第6章 第3节 重力势能，弹性势能-【高考零起点】2026年新高考物理总复习（艺考）

2.C【解析】以加速度a吊起静止在地面上质量为 m的重物，由牛顿第二定律F-mg=ma,解得F=m(g+ a),t时刻重物向上的速度v=al,大吊车拉力对重物做功 的瞬时功率P=Fu=m(g+a)at,故选C。 3.CD【解析】设小球经过时间t落在斜面上，斜面 1 倾角为0，由平抛运动规律可得y=28,x=o,由于小 球落在斜面上，则有am0=y=,解得&= 2votan 6 3,小 球落在斜面上时，竖直分速度巴，=，落在斜面上时重力 微功的功率P=mg型，联立解得P=mg,=mgt=mg、/ =2 ngvotan0,所以落在斜面上时重力做功的功率与时间 t、初速度vo成正比。故选C、D。 4.A【解析】斜面倾角正弦sin0= 10,摩擦阻力f mg,车匀速上坡速率为，有F=f+mgsin日= 1 0mg,匀 速下被时有F"+mgin9=,解得F"=0mg,功率P=F 恒定，即Fv=Fv',得v'=3w,选A。 5.AC【解析】重力做功Wc=mgh,m、h相同，重力 做功相问，A正确；B自由落体，A=22,4沿光滑斜面 句加建，斜面颅角为0，x=2a5,h,ga=gnB,所4< ,P=,P>P,B错；2-2gh,2=2x=2gin00 sin 2gh,所以vg=vA,由P=Fc0s0,知Pg=mgg,PA=mgvasin 日，P>P4,C正确；动能E:三2m相同，但速度方向不 同，速度不同，D错误。选A、C。 6.A【解析】根据图像可知物块运动到x=3m处， F做的总功W。=3×2J+2×1J=8J。该过程根据动能定 理得W,=2m2,解得物块运动到x=3m处时的速度u =4m/s,故此时F做功的瞬时功率P=Fv=8W。 7B【解析】汽车受到地面的阻力为车重的倍， 10 则阻力f=0.1×2×104N=2000N,故A错误。 △v 由题图可知，汽车匀加速直线运动的加速度a= △t s10 =5m/=2m/2。根据牛顿第二定律得F-f=ma,解 得牵引力F=f+ma=(2000+2000×2)N=6000N,故B 正确。 发动机额定功率P=Fv,=6000×10W=60000W= 60kW,故C错误。 当牵引力等于阻力时，速度最大，则最大速度Vm= P60000 f=20O0m/s=30m,故D错误。故选B。 ·2 8.C【解析】A、B两小球从同一高度抛出，落地时 重力做功W=mgh相同，C正确；落地时B小球速度竖直 向下，A小球速度斜向左下，方向不同，所以两小球落地 时速度不同，A错；落地瞬间小球竖直方向上的速度V,重 力的瞬时功率P=mg,A小球竖直方向自由落体，B小球 落回抛出，点继续下落时以V。向下做匀加速运动，B落地 时竖直速度大于A,重力的瞬时功率PA<PB,B错；A竖直 方向h=2,B竖直方向h=-5+2,5>1,P=W, t P2<P1,重力对B做功的平均功率小于A,D错，选C。 9.B【解析】在b段，根据平衡条件可知，牵引力 F1=mgsin0+f,所以在ab段汽车的输出功率P1=F1v不 变，在bc段牵引力F2=f,bc段的输出功率P2=F2v<P1, 故A错误，B正确；在cd段牵引力F3=f-mgsin0,汽车的 输出P3=F3v<P2,在cd段汽车的输出功率不变，且小于 bc段，故C、D错误。故选B。 10.D【解析】由题意可知两节动车分别有P,= v1,P2=f2v2,当将它们编组后有P1+P2=(f,+f2)v。联 (P1P)2,故选D。 