2.3机械能守恒定律及其应用（1）（练习）-高教版第三版《物理（通用类）》【上好课】（原卷版+解析版）

高教版第三版《物理（通用类）》 主题二 功和能 2.3机械能守恒定律及其应用（1） 一、选择题 1. 关于重力势能和零势能面，下列说法正确的是（　　） 重力势能是有方向的矢量 零势能面必须选在地面 物体位于零势能面时，重力势能为零 零势能面下方的物体不具有重力势能 2. 取同一零势能面，甲物体质量为、相对高度为，乙物体质量为、相对高度为。两物体的重力势能关系是（　　） 甲较大 乙较大 两者相等 无法比较 3. 选定零势能面后，物体从该平面上方移动到该平面下方。关于物体重力势能的说法正确的是（　　） 始终为正值 先为正值，经过零后变为负值 始终为负值 正负只由物体质量决定 4. 下列物体中，具有弹性势能的是（　　） 匀速运动的钢球 被压缩的弹簧 未形变的橡皮筋 发生塑性形变的黏土 二、填空题 5. 质量为的检测仪位于所选零势能面上方处，取，其重力势能为____。 6. 质量为的物体相对某零势能面的重力势能为 ，取，则物体的相对高度为____。 7. 质量为的零件位于离地的工作台上。若选离地的平台为零势能面，取，则零件的相对高度为____，重力势能为____。 8. 某物体只计动能和重力势能，机械能为 ，重力势能为 ，则物体的动能为____。 一、选择题 9. 同一物体停在同一位置，先选地面为零势能面，再选高于地面的平台为零势能面。下列判断正确的是（　　） 两次重力势能一定相同 改变零势能面会改变物体质量 两次重力势能可能不同，但物体的实际状态未改变 第二次计算的重力势能一定为正 10. 取同一零势能面，甲、乙、丙三个物体的质量和相对高度分别为、，、，、。其重力势能大小关系是（　　） 甲＞乙＞丙 丙＞乙＞甲 乙＞甲＞丙 甲＝乙＝丙 11. 一小球正在空中运动，与小球相连的橡皮绳同时发生弹性形变。以小球、橡皮绳和地球组成的系统为研究对象，该系统具有（　　） 只有动能 只有重力势能 动能和重力势能 动能、重力势能和弹性势能 二、填空题 12. 质量为的设备位于离地处，取。以地面为零势能面时，其重力势能为____；以离地的横梁为零势能面时，其重力势能为____。 13. 以同一平面为零势能面，质量为的甲物体位于其上方，质量为的乙物体位于其下方。取，两物体重力势能的代数和为____。 14. 由滑块、弹簧和地球组成的系统中，滑块的动能为 、重力势能为 ，弹簧的弹性势能为 ，则系统的机械能为____。 三、解答题 15. 质量为的仓储升降小车经过两个位置。取中间检测线为零势能面，取。状态：小车位于检测线下方，速度为；状态：小车位于检测线上方，速度为。分别求小车在状态、的动能、重力势能和机械能。 　 　 　 学科网（北京）股份有限公司 $ 高教版第三版《物理（通用类）》 主题二 功和能 2.3机械能守恒定律及其应用（1） 一、选择题 1. 关于重力势能和零势能面，下列说法正确的是（　　） 重力势能是有方向的矢量 零势能面必须选在地面 物体位于零势能面时，重力势能为零 零势能面下方的物体不具有重力势能 【答案】 【解析】重力势能是标量。零势能面可根据研究方便选择；物体位于零势能面时重力势能为零，位于其下方时重力势能可以为负值。 2. 取同一零势能面，甲物体质量为、相对高度为，乙物体质量为、相对高度为。两物体的重力势能关系是（　　） 甲较大 乙较大 两者相等 无法比较 【答案】 【解析】由，在相同时只需比较。甲的为·，乙的也为·，因此两者重力势能相等。 3. 选定零势能面后，物体从该平面上方移动到该平面下方。