必考点10 机械能守恒定律-【对点变式题】2021-2022学年高一物理下学期期中期末必考题精准练（人教版2019）

必考点10 机械能守恒定律 题型一 重力做功与重力势能 1．质量为的物体从静止出发以的加速度竖直下降，下列说法中不正确的（　　） A．物体的克服空气阻力做功 B．物体的重力势能减少 C．物体的动能增加 D．重力做功 【答案】B 【解析】 A. 设物体受到的阻力为，根据牛顿第二定律可得 解得 物体的克服空气阻力做功为 A正确，不符合题意； BD. 物体竖直下降过程，重力做功为 则重力势能变化 即物体的重力势能减少，B错误，符合题意；D正确，不符合题意； C. 根据动能定理，物体的动能增加 C正确，不符合题意。 故选B。 2．如图所示，倾角为30°、长度为10m的光滑斜面，一质量为0.8kg小物块从斜面顶端由静止开始下滑，重力加速度g取10m/s2，则（　　） A．整个过程中重力做功80J B．重力势能减少了80J C．整个过程中重力做功的平均功率是20W D．小物块滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是20W 【答案】C 【解析】 AB．整个过程重力做功 重力做功40J，重力势能也减小了40J，A、B错误； C．下滑过程的加速度a有 解得 下滑过程的时间t有 代入数据得到 所以平均功率有 C正确； D．物体在底端时的速度 此时的功率 D错误； 故选C。 3．竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小恒定，则（　　） A．上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功 B．上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功 C．上升过程中克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力的平均功率 D．上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率 【答案】B 【解析】 AB．重力做功的大小只与物体的初末的位置有关，与物体的路径等无关，所以上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功，故A错误，B正确； CD．物体在上升的过程中，受到的阻力向下，在下降的过程中受到的阻力向上，所以在上升时物体受到的合力大，加速度大，采用逆向思维，根据 知，物体运动的时间短，在上升和下降的过程中物体重力做功的大小是相同的，根据 知，上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率，故CD错误。 故选B。 【解题技巧提炼】 1．重力做功的特点 根据功的定义式：，对于重力做功的情况分析如图，同一物体，虽然路径不同，但是从初始位置到末位置在重力方向上的位移完全相同，因此四种情况下重力做功相同． 可以看出：重力做功的大小取决于物体初、末位置的高度差，而与其运动路径、运动方式无关． 2．定义 重物由于被举高而具有的能量叫做重力势能． 3．重力势能大小 其中，h是物体重心距参考平面的高度，参考平面可以根据实际情况进行灵活选取，一般都以地面作为零势能参考平面． 4．单位 与功的单位相同，都是焦耳． 5．重力势能是一种能量，是标量，没有方向，但是数值有正负之分． 6．重力势能的“三性” (1)系统性：重力势能是物体和地球组成的系统所共有的能量而不是物体独有的，通常所说的物体的重力势能都是一种简略的说法． (2)重力势能的相对性：重力势能的大小与参考平面的选取有关，参考平面类似于坐标轴的零点，物体高度在参考面以下势能是负值，在参考面以上势能是正值，对于同一研究系统，不能选取多个零势能平面，以免造成混乱． (3)重力势能变化的绝对性：在同一参考系中，物体从一个位置到另外一个位置的重力势能的变化量是一定的，与参考面的选取无关． 注：重力势能的计算公式只适用于g不变时的范围，g值变化则该公式不可用． 重力做功等于重力势能变化的负值，即重力做正功其重力势能减少，重力做负功其重力势能增加． 题型二 弹簧弹力做功与弹性势能 4．关于物理概念，下面说法正确的是（　　） A．由W=FS可知，作用在物体上的力越大，物体位移越大，这个力做功越多 B．由可知，力在单位时间做功越多，其功率越大 C．由Ep=mgh可知，放在地面上的物体，它具有的重力势能一定为零 D．由可知，弹簧变长时，它的弹性势能一定增大 【答案】B 【解析】 A．由W=FScosθ可知，作用在物体上的力越大，物体位移越大，这个力做功不一定越多，选项A错误； B．由可知，力在单位时间做功越多，其功率越大，选项B正确； C．由Ep=mgh可知，放在地面上的物体，如果以地面为零重力势能参考面，它具有的重力势能才为零，选项C错误； D．由可知，弹簧的形变量越大，弹性势能越大，而当弹簧变长时，它的弹性势能不一定增大，选项D错误。 故选B。 5．两弹簧的劲度系数之比为1︰2，在弹性限度内的形变量之比为2︰1，则它们的弹性势能之比为(　　) A．1︰2 B．2︰1 C．1︰4 D．4︰1 【答案】B 【解析】 由弹性势能的表达式可知，弹性势能与劲度系数成正比，与形变量的平方成正比；故弹性势能之比为 故B正