高考物理必修知識點鞏固練習 重力勢能和彈性勢能基礎

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1、 【鞏固練習】 一、選擇題： 1、（2015 北京高考）圖中虛線是一跳水運動員在跳水過程中其重心運動的軌跡，則從起跳至入水的過程中，該運動員的重力勢能（ ） A．一直減小 B．一直增大 C．先增大后減小 D．先減小后增大 2、（2015 海南會考模擬）如圖所示，質量為m的蘋果，從距地面高度為H的樹上開始落下，樹下有一深度為h的坑，若以地面為零勢能參考平面，則蘋果落到坑底時的重力勢能為（ ） A． B． C． D． 3.如圖所示，一個質量為M的物體放在水平面上，物體上方連

2、接一個長為L、勁度系數k的輕彈簧，現(xiàn)用手拉著彈簧P點緩慢向上移，直到物體離開地面一段距離，在這一過程中，P點位移是H(設開始時彈簧處于原長)，則物體的重力勢能增加了( ) A．MgH B． C． D． 4.關于彈性勢能，下列說法正確的是( ) A．發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能 B．只有彈簧在發(fā)生彈性形變時才具有彈性勢能 C．彈性勢能可以與其他形式的能相互轉化 D．彈性勢能在國際單位制中的單位是焦耳 5、（2015 聊城校級模擬）豎直上拋一小球，小球又落回原處，已知空氣阻力的大小正比于小球的速度，下列說法正確

3、的是（ ） A．上升過程中克服重力做的功大于下降過程中重力做的功 B．上升過程中克服重力做的功小于下降過程中重力做的功 C．上升過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力的平均功率 D．上升過程中克服重力做功的平均功率小于下降過程中重力的平均功率 6．在一次“蹦極”運動中，人由高空落下，到最低點的過程中，下列說法正確的是( ) A．重力對人做正功 B．人的重力勢能減小了 C．橡皮繩對人做正功 D．橡皮繩的彈性勢能增加了 7．豎直彈簧下端固定于水平地面上，如圖所示，小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上端，經幾次反彈以后

4、小球最終在彈簧上靜止于某一點A處，則( ) A．h愈大，彈簧在A點的壓縮量愈大 B．彈簧在A點的壓縮量與h無關 C．h愈大，最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能愈大 D．小球第一次到達A點時彈簧的彈性勢能比最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能大 8．在探究彈簧的彈性勢能的表達式時，下面的猜想有一定道理的是( ) A．重力勢能與物體離地面的高度有關，彈性勢能與彈簧的伸長量有關；重力勢能與重力的大小有關，彈性勢能可能與彈力的大小有關，而彈力的大小又與彈簧的勁度系數k有關．因此彈性勢能可能與彈簧的勁度系數k和彈簧的伸長量的二次方有關 B．A選項中的猜想有一定道理，但不應該與

5、有關，而應該是與有關 C．A選項中的猜想有一定道理，但應該是與彈簧伸長量的一次方，即有關 D．上面三個猜想都沒有可能性 二、解答題： 1．質量為5 kg的鋼球，從離地面100 m高處自由下落1 s，1s內鋼球重力勢能減少了________ J(g取10 m/s2，選取地面為參考平面)，1 s末鋼球的重力勢能為________ J；如果選取地面上1 m處的平面為參考平面，1 s末它的重力勢能為________ J；如果選取自由下落的出發(fā)點所在平面為參考平面，1 s末重力勢能為________ J． 2．如圖所示，一條鐵鏈長為2 m，質量為10 kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈

6、直到鐵鏈全部離開地面的過程中，物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少? 3. 一個內部均勻的正方體物塊的邊長為a，質量為m，放在粗糙水平面上，如圖所示．由于物塊質量很大，摩擦力也很大，需要用以A為軸翻滾的方法向前移動物塊，若移動距離為s，且s＞a，問此人至少要對此物塊做多少功? 4. 彈簧原長＝15cm，受拉力作用后彈簧逐漸拉長，當彈簧伸長到＝20cm時，作用在彈簧上的力為400N，問： (1)彈簧的勁度系數k為多少? (2)在該過程中彈力做了多少功? (3)彈簧的彈性勢能變化了多少? 【答案與解析】 一、選擇題： 1、

