鲁科版高中物理必修2势能的改变5.docx

名校名 推荐2.2 势能的改变作业 51.关于物体的动能和势能，下列说法中正确的是（）A. 质量大的物体一定比质量小的物体动能大B.高速飞行的子弹一定比缓慢行驶的汽车动能大C.可看作质点的质量相同的两个物体放在同一高度，它们的重力势能一定相同D.一根弹簧被拉长时弹性势能增大，被压缩时弹性势能减小解析：物体动能大小由质量和速度两个因素决定，质量大速度可能小， 所以动能不一定大，同样子弹速度大质量小，动能不一定比汽车的动能大. 物体重力势能由质量和高度两个因素决定，只有两者都相同时，重力势能才相同 . 弹簧被拉长和压缩时弹性形变都增大，它的弹性势能都增大 . 答案： C2.关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（）A. 弹簧的弹性势能跟拉伸（或压缩）的长度有关B.弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关C.同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大D.弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关解析：由弹性势能的表达式EP= 1 kx2 可知，弹性势能 EP与弹簧拉伸（或压缩）的2长度有关， A 选项正确 .E P 的大小还与 k 有关， B 选项正确 . 在弹性限度内， EP 的大小还与 x 有关， x 越大， EP 越大，C 正确 . 弹簧的弹性势能是由弹簧的劲度系数 k 和形变量 x 决定的，与使弹簧发生形变的物体无关 . 答案： ABC3.如图所示，一质量为 m、边长为 a 的长方体物块与地面间的动摩擦因数为 =0.1. 为使它水平移动距离 a，可以用将它翻倒或向前缓慢平推两种方法，则下列说法中正确的是（）A. 将它翻倒比平推前进做功少B.将它翻倒比平推前进做功多C.两种情况做功一样多D.两种情况做功多少无法比较解析：使物块水平移动距离a，需将它翻倒一次，需克服重力做功，使其重心位1a22121)=1mg（2-1)a；置由离地 h =2增加到 h =2a，所以至少需做功 W=mg(h-h2而缓慢平推需做功W2=mga=0.1mga<W.答案： B4.将下列各物体具有的机械能名称填在题后的直线上.在水平路上行驶的车辆有_；竖直向上的小球在最高点有_；被压变的弹性钢板具有_；正在转动的砂轮具有 _；拦河坝内的水具有 _；在高空中飞行的飞机具有_.答案：动能 重力势能 弹性势能 动能 重力势能 重力势能和动能5.有一打桩机，在 5 s 内将夯锤（质量为 500 kg）举高 2.5 m，则夯锤的重力势能增加了 _J，动力机的有用功率为 W_（取 g=10 m/s2）.1名校名 推荐解析：可以依据高度变化求得重力势能的增量， 而克服重力做的功为有用功， 知道时间，即可由功率公式求解有用功率 .重力势能的增加量4动力机的有用功率 P=W有EPmgh3ttt=2.5 10 W.答案： 1.25 104 2.51036.图表示一个斜抛物体的运动，当物体由抛出位置1 运动到最高位置 2 时，重力做功是多少？重力势能改变了多少？由位置2 运动到跟位置 1 在同一水平面上的位置3时，重力做功和重力势能的变化是多少？由位置1 运动到位置3呢？解析：由位置 1 2，重力做功 -mgh，重力势能增大mgh；由位置 2 3，重力做功 mgh，重力势能减少 mgh(增加 -mgh)；由位置 13，重力做功和势能变化均为零 .7.质量是 100 g 的球从 1.8 m 的高处落到水平板上，又弹回到 1.25 m 的高度，在整个过程中重力对球所做的功为多少 ?球的重力势能变化了多少 ?解析：重力做功与路径无关， 求解重力的功，关键明确初末状态物体的高度变化，由此求解重力的功以及重力势能的变化 .