关于物体重力势能的说法正确的是（　　） 始终为正值 先为正值，经过零后变为负值 始终为负值 正负只由物体质量决定 【答案】 【解析】相对高度在零势能面上方为正、平面处为零、下方为负。由可知，重力势能相应地由正值经过零变为负值。 4. 下列物体中，具有弹性势能的是（　　） 匀速运动的钢球 被压缩的弹簧 未形变的橡皮筋 发生塑性形变的黏土 【答案】 【解析】弹性势能是物体因发生弹性形变而具有的能量。被压缩的弹簧发生弹性形变，因此具有弹性势能。 二、填空题 5. 质量为的检测仪位于所选零势能面上方处，取，其重力势能为____。 【答案】 【解析】相对高度，由，得 。 6. 质量为的物体相对某零势能面的重力势能为 ，取，则物体的相对高度为____。 【答案】 【解析】由，得。负号说明物体位于所选零势能面下方。 7. 质量为的零件位于离地的工作台上。若选离地的平台为零势能面，取，则零件的相对高度为____，重力势能为____。 【答案】； 【解析】， 。 8. 某物体只计动能和重力势能，机械能为 ，重力势能为 ，则物体的动能为____。 【答案】 【解析】由机械能，得 。重力势能为负时，动能可以大于机械能的数值。 一、选择题 9. 同一物体停在同一位置，先选地面为零势能面，再选高于地面的平台为零势能面。下列判断正确的是（　　） 两次重力势能一定相同 改变零势能面会改变物体质量 两次重力势能可能不同，但物体的实际状态未改变 第二次计算的重力势能一定为正 【答案】 【解析】重力势能的数值与零势能面的选择有关，因此两次计算结果可能不同；零势能面只是计算参考，不会改变物体的质量、位置或实际状态。 10. 取同一零势能面，甲、乙、丙三个物体的质量和相对高度分别为、，、，、。其重力势能大小关系是（　　） 甲＞乙＞丙 丙＞乙＞甲 乙＞甲＞丙 甲＝乙＝丙 【答案】 【解析】相同时比较即可。甲、乙、丙的依次为·、·、·，所以重力势能关系为甲＞乙＞丙。 11. 一小球正在空中运动，与小球相连的橡皮绳同时发生弹性形变。以小球、橡皮绳和地球组成的系统为研究对象，该系统具有（　　） 只有动能 只有重力势能 动能和重力势能 动能、重力势能和弹性势能 【答案】 【解析】小球因运动具有动能，因处于一定高度具有重力势能；橡皮绳因发生弹性形变具有弹性势能。因此系统同时具有三种能量。 二、填空题 12. 质量为的设备位于离地处，取。以地面为零势能面时，其重力势能为____；以离地的横梁为零势能面时，其重力势能为____。 【答案】； 【解析】以地面为零势能面时， ；以横梁为零势能面时， 。 13. 以同一平面为零势能面，质量为的甲物体位于其上方，质量为的乙物体位于其下方。取，两物体重力势能的代数和为____。 【答案】 【解析】甲的重力势能为 ，乙的重力势能为 ，代数和为 。 14. 由滑块、弹簧和地球组成的系统中，滑块的动能为 、重力势能为 ，弹簧的弹性势能为 ，则系统的机械能为____。 【答案】 【解析】系统的机械能等于动能与各类势能之和，即 。计算时应保留重力势能的正负号。 三、解答题 15. 质量为的仓储升降小车经过两个位置。取中间检测线为零势能面，取。状态：小车位于检测线下方，速度为；状态：小车位于检测线上方，速度为。分别求小车在状态、的动能、重力势能和机械能。 【答案】状态：动能 ，重力势能 ，机械能 ；状态：动能 ，重力势能 ，机械能 。 【解析】状态的动能 ，重力势能 ，机械能 。状态的动能 ，重力势能 ，机械能 。机械能的数值可以因所选零势能面而出现负值。 学科网（北京）股份有限公司 $