7、C 解析：跳水運動員從起跳至落到水面的過程中，運動員的質量不變，高度先增大后減小，則其重力勢能先增大后減小，故選C。 2、A 解析：以地面為零勢能面，坑在地面以下，蘋果落到坑里的重力勢能為。 3．C 解析:P剛開始上移時，彈簧伸長，而物體不動，直到P點上移Mg/k后，彈簧不再伸長，物體才離開地面隨彈簧一起上移，在上述過程中，物體重心上移的高度，所以重力勢能增加了，故選項C正確． 【點評】要求物體重力勢能的增加量，應首先確定物體重心上移的距離． 4. A、C、D 解析:發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間由于有彈力的相互作用都具有彈性勢能，A正確，B錯誤；彈性勢能跟重力勢能一樣，可以與

8、其他形式的能相互轉化，C正確；所有能的單位跟功的單位相同，在國際單位制中的單位是焦耳，D正確． 5、C 解析：重力是保守力，做功的大小只與物體的初末位置有關，與物體的路徑等無關，所以在上升和下降的過程中，重力做功的大小是相等的，故上升過程中克服重力做的功等于下降過程中重力做的功，AB錯；物體在上升的過程中，受到的阻力向下，在下降的過程中受到的阻力向上，所以在上升時物體受到的合力大，加速度大，此時物體運動的時間短，在上升和下降的過程中物體重力的大小是相等的，由可知，上升過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力的平均功率，故C正確，D錯誤。 6．A、B、D 解析:人在下落過程

9、中，重力做正功，人的重力勢能減小，最低點時人的重力勢能轉化為橡皮繩的彈性勢能，橡皮繩對人做負功． 7．B 解析:小球最終靜止時處于平衡狀態(tài)，不管過程怎樣，最終狀態(tài)是一樣的，所以彈簧在A點的壓縮量與h無關． 8．A 二、解答題： 1．250 4750 4700 -250 解析:1s內鋼球下落的距離為， 減少的重力勢能． 1s末鋼球離地面的高度為． 1s末鋼球的重力勢能為． 1s末鋼球離地面上1m處的平面的高度為． 此時鋼球的重力勢能為． 1s末鋼球離出發(fā)點的豎直距離為5m． 此時的重力勢能為． 2．物體克服重力所做的功為，鐵鏈的重力勢能增加了98J． 解析

10、:鐵鏈從初狀態(tài)到末狀態(tài)，它的重心位置提高了，因而物體克服重力所做的功為，鐵鏈的重力勢能增加了98J． 3. 解析:物塊原來位置的重心高度，翻滾過程中重心到A正上方時的高度，高度的變化，每翻一次重力勢能的增加量，人做功． 向前移動距離s，翻動的次數，這樣人所做總功． 【點評】物體的重心相對于物體本身的位置可能不變，但在物體移動時，物體整體的重心位置可能發(fā)生變化，假設物體的重心高度變化h，則總質量為m的物體重力(或克服重力)做功為mgh． 4. (1)． (2)． (3)△Ep＝-W＝10 J，即彈性勢能增大10 J． 解析:(1)． (2)由于F＝kx，作出F-x圖像如圖所示，求出圖中陰影面積，即為彈力做功的絕對值，由于在伸長過程中彈力F方向與位移x方向相反，故彈力F在此過程中做負功． 由圖可得：． (3)△Ep＝-W＝10 J，即彈性勢能增大10 J． 【點評】彈力對物體所做的功只跟初、末位置有關，而跟具體的路徑無關，雖然彈簧的彈力是變力，但它的做功特點卻與重力做功特點相同．彈力做多少正功，彈性勢能就減少多少，彈力做多少負功，彈性勢能就增加多少．