立可得v=P,2P2Y1 11.CD【解析】在0~2s内，物体速度先增大后减 小，动能先增大后减小，则由动能定理可知合外力先做 正功后做负功，故A错误；在1~2s内，物体的速度减 小，故动能减小，由动能定理可知合外力做负功，故B错 误；在0~3、内，物体的初、末速度均为零，初、末动能均 为零，由动能定理知合外力做功为零，故C正确；功率表 示做功的快慢，0~1s内，合外力F1=ma1=2m,平均功率 P=E,之，13s内，合外力，=m,平均功率P, V F,2=m,所以01s内比13s内合外力做功快，故D 正确。选C、D。 12.2.04×104W【解析】(1)设起重机允许输出的 最大功率为P。,重物达到最大速度时，此时物体做匀速 直线运动，拉力F。等于重力。 Po=Fovm,①F=mg,② 代入数据，有P。=5.1×104W,③ (2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最 大功率，设此时重物受到的拉力为F,速度为V1,匀加速 运动经历时间为t1,有 Po=Fy,④，F-mg=ma⑤，y1=at,⑥ 由③④⑤⑥，代入数据，得t1=5s⑦ t=2s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为 V2,输出功率为P,则： v2=at⑧，P=Fv2⑨ 由⑤⑧⑨，代入数据，得P=2.04×104W。 第三节重力势能、弹性势能 典例精析 例(1)mgL（2)mg(L-H) 3 【解析】(1)若选地面为零势能点，小物体的重力 势能 E,=mgL (2)若选桌面为零势能点，小物体重力势能E,=0- mg(H-L)=mg(L-H) 巩固练习 1.C【解析】小球在A点时的重力势能EpA=mghA =0.5×10×0.4J=2J,小球在B点时的重力势能EB= mghg=0.5×10x(-0.8)J=-4J,选项A、B错误；小球从A 点下落到B,点的过程中减少的重力势能等于这一过程 重力做的功，即△E。=-Wc=-mghAB=-0.5×10×1.2J= -6J,选项C正确，D错误。故选C。 2.D【解析】物体沿光滑斜面下滑时，加速度a= gsin,下滑时间t,沿斜面位移为x=2t=28默sna, 1 1 下降高度h=xsin,重力做功W=mgh=2 mgt'sin2, 选D。 3.C【解析】弹簧恢复原长过程中，小孩被向上弹 起，重心上升，重力势能增加，弹簧形变量减小，弹性势 能减小，选C。 4.AC【解析】质量为20g小孩沿高5m滑梯由 静止滑下，重力做功W。=mgh=20×10×5J=1000J,D 错误，C正确；根据功能关系，重力做正功，重力势能减 小，重力做了1000J的正功，则重力势能减小了1000 J,B错误，A正确。故选A、C。 5.B【解析】以桌面为参考平面，小球离桌面高为 H,所以小球的重力势能E。=mgH,选B。 6.A【解析】物体竖直方向做自由落体，3s落地， 下落高度h=82=45m,落地时的速度y,==30m, 所以落地时重力的瞬时功率P=mg,=300W,重力做功 W=mgh=450J,选A。 7.C【解析】撤去手掌的瞬间弹簧处于原长，弹力 为0，A错；弹簧开始向下运动时，弹力F<mg,合力向下， 小球向下加速，mg-F=ma,F增大，a减小，小球做加速度 减小的加速运动，当F=mg时，小球速度最大，弹性势能 不为0，B错；继续向下运动，F>mg,合力向上，小球开始 减速，F-mg=ma,F增大，a增大，小球做加速度增大的减 速运动，当速度减为0时，弹簧伸长量最大，弹性势能最 大，C正确：之后小球向上运动，忽略空气阻力，小球恰 能回到释放时的高度，即弹簧处于原长，弹性势能为0， D错，选C。 8.BC【解析】由平抛运动规律可知，做平抛运动 的时间入√g /2h ，因为两手榴弹运动的高度差相同，所以 在空中运动时间相等，故A错误；做平抛运动的物体落 地前瞬间重力的功率P=mgvcos0=mg,=mg√2g,因 为两手榴弹运动的高度差相同，质量相同，所以落地前 瞬间，两手榴弹重力功率相同，故B正确；从投出到落 ·2 地，手榴弹下降的高度为h,所以手榴弹重力势能减小量 △E。