内容正文:
第9讲 重力势能及弹性势能
——划重点之复习强化精细讲义系列
考点1
重力势能
考点2
重力势能的变化与重力做功的关系
考点3
重力势能变化的分析方法
考点4
弹性势能
考点1:重力势能
【典例1】如图所示,质量均为m的三个小球分别从高度都为h的光滑固定斜面顶端由静止滑到底端,三个斜面倾角不同,则( )
A.重力对小球做功均为mgh B.弹力对小球做功均为mgh
C.重力的平均功率均相等 D.到斜面底端时重力的瞬时功率均相等
【典例2】(多选)如图所示,质量为m的小球在半径为R的半圆形轨道上来回运动,下列说法正确的是( )
A.若、等高,从到重力做功
B.若、等高,从到重力做功为零
C.若轨道有摩擦,重力做的功最多是
D.若轨道有摩擦,重力做的功可以大于
【典例3】踢毽子是我国传统的民间体育运动,如图是一个小孩正在练习踢毽子,毽子近似沿竖直方向运动。若考虑空气阻力的影响,且阻力大小与速率成正比,毽子离开脚后至回到出发点的过程中( )
A.上升过程一直处于超重状态 B.最高点速度为零、加速度也为零
C.上升的时间小于下降的时间 D.上升过程克服重力做的功大于下降过程重力做的功
【变式1】如图甲所示,泰山是世界文化与自然双重遗产,世界地质公园,全国重点文物保护单位,国家重点风景名胜区,国家AAAAA级旅游景区。某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,球从A点滚到了山脚下的B点,高度标记如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.从A到B的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程重力做的功
B.从A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程重力做的功
C.从A到B重力做功为
D.从A到B重力做功为
【变式2】如图所示,两个完全相同的小球从水平地面上方同一点O分别以初速度v1、v2水平抛出、落在地面上的位置分别是A、B,是O在地面上的竖直投影,且。若不计空气阻力,则两小球( )
A.初速度大小之比为1:2 B.落地瞬间重力的瞬时功率不相同
C.重力做功的平均功率不相同 D.重力对两个小球做功相同
【变式3】竖直上抛一球,球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于球的速度( )
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
【变式4】如图所示,同一高度处有4个质量相同且可视为质点的小球,现使小球A做自由落体运动,小球B做平抛运动,小球C做竖直上抛运动,小球D做竖直下抛运动,且小球B、C、D抛出时的初速度大小相同,不计空气阻力。小球从释放或抛出到落地的过程中( )
A.重力对4个小球做的功不同
B.重力对4个小球做功的平均功率相等
C.落地前瞬间,重力对4个小球的瞬时功率大小关系为
D.重力对4个小球做功的平均功率大小关系为
【变式5】(多选)一物体沿动摩擦因数是的粗糙半圆形滑梯的A点静止释放,圆的半径为R,从A运动到最低处的过程中,下面说法正确的是( )
A.重力对物体做功为
B.重力对物体做功的瞬时功率先增后减小
C.摩擦力对物体做功为-mg
D.滑块受到的支持力大小不变
考点2:重力势能的变化与重力做功的关系
【典例4】下列关于重力势能的说法中正确的是( )
A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定
B.物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大
C.一个物体的重力势能从-5 J变化到-3 J,重力势能变小了
D.从同一高度,将物体沿不同方向以相同速率抛出后,落地时减少的重力势能相等
【典例5】如图所示,一人随电梯由静止开始先匀加速后匀速向上运动,从电梯开始运动时计时,下列关于人受到的摩擦力f、支持力、人的动能以及重力势能随时间t变化的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【典例6】一个力平衡系统如图所示,物体A的质量大于物体B的质量,轻绳不可伸长,绳与滑轮间的摩擦可忽略不计。设P处绳与竖直方向的夹角为θ,如果将悬点P向左移动少许,则系统重新平衡后( )
A.θ增大,绳的张力减小 B.θ不变,物体A的高度升高
C.θ不变,物体A的重力势能减小 D.θ增大,物体B的重力势能增大
【变式6】如图所示,光滑弧形轨道高为h,将质量为m的小球从轨道顶端由静止释放,小球运动到轨道底端时的速度为v,重力加速度为g,该过程中小球重力势能减少量为( )
A.
B.
C.
D.
【变式7】质量为m的小球,从离桌面H高处由静止下落,桌面离地面高度为h,如图所示,若以桌面为参考平面,那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别是( )
A.m