内容正文:
必刷题十二 重力势能
【刷考点】
1.C A.据功率的定义式P=可知,力对物体做功少,其功率不一定小,还跟所用时间有关,A错误;
B.重力对物体不做功,物体的重力势能不变,但不一定为零,跟所选参考平面有关,B错误;
C.起重机将物体匀速向上吊起一段距离,重力做负功,合力做功为零,C正确;
D.一个力是否有做功,除了跟力、位移有关,还跟夹角有关,如果力与位移夹角为90°,该力就不做功,D错误.
故选C.
2.B 设绳长为L,捏住细绳中点缓慢提起,则细绳的重心在距离最高点位置处,因此细绳A的重心上升的高度为hA′=hA-
细绳B的重心上升的高度为hB′=hB-
由于细绳A较长,所以>
A.若hA=hB,则A的重心较低,故一定有WA<WB,故A错误;
BD.若hA>hB,则无法确定两细绳的重心谁高谁低,因此可能有WA<WB,也可能有WA=WB,还可能有WA>WB,故B正确,D错误;
C.若hA<hB,则一定是A的重心较低,因此一定有WA<WB,故C错误.
故选B.
3.C 运动员从起跳到飞越横杆的过程中,重心升高,则重力做负功,重力势能增加.
故选C.
4.B 重力做正功,重力势能减小,并且重力势能的减小量等于重力做的功,即小物块的重力势能减少10 J.
故选B.
5.A BCD.小球重力沿圆管方向的分力mg sin θ刚开始大于弹力,小球沿圆管向下加速,但由于弹簧弹力不断增大,故小球的加速度不断减小,当弹簧伸长量为x1时
mg sin θ=kx1
速度达到最大,可解得x1= m,之后由于弹簧弹力继续增大,小球沿圆管向下减速,加速度增大,当弹簧弹力等于活塞受到的最大静摩擦力时,满足kx2=f
可解得x2=0.1 m,之后活塞开始下滑,弹簧不再伸长,小球沿圆管匀减速下滑直到最低点,故弹簧的最大伸长量为0.1 m,BCD错误;
A.当小球运动到最低点时,弹簧的弹性势能等于整个过程中克服弹力所做的功,即
Ep=W=Fx2=kx
代入数据可解得Ep=0.075 J,A正确.
故选A.
6.BCD A.滑块在下滑的过程中,因为有摩擦力做功,滑块和弹簧组成的系统机械能不守恒,所以A错误;
C.滑块在O点时有mg sin 37°-μmg cos 37°=ma1
解得μ===0.1
所以滑块与斜面间的动摩擦因数为0.1,则C正确;
B.滑块在最低点时有kx+μmg cos 37°-mg sin 37°=ma2
解得k=260 N/m
所以弹簧的劲度系数为260 N/m,则B正确;
D.由静止释放到第一次把弹簧压缩到最短的过程中,弹簧弹力做的功为
W=kx2
由功能关系可得增加的弹性势能等于克服弹簧弹力做的功则有EP=W=kx2=5.2 J
所以滑块在最低点时,弹簧的弹性势能为5.2 J,则D正确;
故选BCD.
【刷综合题】
7.【解析】 (1)物体做自由落体运动,由位移公式可得H=gt2=×10×52 m=125 m
(2)物体最后1 s内下降的高度
Δh=H-g(t-1)2=45 m
则重力做功
W=mgΔh=900 J
(3)物体落地前速度大小为v=gt=50 m/s
物体落地前瞬间重力的功率
P=mgv=1 000 W
【答案】 (1)125 m;(2)900 J;(3)1 000 W
8.【解析】 (1)由题意可知,物块在A点时平衡,则有mg=kd
解得d= ①
(2)a.F-x图像如图所示
在物块从O点到O′点的过程中,弹簧弹力做负功.参考由速度—时间图像求位移的方法,Fx图线下的面积等于弹力做的功,所以弹簧弹力做的功
W弹=-k(2d)2②
设物块在O点时弹簧的弹性势能为EpO,则有W弹=EpO-EpO′③
联立①②③式解得EpO′=
b.在物块从O点到O′点的过程中,根据动能定理
mg·2d+W弹=mv-mv④
联立①②④式解得v1=v2
【答案】 (1)d=;(2)a. EpO′=,b. 见解析
【刷高考题】
BC A错:物块向左运动压缩弹簧,弹簧最短时,物块具有向右的加速度,弹力大于摩擦力,即F>μmg.
B对:根据功的公式,物块克服摩擦力做的功W=μmgs+μmgs=2μmgs.
C对:根据能量守恒,弹簧弹开物块的过程中,弹簧的弹性势能通过摩擦力做功转化为内能,故Epm=μmgs.
D错:根据能量守恒,在整个过程中,物体的初动能通过摩擦力做功转化为内能,即mv2=2μmgs,所以v=2.
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必刷题十二 重力势能
汈汈汈汈汈
重力势能的计算
1.关于物体做功,下列说法正确的是( )
A.力对物体做功少的其功率一定小
B.重力对物体不做功,物体的重力势能一定为零
C.起重机将物体匀速向上吊起一段距离,重力做负功,合力做功为零
D.只要物体受力的同时有位移发生,该力就一定对物体做功
2.质量相等的均质柔软细绳A、B