《势能的变化与机械功》同步练习1

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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20t，因磁场间的相互作用，列车浮起的高度为100mm，则该过程中磁悬浮列车克服重力做功是(　　)A．20JB．200JC．2.0×107JD．2.0×104J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WG＝mgh1－mgh2＝－20000×10×0.1J＝－2.0×104J，所以克服重力做功2.0×104J，故D正确．2．如图1所示，质量为m的小球从高为h

2、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，重力做的功为(　　)图1A.B.C．mghD．0答案　B解析　根据重力做功的公式得W＝mg(h1－h2)＝，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

3、取决于初、末位置的高度差，与路径和运动状态无关．由W＝mgh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；由运动学公式得出落地时速度相同，重力的瞬时功率P＝mgv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－3J变化到－5J，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

4、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－3J变化到－5J，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

5、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2A．mghB．mgHC．mg(h＋H)D．－mgh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

6、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Ep＝－mgh.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Ep＝mgh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v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁

7、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W＝Fscosα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，F＝kx，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

8、弹力做负功，弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，故C错误，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