7.3 重力势能、弹性势能 （习题）-格邦高中阶段2019-2020学年下学期高一物理必修2同步习题

7.3重力势能、弹性势能 习题 基础巩固： 1．如图所示，在水平地面上平铺着n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h.如果工人将砖一块一块地叠放起来，那么人至少做功(　　) A．n(n－1)mgh　　　　　 B．n(n－1)mgh C．n(n＋1)mgh D．n(n＋1)mgh 答案：B　 2．利用超导材料和科学技术可以实现磁浮．若磁浮列车的质量为2×104 kg，因磁场间的相互作用而浮起的高度为10 mm，则该过程中磁浮列车增加的重力势能是(g取10 m/s2)(　　) A．20 J B．200 J C．2.0×103 J D．2.0×107 J 答案：C　 3．一根粗细均匀的长直铁棒重600 N，平放在水平地面上．现将一端从地面抬高0.50 m，而另一端仍在地面上，则(　　) A．铁棒的重力势能增加了300 J B．铁棒的重力势能增加了150 J C．铁棒的重力势能增加量为0 D．铁棒重力势能增加多少与参考平面选取有关，所以无法确定 答案：B　 4．在离地面80 m处无初速度释放一小球，小球质量为m＝200 g，不计空气阻力，g取10 m/s2，取最高点所在水平面为参考平面，求： (1)在第2 s末小球的重力势能； (2)在第3 s内重力所做的功和重力势能的变化． 解析：(1)在第2 s末小球所处的高度 h＝－gt2＝－×10×22 m＝－20 m. 重力势能 Ep＝mgh＝0.2×10×(－20) J＝－40 J. Ep<0说明小球在参考平面的下方． (2)在第3 s末小球所处的高度h'＝－gt′2＝－×10×32 m＝－45 m.第3 s内重力做功 W＝mg(h－h′)＝0.2×10×(－20＋45) J＝50 J，即小球的重力势能减少50 J. 答案：(1)－40 J　(2)50 J　减少50 J 5．如图所示，轻弹簧下端系一重物，O点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置)，今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A点，弹力做功W1，第二次把它拉到B点后再让其回到A点，弹力做功W2，则这两次弹力做功的关系为(　　) A．W1<W2 B．W1＝2W2 C．W2＝2W1 D．W1＝W2 答案：D 6． (多选)如图是玩家玩“蹦极”游戏的真实照片，玩家将一根长为AB的弹性绳子的一端系在身上，另一端固定在高处，然后从高处跳下，其中AB为弹性绳子的原长，C点是弹力等于重力的位置，D点是玩家所到达的最低点，对于玩家离开跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是(　　) A．重力对人一直做正功 B．人的重力势能一直减小 C．玩家通过B点之后，绳子具有弹性势能 D．从A到D，弹性绳子的弹性势能一直增加 答案：ABC　 7．(多选)某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型，图中k1、k2为原长相等、劲度系数不同的轻质弹簧．下列表述正确的是(　　) A．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关 B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等 C．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等 D．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变 答案：BD　 8.如图所示，放在地面上的木块与一劲度系数k＝200 N/m的轻质弹簧相连．现用手水平拉弹簧，拉力的作用点移动x1＝0.2 m，木块开始运动，继续拉弹簧，木块缓慢移动了x2＝0.4 m，求： (1)上述过程中拉力所做的功； (2)此过程弹簧弹性势能的变化量． 解析：(1)木块缓慢移动时弹簧的拉力F＝kx1＝200×0.2 N＝40 N，由题意作出F­x图象如图所示， 在木块运动之前，弹簧弹力随弹簧伸长量的变化是线性关系，木块缓慢移动时弹簧弹力不变， 图线与横轴所围梯形面积即为拉力所做的功，即W＝×(0.6＋0.4)×40 J＝20 J. (2)木块运动之前，弹簧的弹性势能随弹簧的伸长而增加，木块缓慢移动过程中， 弹簧的伸长量保持不变，弹簧弹性势能不变，故整个过程中弹簧的弹性势能增加量为 ΔEp＝kx＝×200×0.04 J＝4 J.答案：(1)20 J　(2)4 J 思维拓展： 1．质量为m的物体，沿倾角为α的光滑固定斜面由静止下滑，当下滑时间t重力势能减少量为(　　) A.mg2t2sin α　　　　　B．mg2t2 C．mg2t2 D．mg2t2sin2α 答案：D　 2．如图所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点，若已知OD＝l，则小球由A点运动到C点的过程中，重力势能减少了多少？重力做功为多少？ 解析：从A点运动到C点，小球下落h＝l 故重力做功WG＝mgh＝mgl 重力势能的