1、势能(建议用时:25分钟)考点一重力的功和重力势能1关于重力势能,下列说法正确的是()A重力势能是地球和物体共同具有的,而不是物体单独具有的B处在同一高度的物体,具有的重力势能相同C重力势能是标量,不可能有正、负值D浮在海面上的小船的重力势能一定为零A重力势能具有系统性,重力势能是物体与地球共有的,故A正确;重力势能等于mgh,其中h是相对于参考平面的高度,参考平面不同,h不同,另外质量也不一定相同,故处在同一高度的物体,其重力势能不一定相同,选项B错误;重力势能是标量,但有正负,负号表示物体在零势能参考平面的下方,故C错误;零势能面的选取是任意的,并不一定选择海平面为零势能面,故浮在海面上的
2、小船的重力势能不一定为零,选项D错误。2一根粗细均匀的长直铁棒重600 N,平放在水平地面上。现将一端从地面抬高0.50 m,而另一端仍在地面上,则()A铁棒的重力势能增加了300 JB铁棒的重力势能增加了150 JC铁棒的重力势能增加量为0D铁棒重力势能增加多少与参考平面选取有关,所以无法确定B铁棒的重心升高的高度h0.25 m,铁棒增加的重力势能等于克服重力做的功,与参考平面选取无关,即Epmgh6000.25 J150 J,故B正确。3(多选)物体在某一运动过程中,重力对它做了40 J的负功,下列说法中正确的是()A物体的高度一定升高了B物体的重力势能一定减少了40 JC物体重力势能的改
3、变量不一定等于40 JD物体克服重力做了40 J的功AD重力做负功,物体位移的方向与重力方向之间的夹角一定大于90,所以物体的高度一定升高了,A正确;由于WGEp,故EpWG40 J,所以物体的重力势能增加了40 J,B、C错误;重力做负功又可以说成是物体克服重力做功,D正确。4如图所示,甲、乙是两个质量不同的物体m甲m乙,若取桌面为参考平面,甲在桌面上,乙在地面上。甲、乙的重力势能分别为Ep1、Ep2,则有()AEp1Ep2BEp1Ep2CEp1Ep2D无法判断A以桌面为零势能面,物体甲相对于零势能面的高度为0,则甲的重力势能为Ep10;物体乙在零势能面的下方,重力势能比零小,为负值,即Ep
4、20,所以有:Ep1Ep2。故A正确,B、C、D错误。5.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两处无初速度释放时,重力势能相等D不管选哪一点所在平面为参考平面,A点和B点相对参考平面的竖直高度均相等,所以两小球重力势能相等。两小球到C点和D点时,重力势能不相等。重力势能Epmgh,具有相对性,如果选A、
5、P、B三点所在平面为参考平面,则两球在运动过程中的重力势能恒为负值;如果选C点所在平面为参考平面,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,只取决于物体始、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。故选项D正确。考点二弹力的功和弹性势能6(多选)关于弹性势能,下列说法正确的是()A任何发生弹性形变的物体,都具有弹性势能B任何具有弹性势能的物体,一定发生了弹性形变C物体只要发生形变,就一定具有弹性势能D弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关AB任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能,任何具有弹性势能的物体一定发生了弹
6、性形变,选项AB正确。物体发生了形变,若是非弹性形变,无弹力作用,物体就不具有弹性势能,选项C错误。弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关外,还跟弹簧劲度系数的大小有关,选项D错误。7如图所示为弹弓的图片,将弹丸放在图中的皮兜中,一手握住把手,另一只手握紧皮兜,用力将橡皮筋拉长,放手后弹丸将被射出。用力将橡皮筋拉伸的过程中,下列说法正确的是()A弹性势能主要储存在把手上B弹性势能主要储存在皮兜上C弹性势能主要储存在橡皮筋上D弹性势能主要储存在手上C用力拉橡皮筋时,橡皮筋发生了明显的弹性形变,弹性势能主要储存在橡皮筋上,C正确。8.如图所示,轻弹簧下端系一重物,O点为其平衡位置(即重力和
7、弹簧弹力大小相等的位置),今用手向下拉重物,第一次把它直接拉到A点,弹力做功为W1,第二次把它拉到B点后再让其回到A点,弹力做功为W2,则这两次弹力做功的关系为()AW1W2BW12W2CW22W1DW1W2D弹力做功与路径无关,只与初、末位置有关,两次初、末位置相同,故W1W2,D正确。9.如图所示,在光滑水平面上有一物体,它的左端连一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F的作用下物体处于静止状态,当撤去力F后,物体将向右运动。在物体向右运动的过程中,下列说法正确的是()A弹簧的弹性势能逐渐减小B弹簧的弹性势能逐渐增大C弹簧的弹性势能先增大后减小D弹簧的弹性势能先减小后增大D由于在力F的作用下
8、物体处于静止状态,此时弹簧处于压缩状态,撤去F后,物体在向右运动的过程中,弹簧的弹力对物体先做正功后做负功,所以弹簧的弹性势能先减小后增大。(建议用时:15分钟)10如图所示,质量为m的物体静止在地面上,物体上面连着一个轻弹簧,用手拉住弹簧上端上移H,物体将缓缓提高h,拉力F做功WF,不计弹簧的质量,则下列说法正确的是()A重力做功mgh,重力势能减少mghB弹力做功WF,弹性势能增加WFC重力势能增加mgh,弹性势能增加FHD重力势能增加mgh,弹性势能增加WFmghD可将整个过程分为两个阶段,一是弹簧伸长到物体刚要离开地面阶段,拉力克服弹力做功WF1W弹,等于弹性势能的增加;二是弹簧长度不
9、变,物体上升h阶段,拉力克服重力做功WF2WGmgh,等于重力势能的增加。又WF1WF2WF,故弹性势能增加WFmgh。11.如图所示,在水平面上平铺着n块砖,每块砖的质量为m,厚度为h,如果人工将砖一块一块地叠放起来,那么人至少做功()An(n1)mghBn(n1)mghCn(n1)mghDn(n1)mghB取n块砖的整体为研究对象,叠放起来后整体的重心距地面nh,原来的重心距地面h,故有WEpnmgnhnmghn(n1)mgh,B项正确。12物体从某高度处做自由落体运动,以地面为重力势能零点,下列所示图像中,能正确描述物体的重力势能与下落高度关系的是()B设物体开始下落时的重力势能为Ep0
10、,物体下落高度h过程中,重力势能减少量Epmgh,故物体下落高度h时的重力势能EpEp0EpEp0mgh,即Eph图像为倾斜直线,B正确。13吊车以的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h,(不计空气阻力)求:(1)吊车钢索的拉力对物体做的功为多少?(2)重力做的功为多少?(3)物体的重力势能变化了多少?解析(1)设吊车钢索的拉力为F,对物体由牛顿第二定律可得mgFmg化简可得拉力Fmg所以吊车钢索的拉力对物体做的功WFhmgh。(2)由于物体向上运动,所以重力做负功:Wmgh。(3)由功能关系可知,重力做了多少负功,重力势能就增加多少,所以物体的重力势能增加了mgh。答案(1)mgh(2)mgh(3)增加了mgh