魯科版高一上學期物理（必修二）《1?4勢能及其改變》同步練習題及答案

一、選擇題

1.李剛同學將質量為m的實心球斜向上拋出（忽略空氣阻力），出手后實心球在空中的運動軌跡

如圖所示，下列說法正確的是（）

A.上升時重力對球做正功，球的重力勢能增大

B.落地前球具有的機械能始終不變h

C.上升過程和下落到與手等高處的過程中，重力的平均功率不相等幺m”

D.球在最高點處的機械能為mgh（以地面為零勢能面）

2.把一桶20L的純凈水從一樓搬到四樓，水的重力勢能約增加了（）

A.20JB.200JC.2x103JD.2x106J

3.高空拋物現(xiàn)象被稱為“懸在城市上空的痛''.如圖所示，是某小區(qū)宣傳窗中的一則漫畫.不計空氣

阻力，若畫中被拋下的物體在下落過程中重力做功30J,下列說法正確的是（）

A.物體重力勢能保持不變

B.物體重力勢能增加了30J

5.如圖所示，物塊第一次沿軌道1從A點由靜止下滑至底端B點，第二次沿軌道2從A點由靜止

下滑經C點至底端B點，AC=CB,.物塊與兩軌道的動摩擦因數(shù)相同，不考慮物塊在C點處撞擊

的因素，則在物塊兩次整個下滑過程中（）

A.物塊沿1軌道滑至B點時的速率大

B.物塊沿2軌道滑至B點時的速率大

C.物塊兩次滑至B點時速度大小相同

D.物塊沿2軌道滑至B點產生的熱量多

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6.關于重力勢能，下列說法中正確的是（）

A.重力勢能的大小只由物體本身決定

B.重力勢能恒大于零

C.在地面上的物體，它具有的重力勢能一定等于零

D.重力勢能是物體和地球所共有的

7.下列各物體在所經歷的過程中，有關內能的說法正確的是（）.

A.在光滑斜面上由靜止釋放而下滑的物體的內能增加

B.水平飛行并射穿木塊的子彈的內能不變

C.迅速、反復彎曲鐵絲的彎曲處會變熱是由于做功而使物體內能增加

D.用酒精燈將燒杯中的水加熱的過程是通過做功改變水的內能

8.如圖所示，物體A的質量為m,A的上端連接一個輕彈簧，彈簧原長為Lo,勁度系數(shù)為4,整個

系統(tǒng)置于水平地面上，現(xiàn)將彈簧上端B緩慢地豎直向上提起，8點上移距離為3此時物體A也己經

離開地面，則下列說法中正確的是（）

A.提彈簧的力對系統(tǒng)做功為mgL

B.物體A的重力勢能增加mgL

C.物體4的重力勢能增加mg（L—L（））

D.物體4的重力勢能增加〃吆Q一啕

9.（多選）如圖所示，質量為0.2kg的物體，以2m/s的初速度從離地面高1m處豎直向上拋出最后物

體落至水平地面上。以拋出點所在平面為零勢能面，g=IOm/s2,不計空氣阻力，則（）

A.整個過程中重力對物體做的功為2J

B.物體落至地面時的重力勢能為0

C.物體落至地面時的動能為2.4J

D.物體落至地面時的機械能為2.4J

10.（多選）如圖所示，物塊甲和乙的質量分別為“、2〃z,用一個勁度系數(shù)為2的豎直輕質彈簧連接,

最初系統(tǒng)靜止?，F(xiàn)在用方向豎直向上的力緩慢拉動甲直到乙剛好離開地面,

重力加速度為g，忽略空氣阻力，則（）

A.物塊乙剛好離開地面時，彈簧彈力大小為2〃吆

B.物塊乙剛好離開地面時，物塊甲上升的高度為萼f

C.物塊乙剛好離開地面時突然撤去拉力，物塊甲的瞬時加速度大小為3g

D.在此過程中，拉力做的功大于甲的重力勢能的增加量

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二、計算與填空題(要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標明單位)

11.如圖1所示，一根輕質彈簧上端固定在天花板上，下端掛一小球(可視為質點)，彈簧處于原長

時小球位于0點.將小球從0點由靜止釋放，小球沿豎直方向在0P之間做往復運動，如圖2所

示.小球運動過程中彈簧始終處于彈性限度內,不計空氣阻力，重力加速度為g.

(1)在小球運動的過程中，經過某一位置A時動能為Eki,重力勢能為EPI,彈簧彈性勢能為E井”

經過另一位置B時動能為&2,重力勢能為EP2,彈簧彈性勢能為E彈2.請根據(jù)功是能量轉化的量度，

證明：小球由A運動到B的過程中，小球，彈簧和地球組成的物體系統(tǒng)機械能守恒；

(2)已知彈簧勁度系數(shù)為k.以。點為坐標原點，豎直向下為x軸正方向，建立一維坐標系0?x,

如圖2所示.

a.請在圖3中畫出小球從0運動到P的過程中，彈簧彈力的大小F隨相對于0點的位移x變化的圖

象.根據(jù)F-x圖象求：小球從。運動到任意位置x的過程中彈力所做的功W,以及小球在此位置時

彈簧的彈性勢能Ea

b.已如小球質量為m.求小球經過OP中點時瞬時速度的大小v.

