1.4 势能及其改变 课时达标-2025-2026学年高一下学期物理鲁科版必修第二册

1.4势能及其改变 一.选择题 1．关于重力势能，以下说法正确的是(　　) A．某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的 B．重力势能为0的物体，不可能对别的物体做功 C．物体做匀速直线运动时，重力势能一定不变 D．只要重力做功，重力势能一定变化 2．质量为m的跳高运动员，先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度。设横杆的高度比他起跳时的重心高出h，则他在起跳过程中做的功(　　) A．都必须大于mgh B．都不一定大于mgh C．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必须大于mgh D．用背越式必须大于mgh，用跨越式不一定大于mgh 3．“神舟十九号”在轨六个月后，于2025年4月30日在东风着陆场成功着陆，飞行任务取得圆满成功。在返回舱拖着降落伞下落过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为(　　) A．重力做正功，重力势能减小 B．重力做正功，重力势能增加 C．重力做负功，重力势能减小 D．重力做负功，重力势能增加 4．如图所示，ACP和BDP是竖直平面内两个半径不同的半圆形光滑轨道，A、P、B三点位于同一水平面上，C和D分别为两轨道的最低点，将两个质量相同的小球分别从A和B两处同时无初速度释放，则(　　) A．沿BDP光滑轨道运动的小球的重力势能永远为正值 B．两小球到达C点和D点时，重力做功相等 C．两小球到达C点和D点时，重力势能相等 D．两小球刚开始从A和B两处无初速释放时，重力势能相等 5．如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为(　　) A．　　　　　　　　　 B． C．mgh D．0 6．关于弹性势能，下列说法正确的是(　　) A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增加 B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定减少 C．在拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，弹性势能越大 D．弹簧拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能 7．撑竿跳高是运动会中常见的比赛项目，用于撑起运动员的竿要求具有很好的弹性，关于运动员撑竿跳起的过程，说法正确的是(　　) A．运动员撑竿刚刚触地时，竿弹性势能最大 B．运动员撑竿跳起到达最高点时，竿弹性势能最大 C．运动员撑竿触地后上升到最高点之前某时刻，竿弹性势能最大 D．以上说法均有可能 8．蹦极是一项户外极限活动。体验者站在约40 m 以上高度的位置，用原长为20 m的弹性绳固定住后跳下，落地前弹起，反复弹起落下。忽略空气阻力的影响，在人的整个运动过程中，以下说法正确的是(　　) A．第一次下落过程中，游客能体验失重感的位移为20 m B．第一次下落20 m后，游客开始做减速运动 C．当游客下落到最低点时，游客的重力势能最小 D．第一次到达最低点的瞬间，人的重力势能为零 9．“跳跳鼠”是很多小朋友喜欢玩的一种玩具，弹簧上端连接脚踏板，下端连接跳杆(如图所示)，人在脚踏板上用力向下压缩弹簧，然后弹簧将人向上弹起，最终弹簧将跳杆带离地面。下列说法正确的是(　　) A．不论下压弹簧程度如何，弹簧都能将跳杆带离地面 B．从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为人的动能 C．从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长的过程中，人一直向上加速运动 D．从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长的过程中，人的加速度先减小后增大 10．(双选)如图所示，倾角θ＝30° 的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中(　　) A．软绳重力势能共减少了mgl B．软绳重力势能共减少了mgl C．软绳重力势能的减少等于软绳的重力所做的功 D．软绳重力势能的减少等于物块对它做的功与软绳克服自身重力、摩擦力所做功之和 二．