高考模拟理综物理选编重力势能和弹力势能解析版文档格式.docx

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B、足球上升过程重力做功WG=-mgh，足球上升过程中克服重力做功：

W克=mgh，故BD错误；

故选：

C．

根据动能定理，足球动能的初始量等于小明做的功；

小球在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，运用机械能守恒求解足球在最高点B位置处的动能．

本题可以对踢球的过程运用动能定理，小球动能的增加量等于小明做的功；

同时小球离开脚后，由于惯性继续飞行，只有重力做功，机械能守恒．

2.滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离，重力对他做功为2000J，物体克服阻力做功100J．则物体的（　　）

A.机械能减小了100JB.动能增加了2100J

C.重力势能减小了1900JD.重力势能增加了2000J

【答案】A

A、除重力外，物体克服阻力做功100J，故机械能减小100J，故A正确；

B、外力对物体所做的总功为2000J-100J=1900J，是正功，则根据动能定理得：

动能增加1900J．故B错误；

C、D、重力对物体做功为2000J，是正功，则物体重力势能减小2000J．故C错误，D错误；

A．

物体重力做功多少，物体的重力势能就减小多少．根据动能定理确定动能的变化．机械能减小量等于克服阻力做的功．

本题关键要掌握常见的三对功能关系：

总功与动能变化有关，重力做功与重力势能变化有关，除重力外的力的功与机械能变化有关．

3.静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．若不计空气阻力，则在整个上升过程中，下列关于物体机械能E、速度大小v、重力势能Ep、动能Ek随时间变化的关系中，正确的是（　　）

A.B.

C.D.

【答案】D

A、设物体在恒力作用下的加速度为a，由功能原理可知，机械能增量为：

△E=F△h=F•at2，知E-t图象是开口向上的抛物线．撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变．故A错误．

B、撤去F前，v=at，v-t图象是过原点的直线．撤去F后，v=v0-gt，v-t图象是向下倾斜的直线．故B错误．

C、以地面为参考平面，撤去恒力前，重力势能为Ep=mg•at2，Ep-t图象是开口向上的抛物线．撤去拉力后Ep=mg（v0t-at2），Ep应先增大后减小．故C错误．

D、撤去恒力前，动能为Ek=，Ek-t图象是开口向上的抛物线（右支）．撤去拉力后Ek=，Ek-t图象是开口向上的抛物线（左支），故D正确．

D

恒力做功的大小等于机械能的增量，撤去恒力后，物体仅受重力，只有重力做功，机械能守恒．物体先做匀加速直线运动，后做竖直上抛运动，由速度公式分析v-t图象的形状．由重力势能表达式和动能表达式分析CD两项．

解决本题的关键是要明确物体的运动情况，掌握功能关系以及动能、重力势能的决定因素，根据表达式来分析图象的形状．

4.弹簧发生形变时，其弹性势能的表达式为Ep=kx2，其中k是弹簧的劲度系数，x是形变量．如图，一质量为m物体位于一直立的轻弹簧上方h高度处，该物体从静止开始落向弹簧．设弹簧的劲度系数为k，则物块的最大动能为（弹簧发生的形变在弹性限度内）（　　）

A.mghB.mgh+C.mgh+D.mgh-

【答案】B

当重力等于弹力时物体动能最大，此时：

kx=mg，

由能量转化和守恒可得：

EK+EP=mg（h+x），

其中：

，

解得：

Ek=mgh，

故B正确，ACD错误．

B．

当重力等于弹力时物体动能最大，由此可判定弹簧形变量，进而确定弹性势能，解决能量转化和守恒可得最大动能．

该题的关键是掌握好能量的转化和守恒，其次要会判定动能的最大位置．

5.如图所示，一端固定在地面上的竖直轻质弹簧，在它的正上方有一小球自由落下，落在轻质弹簧上将弹簧压缩，如果分别从H1和H2高处（H1＞H2）释放小球，小球落到弹簧且压缩弹簧的过程中获得的最大动能分别为EK1和EK2，对应的重力势能大小为EP1和EP2，则下述正确的是（　　）

A.EK1＜EK2，EP1＞EP2B.EK1＞EK2，EP1=EP2

C.EK1＜EK2，EP1=EP2D.EK1＞EK2，EP1＜EP2

小球压缩弹簧的过程中，受重力和支持力，在平衡位置，速度最大，动能最大，根据平衡条件，有：

kx=mg

x=

即压缩量恒定，故EP1=EP2；

从越高的地方释放，减小的重力势能越大，故在平衡位置的动能越大，故EK1＞EK2；

小球压缩弹簧的过程中，受重力和支持力，在平衡位置，动能最大；

结合动能定理和能量守恒定律分析即可．

本题关键明确小球压缩弹簧的过程中，弹簧和小球系统机械能守恒，在平衡位置速度最大，基础问题．

二、多选题（本大题共4小题，共24分）

6.如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙．用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E．这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（　　）

A.撤去F后，系统动量守恒，机械能守恒

B.撤去F后，A离开竖直墙前，系统动量不守恒，机械能守恒

C.撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E

D.撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为

【答案】BD

A、B撤去F后，A离开竖直墙前，竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡，合力为零，而墙对A有向右的弹力，使系统的动量不守恒．这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒．A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，则系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，机械能也守恒．故A错误，B正确．