由重力做功的特点可知，此时重力所做的功为WG=mgH=mg（h1-h 2）=0.1 9.8 （ 1.8-1.25 ） J=0.54 J由重力做功与重力势能的变化之间的关系可知，此时重力做正功， 重力势能应减少，且减少量EP=WG=0.54 J.8.在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0 kg 的木块相连，若在木块上再作用一个竖直向下的力 F，使木块缓慢向下移动 0.10 m，力 F 做功 2.5 J.此时木块再次处于平衡状态，力 F 的大小为 50 N，如图所示 .求：（ 1）在木块下移 0.10 m 的过程中弹性势能的增加量；（ 2）弹簧的劲度系数 .解析：弹性势能的增加量等于弹力做负功的值，所以设法求出弹簧弹力所做的功是解决问题的关键 .（ 1）木块下移 0.1 m过程中，力 F 和重力做的功全部用于增加弹簧的弹性势能，故弹性势能的增加量为EP=WF+mgh=（2.5+2.0 100.1 ） J=4.5 J.（ 2）由平衡条件得，木块再次处于平衡时 F=kh所以劲度系数 k= F50 N/m=500 N/m.起重机以 gh0.10的加速度将质量为m 的物体匀减速地沿竖直方向提升h 高度，则9.4起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？（空气阻力不计）解析：已知物体运动的加速度， 可由牛顿第二定律计算物体所受的合力， 由功的定义再计算出某些力对物体所做的功 . 重力做功与物体重力势能的变化之间有一定的关系，可以利用重力势能变化求重力做的功， 也可以利用重力的功求重力势能的变化 .2名校名 推荐由物体运动的加速度， 据牛顿第二定律可确定物体所受的合力及钢索对物体的拉力 . 再由功的定义式及重力做功与重力势能的变化关系求解 .由题意可知，起重机的加速度a= g ，物体上升高度h，根据牛顿第二定律得：4mg-F=mag3F=mg-ma=mg-m =mg，方向竖直向上443所以拉力做功 WF=Fhcos0=mgh重 力 做 功 WG=mghcos180 =-mgh， 即 物 体 克 服 重力 做 功 为 mgh. 又 因 为 WG=EP1-EP2=-mgh W G0 E P1EP2即物体的重力势能增加了mgh.10.在光滑水平面上有两个小球，如图所示，假设它们之间存在着相互排斥的力，也具有一种势能，我们把它叫做 x 势能 .当 A 小球不动， B 小球在外力作用下向 A 靠近时，试分析它们间的 x 势能将如何变化？解析：变换情景、采用类比分析的方法，可以将复杂的问题简单化 .A 小球不动， B 小球在外力作用下向 A 靠近，外力对 B、A 组成的系统做正功， B 球则克服 A、B 间的斥力作用做正功，肯定使得 A、B 间的 x 势能增加 .11 将物体以初速度 v0 从地面竖直上抛，已知空气阻力的大小恒为重力的0.1 倍，求上升和下降过程中，物体的重力势能和动能相等时离地面的高度.解析：对于上升的最大高度， 可以针对上升的全过程应用动能定理求解；对于上升（或下降）过程重力势能和动能相等的高度，可以设出位置高度，依据动能与势能相等关系以及动能定理联立方程求解 .（ 1）研究物体上升过程，物体所受重力和空气阻力都对物体做负功，物体动能减少，重力势能增加 . 以地面为零势参考平面，设物体离地面高度为h 时，速度为 v，重力势能与动能相等，即2mgh=1 mv2由动能定理得 -mgh-0.1mgh= 1 mv2- 1 mv02222式联立解得上升过程中重力势能和动能相等时物体离地高度为h= 5v021g设物体上升最大高度为H，对上升全过程应用动能定理得-mgH-0.1mgH=0-125v022mv0则 H=.11g（ 2）研究物体下降过程，设物体下落到离地高度为 h时，其重力与动能相等 ,即 mgh=Ek此阶段重力做正功，空气阻力做负功，应用动能定理得 mg(H-h )-0.1mg(H-h )=Ek 式联立得下降过程中重力势能与动能相等时物体离地的高度为h= 45v02209g3