内容正文:
课时跟踪检测(六) 势能及其改变
A级——学考达标
1.(2023·南通学考检测)如图所示为运动员在体育测试中“原地掷实心球”的场景,则球( )
A.在空中飞行时不受重力作用
B.在地面上滚动时受到的重力和摩擦力是一对平衡力
C.在飞行过程中,若所受外力突然消失,球将做匀速直线运动
D.在整个飞行过程中,重力势能不断增大
解析:选C 在空中飞行时受重力作用,A错误;在地面上滚动时受到的重力竖直向下,摩擦力沿水平方向,与相对运动方向相反,所以不是一对平衡力,B错误;在飞行过程中,若所受外力突然消失,由于惯性,球将做匀速直线运动,C正确;球在下落过程中,重力做正功,重力势能不断减小,D错误。
2.网球拍击中飞过来的网球,网球发生了明显的形变,下列说法中错误的是( )
A.球拍击中网球,球拍和网球都发生了弹性形变
B.球拍能将网球弹开,说明球拍对网球的弹力大于网球对球拍的弹力
C.网球离开球拍后能在空中飞行一段距离,是由于网球具有惯性
D.网球和球拍接触的过程中,弹性势能和动能相互转化
解析:选B 球拍击中网球,球拍和网球之间发生了相互作用,都发生了弹性形变,故A正确,不符合题意;球拍对网球的弹力与网球对球拍的弹力是相互作用力,大小相等,故B错误,符合题意;网球离开球拍后能在空中飞行一段距离,是由于网球具有惯性,故C正确,不符合题意;网球和球拍接触的过程中,网球的动能先转化为球拍的弹性势能,后球拍的弹性势能又转化为网球的动能,故D正确,不符合题意。
3.登山,不仅可以强身健体,还可领略大自然的旖旎风光,陶冶人的情操。一位登山爱好者从某登山地山脚的A点登至山顶上的B点,这一过程中登山者克服重力做了一定的功,下列所述因素中与登山者克服重力做功多少无关的是( )
A.登山者连同所携带的装备的质量
B.当地的重力加速度的大小
C.B点与A点的高度差
D.登山者由A点登至B点的路线
解析:选D 根据WG=mgh,可知重力做功与质量、当地的重力加速度和初末位置的高度差有关,与路径无关,故选D。
4.广西壮族“三月三”是壮族人民的传统节日,该节日民族活动很丰富,其中抛绣球是男女青年最喜欢的项目之一。假设某一青年女子在楼上将绣球水平抛出,抛出点离地4.5 m,绣球质量0.6 kg,在离地2.0 m处被一男青年抢到。重力加速度取10 m/s2,在绣球被抛出至被抢到的过程中,下列说法正确的是( )
A.重力做功为15 J
B.重力势能增加了15 J
C.若以抛出点为参考平面,绣球被抢到时的重力势能为-27 J
D.若以地面为参考平面时,此过程中绣球重力势能的变化量最大
解析:选A 重力做功为WG=mgΔh=0.6×10×(4.5-2.0) J=15 J,A正确;重力做正功,重力势能减小,故重力势能减少了15 J,B错误;若以抛出点为参考平面,绣球被抢到时的重力势能为Ep=-mg(h-h1)=-0.6×10×(4.5-2.0)J=-15 J,C错误;重力势能的变化与重力做功对应,与参考平面的选取无关,D错误。
5.(2023·南京高一质检)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),现用手向下拉重物,第一次把它直接拉到A点,弹力做功为W1,第二次把它拉到B点后再让其回到A点,弹力做功为W2,弹簧始终在弹性限度内,则这两次弹力做功的关系为( )
A.W1<W2 B.W1=2W2
C.W2=2W1 D.W1=W2
解析:选D 弹力做功与路径无关,只与初、末位置有关,两次初、末位置相同,故W1=W2,D正确。
6.如图所示为一摩天轮,其直径为110米,轮外装挂48个360度透明座舱,每个座舱可乘坐8位游客,总共可同时供384位游客观光。假设某一游客质量为m,游客到圆心的距离为R,重力加速度为g,摩天轮转动角速度为ω,游客从最低点开始计时,以最低点为重力势能的零点,则经过时间t,游客重力势能随时间的变化关系式为( )
A.Ep=mgR(1-cos ωt)
B.Ep=mgR(1+cos ωt)
C.Ep=mgR(1-sin ωt)
D.Ep=mgR(1+sin ωt)
解析:选A 游客在运动的过程中,设游客和圆心的连线与竖直向下方向的夹角为θ,重力势能随时间变化的关系式为Ep=mgh=mgR(1-cos θ),θ=ωt,联立得Ep=mgh=mgR(1-cos ωt),故选A。
7.如图所示,质量为2 kg的物体放在桌面上,桌面离地高度是0.8 m。以桌面为零势面时物体的重力势能是Ep1,若物体从桌面下落至地面,势能的变化是ΔEp1;以地面为零势面时物体的重力势能是Ep2,若物体从桌面下落至地面,势能的变化是ΔEp2,g取10 m/s2,则下列结论正确的是( )
A.ΔEp1=ΔEp2 B.ΔEp1>Δ