=mgh,故C正确；从投出到落地，手榴弹做平抛运 动，只有重力做功，机械能守恒，故D错误。故选B、C。 第四节动能和动能定理 典例精析 例1-8J【解析】(1)从A点到B点，物体只受 重力和支持力的作用，但支持力的方向始终垂直于速度 方向，所以支持力不做功，这个过程只有重力做功。由 动能定理： eR=,解得vg=V2g=4 (2)由B到C,只有摩擦力给物体做功，所以由动能 1 定理可得：2mv哈=umg,解得x=4m (3)从A到C的过程中摩擦力对物体做的功 W:=-umgx=-8 J :总5h 【解析】设弹簧最大压缩量为x,在滑块向左运动 的过程中，由动能定理可得：-umg(x+L,)-W弹=0- 1 在滑块返回的过程中，由动能定理得 W弹-umg(x+Lo+L1)=0 w 解得x=4g2 巩固练习 1.BC【解析】将物体向上吊起h=2m过程中，应 用动能定理可知合外力对物体微功W=2m2=250J,C 正确，D错误；又起重机对物体做功W。=mgh+W,可得 Wp=1.025×10J,A错误，B正确。 2.B【解析】在运动过程中，只有摩擦力做功，而摩 擦力做功与路径有关，根据动能定理有-f·2mL=0-2 1 品，可得摩擦力的大小「故选日 3.A【解析】由A到C的过程运用动能定理可得- eh+W=02,所以W=nth2,故A正猜， 4.C【解析】设小球恰好能通过最高点C时的速 mv" 度为，则有mg=R,此时水平力对小球所做的功记为 1 W,W-2mgR=2mv,联立两式可得W=2.5mgR,选项C 正确。 5.B【解析】向上运动过程由动能定理得FL-FL- mgh=0;向下运动过程由动能定理得FL-FL+mgh=Ek 0,解得Ek=2mgh,B正确。 4零起点·物理 12.如图所示，为修建高 (1)起重机允许的最大输出功率； 层建筑常用的塔式起 (2)重物做匀加速运动所经历的时间 重机。在起重机将质 和起重机在第2s末的输出功率。 量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程 中，重物由静止开始向上做匀加速直线 运动，加速度a=0.2m/s2,当起重机输 出功率达到其允许的最大值时，保持该 功率直到重物做vn=1.02m/s的匀速运 动，取g=10m/s2,不计额外功.求： 第三节 重力势能、弹性势能 知识梳理 典例精析 1.物体由于被举高而具有的能叫做重 例质量为m的小物体（可看作质点） 力势能，单位是焦耳(J)。 静止放在高为L的木箱上，在其旁边有一 2.要确定重力势能的大小，首先必须 高为H(>L)的水平桌面，如图所示。 确定一个参考平面（高度为零，重力势能为 零的一个水平面，通常选地面)。参考平面 77777777777777 777777777 不同，重力势能的值不同。 (1)若选地面为零势能点，小物体的重 3.如果物体的质量为m,重力加速度 力势能为多少？ 为g,物体离参考平面的高度为h,则物体的 (2)若选桌面为零势能点，小物体的重 重力势能E,=mgh,重力势能是标量，为正， 力势能为多少？ 表示物体在参考面的上方；为负，表示物体 在参考面的下方。 4.重力做正功时，物体重力势能减少： 重力做负功时，物体重力势能增加。 5.由于弹力的相互作用而具有的势能， 叫做弹性势能。 6.弹力做正功时，物体弹性势能减少； 弹力做负功时，物体弹性势能增加。 58 第六章机械能守恒 巩固练习 过程中 A.重力势能减小了1000J 1.质量为0.5kg的小球，从桌面以上h1= B.重力势能增加了1000J 0.4m的A点落到地面的B点，桌面高 C.重力做功为1000J h2=0.8m。以桌面为参考平面，g取 D.