1.4 势能及其改变（课时作业）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第二册同步导学案（鲁科版）

 

基础达标练

1．(多选)下列对重力势能的理解正确的是(　　)

A．物体做匀速直线运动时，其重力势能一定不变

B．当物体的重力做功时，该物体具有的重力势能也一定变化

C．物体重力势能的数值随选择的参考平面的不同而不同

D．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零

解析：做匀速直线运动的物体，只要它的重力做功，即高度发生变化，它的重力势能就一定发生变化，A错误；重力做功是物体重力势能变化的原因，重力做功，重力势能一定发生变化，B正确；重力势能的大小是相对参考平面而言的，如果选择的参考平面不同，则物体的重力势能也一定不同，C正确；重力势能是相对量，只有确定一个参考平面，重力势能才有确定值，在地面上的物体，重力势能不一定为零，D错误。

答案：BC

2．(多选)弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关(　　)

A．弹簧的长度　　　　　　 B．弹簧的劲度系数

C．弹簧的形变量  D．弹簧的原长

解析：弹簧的形变量越大，劲度系数越大，弹性势能就越大，弹簧的弹性势能与弹簧的形变量和劲度系数有关，选项B、C正确。

答案：BC

3.如图所示，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(　　)

A．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，弹性势能减少

D．重力势能不变，弹性势能增大

解析：弹簧向下压缩的过程中，弹簧压缩量增大，弹性势能增大；重力做正功，重力势

能减少，故A正确。

答案：A

4．一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A先落到地面C最后滚入沟底D。A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示。以地面C为零势能面，g取10 m/s2，则该苹果从A运动到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是(　　)

A．15.6 J和9 J  B．9 J和－9 J

C．15.6 J和－9 J  D．15.6 J和－15.6 J

解析：以地面C为零势能面，根据重力势能的计算公式得D处的重力势能Ep＝mgh＝0.3×10×(－3) J＝－9 J，从A落下到D的过程中重力势能的减少量ΔEp＝mgΔh＝0.3×10×(0.7＋1.5＋3) J＝15.6 J，故选C。

答案：C

5．在光滑的水平面上，物体A以较大速度va向前运动，与以较小速度vb向同一方向运动的、连有轻质弹簧的物体B发生相互作用，如图所示。在相互作用的过程中，当系统的弹性势能最大时(　　)

A．va>vb  B．va＝vb

C．va<vb  D．无法确定

解析：只要va>vb，A、B就有相对运动，弹簧就会被压缩，弹力做负功，弹性势能增加，当va＝vb时，A、B相距最近，弹簧的形变量最大，弹性势能最大，故选项B正确。

答案：B

6．物体做自由落体运动，其相对于地面的重力势能与下落速度的关系如图所示，其中正确的是(　　)

解析：若下落高度为h，则h＝，减少的重力势能为mgh＝mg＝mv2，相对于地面的重力势能为Ep＝mgh0－mgh＝mgh0－mv2，式中h0为起始高度，即Ep与v的关系图像为抛物线的一部分，故C正确。

答案：C

7．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

解析：平铺时重心距地面h，叠放时重心离地面nh，故有W＝ΔEp＝nmg×nh－nmg×h＝n(n－1)mgh，B正确。

答案：B

8．运动员在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对运动员做功1 900 J，运动员克服阻力做功100 J。运动员在此过程中(　　)

A．重力势能增加了2 000 J

B．重力势能增加了1 800 J

C．重力势能减少了1 900 J

D．重力势能减少了2 000 J

解析：根据重力做功与重力势能变化的关系WG＝－ΔEp，有ΔEp＝－WG＝－1 900 J<0，