合外力作用下作变速运动,动能一定变化
D .物体的动能不变,所受的合外力必定为零
3.假设汽车紧急制动后所受的阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多.当汽车以20 m/s 的速度行驶时,突然制动,它还能继续滑行的距离约为( )
A.40 m
B.20 m
C.10 m
D.5 m
4.放在光滑水平面上的某物体,在水平恒力F 的作用下,由静止开始运动,在其速度由零增加到v 和由v 增加到2v 的两个阶段中,F 对物体所做的功之比为( )
A.1∶1
B.1∶2
C.1∶3
D.1∶4
5、原来静止在水平面上的物体,受到恒力F 作用,开始运动,通过的位移为S ,则【 】 A .当有摩擦时,力F 对物体做功多 B .当无摩擦时,力F 对物体做功多 C .当有摩擦时,物体获得的动能大 D .当无摩擦时,物体获得的动能大
6.两个材料相同的物体,甲的质量大于乙的质量,以相同的初动能在同一水平面上滑动,最后都静止,它们滑行的距离是( ).
A .乙大
B .甲大
C .一样大
D .无法比较
7.如图,AB 为
4
1
圆弧轨道,BC 为水平直轨道,圆弧的半径为R ,BC 的长度也是R.一质量为m 的物体,与两个轨
道间的动摩擦因数都为μ,当它由轨道顶端A 从静止开始下滑,恰好运动到C 处停止,那么物体在AB 段克服摩擦力所做的功为( )
A.
2
mgR
B.
2
mgR mgR D.(1-μ)mgR
8. 一物体质量为2kg ,以4m/s 的速度在光滑水平面上向左滑行。
从某时刻起作用一向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度方向变为水平向右,大小为4m/s ,在这段时间内,水平力做功为( )
A. 0
B. 8J
C. 16J
D. 32J
9.一质量为1kg 的物体被人用手由静止向上提升1m ,这时物体的速度2 m/s ,则下列说法正确的 A .手对物体做功12J B .合外力对物体做功12J C .合外力对物体做功2J D .物体克服重力做功10 J 10、质量为m ,速度为v 的子弹,能射入固定的木板L 深。
设阻力不变,要使子弹射入木板3L 深,子弹的速度应变为原来的【 】
A .3倍
B .6倍
C .倍
D .
倍
11. 一小球从高出地面H 处,由静止自由下落,不计空气阻力,球落至地面后又深入沙坑h 米后停止,求沙坑对球的平均阻力是其重力的多少倍。
12.固定的轨道ABC 如图所示,其中水平轨道AB 与半径为R /4的光滑圆弧轨道BC 相连接,AB 与圆弧相切于B 点。
质量为m
的小物块静止在水一平轨道上的P 点,它与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.25,PB =2R 。
用大小等于2mg 的水平恒力推动小物块,当小物块运动到B 点时,立即撤去推力(小物块可视为质点)
(1)求小物块沿圆弧轨道上升后,可能达到的最大高度H ; (2)如果水平轨道AB 足够长,试确定小物块最终停在何处?
13、质量为M 的跳水运动员从高为H 的跳台上以速率v 1跳起,入水时的速率为v 2,则跳起时运动员做功多少?在从跳起到入水过程中,空气阻力做的功是多少?
14、质量为m 的球在距地面高H 处无初速下落,运动过程中空气阻力恒为重力的0.2倍,球与地面碰撞时无能量损失而向上弹起,球停止前通过的总路程是多少?
:15、质量是500g 的足球被踢出后,某人观察它在空中飞行的情况,估计上升的最大高度是10m ,在最高点的速度
是20m/s 。
根据这些数据,估算运动员对足球做的功。
16、一个人站在15米高的台上,以10m/s 的速度抛出一个0.4kg 的物体。
求: (1)人对物体所做的功。
(2)物体落地时的速度。
(不计空气阻力) (3)不计空气阻力,上抛、下抛、平抛对物体落地时的速度大小有影响吗?
17、一个人站在距地面高h = 15m 处,将一个质量为m = 100g 的石块以v 0 = 10m/s 的速度斜向上抛出. (1)若不计空气阻力,求石块落地时的速度v .
(2)若石块落地时速度的大小为v t = 19m/s ,求石块克服空气阻力做的功W .