重力做功为-1000J 10m/s2,下列说法正确的是 ( 5.如图所示，桌面离地高为h,质量为m的 A.小球在A点的重力势能为6J 小球从离桌面高为H处自由下落，不计 B.小球在B点的重力势能为4J 空气阻力，假设桌面为零势能的参考平 C.小球从A点下落到B点的过程中重 面，则小球在图示位置处的重力势能为 力势能减少了6J D.小球从A点下落到B点的过程中重 力做的功为-6J 2.质量为m的物体，沿倾角为α的光滑斜 面由静止下滑，当下滑时间t时重力势 A.mgh B.mgH 能减少量为 ( C.mg(H+h) D.mg(H-h) 2mg't'sin a 1 A. B. 2mg 6.从空中以40m/s的初速度平抛一重为 10N的物体，物体在空中运动3s落地， 1 C.mg D.7mgsin'a 不计空气阻力，取g=10/s2,则物体落 3.如图所示，“蹦蹦跳”杆中的弹簧向上弹 地前瞬间，重力的瞬时功率及重力势能 起，从图中1到2弹簧恢复原长的过程 的变化量分别为 中，关于小孩的重力势能和弹簧的弹性 A.300W450J B.400W150J 势能的变化，下列说法正确的是( C.500W300J D.700W0 A.重力势能减小，弹性势能增加 7.如图所示，轻质弹簧下悬挂一个 B.重力势能减小，弹性势能减小 小球，手掌托小球使之缓慢上 C.重力势能增加，弹性势能减小 移，弹簧恢复原长时迅速撤去手 D.重力势能增加，弹性势能增加 掌使小球开始下落。不计空气 阻力，取弹簧处于原长时的弹性势能为 零。撤去手掌后，下列说法正确的是 A.刚撤去手掌瞬间，弹簧弹力等于小球 重力 第3题图 第4题图 B.小球速度最大时，弹簧的弹性势能 4.(多选)如图，质量为20kg的小孩沿高 为零 5m滑梯由静止滑下，g取10m/s2,在此 C.弹簧的弹性势能最大时，小球速度 零起点·物理 为零 D.小球运动到最高点时，弹簧的弹性势 能最大 8.(2021广东卷)（多选）长征途中，为了突 破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高 工事 临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在 同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m A.甲在空中的运动时间比乙的长 的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地 B.两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率 点的高度差为h,在空中的运动可视为平 相等 抛运动，轨迹如图所示，重力加速度为g, C.从投出到落地，每颗手榴弹的重力势 下列说法正确的有 能减少mgh D.从投出到落地，每颗手榴弹的机械能 变化量为mgh 第四节 动能和动能定理 R=0.8m,有一个可视为质点的质量m= 知识梳理 1kg的物体，从A点从静止开始下滑到B 1.物体由于运动而具有的能量，称为 点，然后沿水平面运动到C点静止，物体与 动能。动能的单位是焦耳(J),常用E 水平面间的动摩擦因数u=0.2,g取 表示。 10m/s2,求： 2.如果一个物体质量为m,速度为v, 则这个物体的动能表达式为公，=m。 B 3.动能定理：合外力对物体所做的总 (1)物体到达B点时的速度大小： 功等于物体动能的增量。当做正功时物体 (2)BC间的距离x; 动能增加，做负功时物体动能减少，做功为 (3)物体从A到C的过程中摩擦力对 零时动能不变。 物体做的功。 4.合外力对物体所做的功等于物体所 受各分力对物体做功的代数和。 典例精析 例1 如图所示，光滑的圆弧的半径 60