非选择题 11．如图所示，总长为2 m的光滑匀质铁链，质量为10 kg，跨过一光滑的轻质定滑轮。开始时铁链的两底端相齐，当略有扰动时某一端开始下落，求：从铁链刚开始下落到铁链刚脱离滑轮这一过程中，重力对铁链做了多少功？重力势能如何变化？(g取10 m/s2) 12．质量为m的木球从离水面高度为h处由静止释放，落入水中后，在水中运动的最大深度是h′，最终木球停止在水面上，若木球在水中运动时，受到因运动而产生的阻力恒为Fμ。求： (1)木球释放后的全部运动过程重力做的功是多少？ (2)它的重力势能变化了多少？ 13．如图所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点，若已知OD＝l，则小球由A点运动到C点的过程中，重力势能减少了多少？重力做功为多少？ 参考答案 1．D　[选取不同的零势能面，则同一位置的物体的重力势能是不同的，A错误；重力势能为零只是表明物体处于零势能面上，它对其他物体同样可以做功，B错误；物体若在竖直方向做匀速直线运动，则物体的高度变化，重力势能也会发生变化，C错误；重力做功是重力势能变化的量度，若重力做功，重力势能一定发生变化，D正确。] 2．C　[跨越式跳高比背越式跳高人的重心升得更高，如果运动员的技术比较高超，背越式跳高重心升高的高度可以略低于h，C正确。] 3．A　[下落时，返回舱高度降低，所以重力做正功，重力势能减小，则A正确，B、C、D错误。] 4．D　[重力势能具有相对性，如果选A、P、B三点在零势能参考面上，则两球在运动过程中的重力势能恒为负值，如果选C点在零势能参考面上，则两球在运动过程中的重力势能恒为正值，另外，重力做功跟路径无关，只取决于物体初、末两点在竖直方向的高度差，两球从开始运动到到达C点和D点时竖直高度差不等，所以重力做功不相等，故A、B错误；不管选哪一点所在水平面为零势能面，A点和B点相对零势能面的竖直高度均相等，所以重力势能相等，两小球到达C点和D点时，重力势能不相等，故C错误，D正确。故选D。] 5．B　[根据重力做功的公式，W＝mg(h1－h2)＝，故B正确。] 6．C　[如果弹簧原来处于压缩状态，那么当它恢复原长时，它的弹性势能减小，当它变短时，它的弹性势能增大，弹簧拉伸时的弹性势能可能大于、小于或等于压缩时的弹性势能，需根据形变量来判断弹性势能的大小，A、B、D错误；当拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，需要克服弹力做的功越多，弹簧的弹性势能越大，C正确。] 7．C　[竿形变量最大时，弹性势能最大，故C正确。] 8．C　[当游客下落20 m时弹性绳到达原长，以后继续下落时，弹力先小于重力，游客继续加速下落，此过程中，游客能体验失重感，以后弹力大于重力，游客加速度向上，开始减速，A、B错误；由重力势能的定义可知，当游客下落到最低点时，游客所处高度最小，重力势能最小，C正确；因不确定零势能面，故无法知道第一次到达最低点的重力势能，D错误。故选C。] 9．D　[当弹簧下压的程度比较小时，弹簧具有的弹性势能较小，弹簧不能将跳杆带离地面，故A错误；从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长的过程中，弹簧的弹性势能转化为人和“跳跳鼠”的动能和重力势能，故B错误；从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长的过程中，开始弹力大于重力，人向上加速，弹簧逐渐恢复原长，弹力逐渐减小，人的加速度逐渐减小；后来弹力小于重力，人的加速度反向增大，所以人的加速度先减小后增大，故C错误，D正确。] 10．BC　[选斜面顶端为参考平面，软绳重力势能共减少mg－＝mgl，A错误，B正确；根据重力做功与重力势能变化的关系知道，软绳重力势能的减少等于软绳的重力所做的功，C正确，D错误。] 11．解析：如图所示，开始时链条重心在A处，离开滑轮时重心位置在B处，即重心下降了h′＝0.5 m 所以重力做功WG＝mgh′＝10×10×0.5 J＝50 J。 重力势能减少了50 J。 答案：50 J　减少了50 J 12．解析：(1)因为重力做功与路径无关，只与过程初、末状态的高度有关，所以全过程尽管木球在水下做了往复运动，但所做的功由h的大小决定，即WG＝mgh。 (2)木球的重力势能减少了mgh。 答案：(1)mgh　(2)减少了mgh 13．解析：从A点运动到C点，小球下落h＝l 故重力做功WG＝mgh＝mgl 重力势能的变化量ΔEp＝－WG＝－mgl 负号表示小球的重力势能减少了。 答案：mgl　mgl 学科网（北京）股份有限公司 $