18、质量为m 的物体从高为h 的斜面顶端自静止起下滑,最后停在平面上的B 点,如图所示,若该物体从斜面顶端以初速度
沿斜面滑下,则停在平面上的C 点,已知AB=BC ,则物体在斜面上克服摩擦力所做的功为多少?
19、子弹质量是2g ,以一定的速度V 0射向木板。
射穿第一块木板后,速度大小变为0.8 V 0。
求:同样的木板子弹还能够射穿几块?
A
B
C O
R
P
二、重力势能
1.沿着高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端,下列说法正确的是()A.沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多
B.沿坡度大,粗糙程度大的斜面运动物体克服重力做功多
C.沿坡度小,粗糙程度大的斜面运动物体克服重力做功多
D.不管沿怎样的斜面运动,物体克服重力做功相同,物体增加的重力势能也相同
2.物体沿不同的路径从A运动到B,其中按路径1走,有摩擦作用;按路径2走,无摩擦作
用;按路径3走,既无摩擦,又不施加其他力.在这三种情况下重力做的功
W1________W2________W3,重力势能ΔE p1________ΔE p2________ΔE p3(填“>”“=”或“<”).
3.如图所示,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,则小球落到地面时瞬间的重力势能为()
A.mgh B.mgH C.mgh(h+H)D.-mgh
4.物体1的重力势能E p1=3J,物体2 的重力势能E p2=-3J,则()
A.E p1= E p2 B.E p1>E p2C.E p1<E p2 D.无法判断
5.将同一物体分两次举高,每次举高的高度相同,则()
A.不论选取什么参考平面,两种情况中,物体重力势能的增加量相同
B.不论选取什么参考平面,两种情况中,物体最后的重力势能相等
C.不同的参考平面,两种情况中。
重力做功不等
D.不同的参考平面,两种情况中。
重力最后的重力势能肯定不等
6.一个质量为0.5kg的小球,从5m高处自由下落,着地后反弹起1m,取地面为参考平面,并取g=10m/s2,则()
A.初、末位置物体的重力势能分别为25J和-5J
B.在下落和反弹过程中重力做功分别为25J和5J
C.由初位置到末位置重力做功20J
D.重力做的功等于末位置重力势能减初位置的重力势能
7.(2009·江苏学业水平测试)我国发射的“神舟”七号飞船在绕地球45圈后,于2008年9月28日胜利返航,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
8.质量为5kg的钢球,从离地15m高处自由下落1s,其重力势能变为(g取10m/s2,取地面为参考平面)
9.如图所示,在离地面高为H的地方将质量为m的小球以初速度v。
竖直上抛,取
抛出位置所在的水平面为参考平面,则小球在最高点和落地处重力势能各多少?小球
从抛出至落地过程重力对小球做功和重力势能变化各多少?三、弹性势能
1.下列关于弹簧的弹力和弹性势能的说法正确的是()
A.弹力与弹簧的形变量成正比,弹性势能与弹簧的形变量成正比
B.弹力与弹簧的形变量的平方成正比,弹性势能与弹簧的形变量成正比
C.弹力与弹簧的形变量成正比,弹性势能与弹簧的形变量的平方成正比。
D.弹力与弹簧的形变量的平方成正比,弹性势能与弹簧的形变量的平方成正比
2.关于弹性势能,下列说法正确的是()
A.发生弹性形变的物体都具有弹性势能B.只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能
C.弹性势能可以与其他形式的能相互转化D.弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳
3.关于弹簧的弹性势能,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大
B.当弹簧变短时,它的弹性势能一定变小
C.在拉伸长度相同时,k越大的弹簧,它的弹性势能越大
D.弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能
4.如图所示,质量为M的物体静止在地面上,物体上面连着一个轻弹簧,用手拉住弹簧上端将物体缓缓提高H,则人做的功()
A.等于MgH B.大于MgH C.小于MgH D.无法确定
5.如图所示,一个物体以速度v0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()
A.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.弹力做正功,弹簧的弹性势能减小
D.弹簧的弹力做负功,弹性势能增加
6.如图所示,质量相等的A、B两物体之间连接一轻弹簧,竖直放在水平地面上,今用力F缓慢向上拉A,直到B 刚要离开地面,设开始时弹簧的弹性势能为E p1,B刚要离开地面时弹簧的弹性势能为E p2,试比较E p1、E p2的大小。
E p1=E p2
F。