12.357名特技跳傘運動員在某地上方3048m的空中彼此手拉手組成美麗圖案.特技跳傘運動員在

以180km/h的速度下降的同時將這一圖案保持了6s.假設每個跳傘運動員的質量為50kg,則每個運

動員的動能為多少？在這6s內每個運動員的重力勢能減少了多少？

13.爸爸帶小明蕩秋千，可以簡化成如圖所示的單擺模型。將

小球拉到A點由靜止釋放，讓小球自由搜動，第一次恰能回到B點，A、B兩點間的高度差為要

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使小球每次都恰能回到A點，需在A點推一下小球。若小球質量為〃7,繩子質量不計，阻力大小恒

定，則推力每次對小球做的功〃吆”，小球在另一側能到達的最大高度_______A點的高度。

（選填“大于”、“等于”或“小于”）

參考答橐

1.B【解析】A.上升時重力對球做負功，球的重力勢能增大，選項A錯誤；

B.因為運動中只有重力對球做功，則球的機械能守恒，即落地前球具有的機械能始終不變，選項B正確；

-W

c.上升過程和下落到與手等高處的過程中，所用時間相等，重力做功大小相等，根據(jù)P=7

可知，重力的平均功率相等，選項c錯誤；

D.球在最高點處還有動能，則在最高點的機械能大于〃，區(qū)（以地面為零勢能面），選項D錯誤；故選B.

2.C【解析】

四樓高度約為A=10m,則水的重力勢能約增加W=〃陪/z=20xl0x10J=2xlgJ.

A.20J,與結論不相符，選項A錯誤；B.200J,與結論不相符，選項B錯誤；

C.2x]03J,與結論相符，選項C正確；D.2xlO6J,與結論不相符，選項D錯誤；故選C.

3.D【解析】AB.重力做正功，重力勢能減小。重力做功30J,物體重力勢能減小30J。故AB錯誤；C.只有重

力做功，物體的機械能不變，故C錯誤；

D.重力為物體所受的合外力，根據(jù)動能定理，重力做功30J,物體動能增加了30J,故D正確。故選D.

4.C【解析】由E=Fx,結合E?x圖線可知，。?xi過程中，拉力F不變，Xi?X2過程中，拉力F逐漸減小到零，

X2?X3過程中，物體只受重力作用，故0?XI過程中拉力最大，XI?X2過程中物體的加速度先減小后反向增大，0?

X3過程中，物體的動能先增大后減小，C正確，A、B錯誤；由p=mg?y可知，物體克服重力做功的功率先增大后

減小，D錯誤；故選C.

5.C【解析】由于物體從斜面上滑下時，受到重力與摩擦力的作用，從不同軌道滑下時，重力做的功是相等的，

摩擦力做的功又只與重力、摩擦系數(shù)、斜面的底邊長有關，因為Wf=mgcos9xpx斜邊=mgpx底邊，和斜面與底邊

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的夾角無關，故摩擦力做的功也是相等的，也就是說，合外力做的功相等，則兩次滑至B點時的動能的增量相等,

故兩次滑至B點時速度大小相同，C正確，A、B錯誤；物體克服摩擦做的功用來產生熱量，故二者產生的熱量也

是相等的，D錯誤.

6.D【解析】重力勢能取決于物體的重力和高度；故A錯誤；重力勢能的大小與零勢能面的選取有關，若物體在

零勢能面下方，則重力勢能為負值；故B錯誤；重力勢能的大小與零勢能面的選F取有關；

若選取地面以上為零勢能面，則地面上的物體重力勢能為負；若選地面以下，則E???/為正；故

C錯誤；重力勢能是由物體和地球共有的；故D正確；故選D.

7.C【解析】A.在光滑斜面上由靜止釋放而下滑的物體，機械能守恒，內能不會1”增加，故

A錯誤；

B.子彈穿過木塊的過程中克服摩擦力做功，機械能轉化為內能，內能增加，故B錯誤；

C.迅速、反復彎曲鐵絲的彎曲處會變熱是由于做功而使物體內能增加，故C正確。

D.用酒精燈將燒杯中的水加熱的過程是通過熱傳遞改變水的內能，故D錯誤。

8.D

9.AC【解析】A.重力做功為〃吆〃=0.2x10x1=2J故A正確；

B.拋出點所在平面為零勢能面，物體落至地面時的重力勢能為?2J,故B錯誤；

C.物體落至地面時的動能Ek=+欣=2.4J故C正確。

D.拋出點所在平面為零勢能面，物體機械能守恒，落至地面時的機械能為拋出點的動能七=3切片=0.4J故D

錯誤；故選AC。

10.ACD【解析】A.物塊乙剛好離開地面時，對乙受力分析可知，彈簧彈力大小為選項A錯誤；

B.開始時彈簧的壓縮量為竿，當物塊乙剛好離開地面時，彈簧伸長量孚，則此時物塊甲上升的高度為

kk

羋，選項B錯誤；

k

C,物塊乙剛好寓開地面時甲受到的拉力為3,則突然撤去拉力,物塊甲受到的合力為3,根據(jù)牛頓第一定律

可知，甲的瞬時加速度大小為3g,選項C正確；

D.在此過程中，彈簧的形變量增加，彈性勢能變大，拉力做的功等于甲的重力勢能與彈簧的彈性勢能的增加量

之和，則拉力做的功大于甲的重力勢能的增加量，選項D正確；故選ACD.

11.(1)見解析；⑵a.如圖所示；丁-一!人b.v=g「.

【解析】(1)設重力做的功為WG,彈力做的功為W.

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根據(jù)動能定理WG+W產Ek2-Eki

由重力做功與重力勢能的關系WG=EPI-EP2

由彈力做功與彈性勢能的關系

聯(lián)立以上三式可得Eki+Epi+E彈i=Ej；2+Ep2+E彈2

(2)