C、D撤去F后，A离开竖直墙后，当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大．设两物体相同速度为v，A离开墙时，B的速度为v0．根据动量守恒和机械能守恒得

2mv0=3mv，E=

又E=

联立得到，弹簧的弹性势能最大值为EP=．故C错误，D正确．

故选BD

根据系统动量守恒的条件：

系统不受外力或所受合外力为零判断动量是否守恒．根据是否是只有弹簧的弹力做功判断机械能是否守恒．撤去F后，A离开竖直墙后，当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大．

本题考查动量守恒和机械能守恒的判断和应用能力．动量是否守恒要看研究的过程，要细化过程分析，不能笼统．

7.对重力做功、重力势能的理解，下列正确的是（　　）

A.物体受拉力作用竖直向上运动，若拉力做功是1J，则物体的重力势能一定增加1J

B.物体受拉力作用竖直向上匀速运动，不计空气阻力，若拉力做功是1J，则物体的重力势能一定增加1J

C.物体运动，重力做功-1J．则物体的重力势能增加lJ

D.若没有摩擦时，物体由A沿直线运动到B，克服重力做功1J．则有摩擦时，物体由A沿曲线运动到B，克服重力做的功大于1J

【答案】BC

A、除重力重力外，其它力做功对应物体机械能的变化，拉力做功是1J，则物体的机械能一定增加1J，但重力势能不一定增加1J，故A错误

B、除重力重力外，其它力做功对应物体机械能的变化，拉力做功是1J，则物体的机械能一定增加1J，由于匀速运动，动能不变，故物体的重力势能一定增加1J，故B正确

C、重力做功与重力势能的变化关系是：

重力做正功重力势能减小，重力做负功重力势能增加，且重力做功的数值等于重力势能的变化数值．

重力做功-1J，则重力势能增加1J．故C正确．

D、重力做功与路径无关，与首末位置的高度差有关，故两次克服重力做功1J，故D错误．

BC．

重力做功与重力势能的变化关系是：

重力做正功重力势能减小，重力做负功重力势能增加，且重力做功的数值等于重力势能的变化数值．动能变化与合外力做功有关，除重力之外，可能还有其他力做功．

本题重点是掌握重力做功与重力势能的变化关系是：

重力做正功重力势能减小，重力做负功重力势能增加，且重力做功的数值等于重力势能的变化数值，是基础题目．

8.一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中．若把在空中下落的过程称为过程I，进入泥潭直到停住的过程称为过程II，空气阻力忽略不计．则（　　）

A.过程I中钢珠动量的改变量等于重力的冲量

B.过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程I中重力冲量的大小

C.过程II中钢珠克服阻力所做的功等于过程I与过程II中钢珠所减少的总重力势能

D.过程II中损失的机械能等于过程I中钢珠所增加的动能

【答案】AC

A、过程Ⅰ中钢珠只受到重力，根据动量定理分析得知，钢珠动量的改变量等于重力的冲量．故A正确．

B、过程Ⅱ中钢珠受到重力和阻力，动量的改变量不等于零，根据动量定理可知，重力和阻力的总冲量不等于零，则阻力的冲量的大小不等于过程Ⅰ中重力冲量的大小．由于动量改变量为负值，则阻力的冲量的大小大于过程Ⅰ中重力冲量的大小．故B错误．

C、对于整个过程：

钢珠动能的变化量，根据动能定理得知，整个过程重力做功等于钢珠克服阻力做功，而整个重力做功等于整个过程中钢珠所减少的重力势能，所以过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功等于过程Ⅰ与过程Ⅱ中钢珠所减少的重力势能之和．故C正确．

D、根据功能关系分析得知，过程Ⅱ中损失的机械能等于过程Ⅱ中钢珠克服阻力做功，不等于过程Ⅰ中钢珠所增加的动能．故D错误．

AC

根据动量定理分析动量的改变量与冲量的关系．过程Ⅰ中钢珠只受到重力，钢珠动量的改变量等于重力的冲量．过程Ⅱ中，钢珠受到重力和阻力，动量的改变量不等于零，合力的冲量不等于零．对于整个过程研究，根据动能定理分析克服阻力所做的功与重力做功的关系．重力做功多少，钢珠的重力势能就减小多少．根据能量守恒定律判断过程Ⅱ中损失的机械能与过程Ⅰ中钢珠所增加的动能的关系．

本题一要灵活选择研究的过程；

二是运用动量定理研究冲量，运用动能定理研究动能的改变量是常用的思路．

9.一质量为0.6kg的物体以20m/s的初速度竖直上抛，当物体上升到某一位置时，其动能减少了18J，机械能减少了3J．整个运动过程中物体所受阻力大小不变，以抛出点为重力势能零点，重力加速度取g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　）

A.物体在最高点的重力势能为100JB.物体在最高点的重力势能为20J

C.物体返回抛出点时的动能为40 

JD.物体返回抛出点时的动能为80 

J

【答案】AD

AB、物体的初速度为v0=20m/s，初动能为Ek0=mv02=×

0.6×

202=120J

当物体经过某一点时，动能减少了18J，机械能减少了3J，所以当物体到达最高点时动能减少了120J，机械能减少了20J，根据机械能等于动能与势能之和，可知，物体在最高点时重力势能增加了100