内容正文:
“四翼”检测评价(十四) 重力势能
组—重基础·体现综合
1.关于重力势能,下列说法正确的是( )
A.重力势能是地球和物体共同具有的,而不是物体单独具有的
B.处在同一高度的物体,具有的重力势能相同
C.重力势能是标量,不可能有正、负值
D.浮在海面上的小船的重力势能一定为零
解析:选A 重力势能具有系统性,重力势能是物体与地球共有的,故A正确;重力势能等于mgh,其中h是相对于参考平面的高度,参考平面不同,h不同,另外质量也不一定相同,故处在同一高度的物体,其重力势能不一定相同,B错误;重力势能是标量,但有正负,负号表示物体在参考平面的下方,故C错误;零势能面的选取是任意的,并不一定选择海平面为零势能面,故浮在海面上的小船的重力势能不一定为零,D错误。
2.关于弹性势能,下列说法正确的是( )
A.只要发生形变,物体就具有弹性势能
B.某一弹簧的长度越长,其弹性势能就越大
C.在弹性限度内,弹簧的弹性势能大小与弹簧形变量有关
D.弹簧的弹力做正功,其弹性势能增加
解析:选C 只有发生弹性形变,物体才具有弹性势能,不是所有的形变都能使物体具有弹性势能,故A错误;弹簧的弹性势能与其弹性形变的大小有关,与其本身长度无必然联系,故B错误;在弹性限度内,弹性形变越大,弹性势能越大,故C正确;弹簧的弹力做正功,则弹簧的形变量减小,所以其弹性势能减小,故D错误。
3.(2022·江苏南京检测)如图所示,某同学玩蹦蹦杆,在某同学将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中,某同学的重力势能、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:选A 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。
4.如图所示,质量关系为m1>m2>m3的三个小球分别沿三条不同的轨道1、2、3由离地高h的A点滑到同一水平面上,轨道1、3是光滑的,轨道2是粗糙的,重力对小球做的功分别为W1、W2、W3,则下列判断正确的是( )
A.W1>W2=W3 B.W1=W3>W2
C.W1=W2=W3 D.W1>W2>W3
解析:选D 重力做功W=mgh,h相等,由于m1>m2>m3,所以W1>W2>W3,故D正确。
5.起跳摸高是同学们经常进行的一项活动。某学生身高1.80 m,质量70 kg,他站立举臂,手指摸到的高度为2.10 m。在一次摸高测试中,如果他先下蹲,再用力蹬地向上跳起,同时举臂,离地后手指摸到的高度为2.55 m。设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.7 s。不计空气阻力(g取10 m/s2),该同学跳起后增加的重力势能最大值是( )
A.1 260 J B.1 470 J
C.315 J D.1 785 J
解析:选C 人的重心升高的高度为:Δh=2.55 m-2.10 m=0.45 m,故该同学跳起后增加的重力势能最大值是:Ep=mgΔh=70×10×0.45 J=315 J。C正确。
6.一个100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高处,则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10 m/s2)( )
A.重力做功为1.8 J
B.重力做了0.55 J的负功
C.物体的重力势能一定减少0.55 J
D.物体的重力势能一定增加1.25 J
解析:选C 整个过程中重力做功WG=mgΔh=0.1×10×(1.8-1.25) J=0.55 J,故重力势能减少0.55 J,所以C正确,A、B、D错误。
7.如图所示,长为2 m、质量为10 kg的一条细铁链放在水平地面上,从提起铁链一端直到铁链全部离开地面的瞬间,铁链克服重力做的功为多少?(g取9.8 m/s2)
解析:从初状态到末状态,铁链的重心位置升高了h==1 m,因而铁链的重力势能增加了mgh=mg·=10×9.8×1 J=98 J,故铁链克服重力做的功为98 J。
答案:98 J
组—重应用·体现创新
8.如图甲所示,一滑块沿光滑的水平面向左运动,与水平轻弹簧接触后将弹簧压缩到最短,然后反向弹回,弹簧始终处在弹性限度内,图乙为测得的弹簧的弹力与弹簧压缩量之间的关系图像,则弹簧的压缩量由8 cm变为4 cm时,弹簧所做的功以及弹性势能的变化量分别为( )
A.3.6 J、-3.6 J B.-3.6 J、3.6 J
C.1.8 J、-1.8 J D.-1.8 J、1.8 J
解析:选C Fx图像中图线与x轴围成的面积表示弹力做的功,则W=×0.08×60 J-×0.04×30 J=1.8 J,根据W=-ΔEp知,弹性势能的变化量为-1.8 J,C正确。
9.如图所示,在水平面上平铺