【小初高学习]2017-2018学年高中物理 第2章 能的转化与守恒 第2节 势能的改变课下作业(含

势能的改变
1．下列说法中，不正确的是( )
A．地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值
B．从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或下抛，落到地面上时，物体的重力势能的变化是相同的
C．在不同高度的物体具有的重力势能可能相同
D．位于零势能参考平面以下的物体的重力势能一定小于在零势能参考平面以上的物体的重力势能
解析：重力势能的大小与零势能参考平面的选择有关，零势能参考平面不同，同一物体在某一位置的重力势能也会不同，故不能说地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值，选项A错误。

某一物体(设质量为m)从同一高度h处抛出落到地面时，物体重力势能的变化ΔE p＝E p2－E p1＝0－mgh＝－mgh，仅与m、h有关，与做什么样的运动无关，所以选项B正确。

重力势能ΔE p＝mgh∝mh，所以当质量分别为m1、m2的两个物体在不同高度h1和h2处，若m1h1＝m2h2，则它们具有的重力势能相同，选项C正确。

物体在零势能参考平面上时重力势能为零，物体位于零势能参考平面以下时其重力势能小于零，物体位于零势能参考平面以上时重力势能大于零，所以选项D正确。

答案：A
2.如图1所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A
点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则( )
A．沿轨道1滑下重力做功多
B．沿轨道2滑下重力做功多
C．沿轨道3滑下重力做功多图1
D．沿三条轨道滑下重力做功一样多
解析：重力做功的大小仅取决于物体的初、末位置，跟物体运动的路径以及物体是否受其他力作用都无关，所以选项D正确。

答案：D
3．如图2所示的几个运动过程中，物体弹性势能增加的是( )
图2
A．如图甲，跳高运动员从压杆到杆伸直的过程中，杆的弹性势能
B．如图乙，人拉长弹簧过程中弹簧的弹性势能
C．如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能
D．如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能
解析：甲中杆的弹性势能减小，乙中弹簧的弹性势能增加，丙中橡皮筋的弹性势能减小，丁中弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能减小，故B正确，A、C、D错误。

答案：B
4.如图3所示，演员正在进行杂技表演。

由图可估算出他将一只鸡蛋拋出
的过程中对鸡蛋所做的功最接近于( )
A．0.3 J B．3 J
C．30 J D．300 J
解析：一只鸡蛋大约50 g，演员拋起鸡蛋的高度大约50 cm，故拋起时做
的功转化为其势能约为mgh＝0.05×10×0.5 J＝0.25 J，所以A项最接近。

图3 答案：A
5．在一次“蹦极”运动中，人由高空下落到最低点的整个过程中，下列说法中错误的是( )
A．重力对人做正功
B．人的重力势能减小
C．橡皮绳对人做正功
D．橡皮绳的弹性势能增加
解析：人一直在下落，故重力对人做正功，人的重力势能不断减小，A、B正确；橡皮绳不断伸长，弹力对人做负功，使橡皮绳的弹性势能不断增加，故C错误，D正确。

答案：C
6.如图4所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧
的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去F后，物
体将向右运动。

在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是( ) 图4 A．弹簧的弹性势能逐渐减小
B．弹簧的弹性势能逐渐增大
C．弹簧的弹性势能先增大后减小
D．弹簧的弹性势能先减小后增大
解析：弹簧开始处于压缩状态，物体向右运动的过程中弹簧的形变量先变小后变大，所以弹簧的弹性势能先减小后增大。

答案：D
7.如图5所示，一个质量为M的物体放在水平面上，物体上方安装一个
长度为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向上移
动，直到物体离开地面一段距离。

在此过程中，P 点的位移是H 。

开始时弹 图5 簧没有形变，则物体重力势能的增加量为( )
A ．MgH
B ．MgH ＋M 2g 2
k
C ．MgH －M 2g 2
k
D ．MgH －Mg k
解析：物体离开地面后，弹簧的伸长量为Δx ＝Mg
k
可见，物体上升的高度为Δh ＝H －Δx
＝H －Mg k 从而，物体重力势能的增加量为ΔE p ＝Mg Δh ＝Mg (H －Mg k )＝MgH －M 2g 2
k。

答案：C
8.如图6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 ．mgl B.1
2mgl 图6
C.13mgl
D.14
mgl 解析：将软绳下端向上提起，相当于把下半段向上移动了l 2，重力势能增加了12mg ·l 2＝
1
4mgl ，即外力至少要做的功为1
4
mgl ，D 正确。

答案：D
9.如图7所示，一个质量为m 的木块，以初速度v 0冲上倾角为θ的斜面，沿斜面上升L 的距离后又返回运动。

若木块与斜面间的动摩擦因数为μ，求：
(1)木块上升过程重力的平均功率是多少？木块的重力势能变化了多少？ 图7 (2)木块从开始运动到返回到出发点的过程滑动摩擦力做的功是多少？重力做的功是多少？全过程重力势能变化了多少？
解析：(1)上升过程重力做功W 1＝－mgL sin θ，上升所用时间t 1＝L v ＝L v 02
＝
2L
v 0
，故平均
功率P ＝W 1t 1
＝－
mgL sin θ2L v 0
＝－1
2mgv 0sin θ，重力势能增加了mgL sin θ。

(2)上升过程摩擦力做的功W μ1＝－μmg (cos θ)·L 下落过程摩擦力做的功W μ2＝－μmg (cos θ)·L
故整个过程中摩擦力做的功
W μ＝W μ1＋W μ2＝－2μmgL cos θ
全过程重力做的功为零，重力势能没有变化。

答案：(1)－1
2mgv 0sin θ 增加了mgL sin θ
(2)－2μmgL cos θ 零 零
10.有一上端挂在墙上的长画，从画的上端到下面的画轴长h
2＝1.8 m ，下面的画轴重1 N ，画面重0.8 N(画面处处均匀)，如图8所示。

现将长画从下向上卷起来，长画的重力势能增加了多少？
解析：选画轴起始位置为“零势能参考面”
卷起前⎩⎪⎨
⎪⎧
画面E p 1＝m 1gh 1＝0.72 J 画轴E p 2＝0
图8
卷起后⎩⎪⎨
⎪⎧
画面E p 1′＝m 1gh 2＝1.44 J 画轴E p 2′＝m 2gh 2＝1.8 J
ΔE p 1＝E p 1′－E p 1＝0.72 J ΔE p 2＝E p 2′－E p 2＝1.8 J ΔE p ＝ΔE p 1＋ΔE p 2＝2.52 J 。

答案：2.52 J。