知识点二重力势能.doc

知识点二重力势能.doc

《知识点二重力势能.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《知识点二重力势能.doc（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

知识点二　重力势能

3．关于重力势能，下列说法正确的是（　　）

A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定

B．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大

C．一个物体的重力势能从－5J变到－3J，重力势能变小了

D．重力势能的减少量等于重力对物体做的功

4．楼上某房间地板高出楼外地面4m，窗台比地板高1m．一个质量为10kg的重物分

别放在窗台上A处、地板上B处和楼外地面上C处．（g取9.8m/s2）

（1）以楼外地面为参考平面（零势能面），重物在A、B、C三处的重力势能分别为EpA＝

________，EpB＝________.EpC＝________.

（2）以该房间地板为参考平面，重物在A、B、C三处的重力势能分别为EpA＝________，

EpB＝________，EpC＝________.

（3）重物在A、B两处的重力势能之差EpA－EpB＝______，A、C两处的重力势能之差EpA

－EpC＝________.

（4）物体在某处的重力势能的量值，跟参考平面的选取____关．

【方法技巧练】

一、重力做功与重力势能的关系

5．关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是（　　）

A．物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量

B．在同一高度，将物体以初速度v0向不同方向抛出，从抛出到落地的过程中，重力所

做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等

C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功

D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力所做的功等于物体克服重力所做的功与

物体所增加的重力势能之和

图3

6．质量为m的小球从离桌面高度为H处由静止下落，桌面离地高度为h，如图3所示．若

以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力势能的变化分别

为（　　）

A．mgh，减少mg（H－h）

B．mgh，增加mg（H＋h）

C．－mgh，增加mg（H－h）

D．－mgh，减少mg（H＋h）

7.

图4

如图4所示，在水平地面上平铺着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（　　）

A．n（n－1）mgh

B.n（n－1）mgh

C．n（n＋1）mgh

D.n（n＋1）mgh

二、重力势能变化量的求解方法

8．如图5所示，

图5

两个底面积都是S的圆筒，用一根带有阀门的细管相连通，放在水平地面上．两桶内盛

有密度为ρ的水，阀门关闭时两桶液面的高度分别为h1和h2，现将连接两桶的管道阀门

打开，让左侧桶中的水缓慢流入右侧桶内，最后两桶液面的高度相同，求在此过程中水

的重力势能的变化量？

4．物体在运动过程中克服重力做功50J，则（　　）

A．重力做功50J

B．物体的重力势能一定增加50J

C．物体的动能一定减少了50J

D．重力对物体做功－50J

5．一实心铁球和一实心木球质量相等，将它们放在同一水平面上，下列结论正确的是

（　　）

A．铁球的重力势能大于木球的重力势能

B．铁球的重力势能等于木球的重力势能

C．铁球的重力势能小于木球的重力势能

D．上述三种情况都有可能

8．在高处的某一点将两个质量相同的小球以相同速率v0分别竖直上抛和竖直下抛，下

列结论正确的是（不计空气阻力）（　　）

A．从抛出到刚着地，重力对两球所做的功相等

B．从抛出到刚着地，重力对两球做的功都是正功

C．从抛出到刚着地，重力对两球所做功的平均功率相等

D．两球刚着地时，重力的瞬时功率相等

11．质量是100g的球从1.8m的高处落到水平板上，弹回到1.25m的高度，在整个过

程中重力对球所做的功为多少？

球的重力势能变化了多少？

知识点一　弹性势能

1．关于弹性势能，下列说法中正确的是（　　）

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

2．关于弹性势能和重力势能下列说法正确的是（　　）

A．重力势能属于物体和地球这个系统，弹性势能属于发生弹性形变的物体

B．重力势能是相对的，弹性势能是绝对的

C．重力势能和弹性势能都是相对的

D．重力势能和弹性势能都是状态量

3．关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是（　　）

A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大

B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小

C．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大

D．弹簧在被拉伸时的弹性势能一定大于被压缩时的弹性势能

知识点二　弹力做功与弹性势能的关系

4．关于弹力做功与弹性势能的关系，我们在进行猜想时，可以参考对重力做功与重力势

能的关系的讨论，则下面的猜想有道理的是（　　）

A．弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将增加

B．弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将减少

C．弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹性势能将增加

D．弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹性势能将减少

5.

图1

如图1所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧

被物体压缩，在此过程中以下说法正确的是（　　）

A．物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比

B．压缩弹簧的过程中，物体向墙壁移动相同的距离，弹力做的功不相等

C．弹簧的弹力做正功，弹性势能减少

D．弹簧的弹力做负功，弹性势能增加

【方法技巧练】

一、探究弹性势能表达式的方法

6．在猜想弹性势能可能与哪几个物理量有关的时候，有人猜想弹性势能与弹簧的劲度系

数k及弹簧的伸长量l有关，但究竟是与l的一次方，还是l的二次方，还是l的三次方

有关呢？

请完成下面练习以帮助思考．

（1）若弹性势能Ep∝kl，由于劲度系数k的单位是N/m，弹簧伸长量l的单位是m，则kl

的单位是________．

（2）若弹性势能Ep∝kl2，由于劲度系数k的单位是N/m，弹簧伸长量l的单位是m，则kl2

的单位是________．

（3）若弹性势能Ep∝kl3，由于劲度系数k的单位是N/m，弹簧伸长量l的单位是m，则kl3

的单位是________．

从

（1）、

（2）、（3）对单位的计算，你可以得到的启示是____________________

________________________________________________________．

二、弹性势能的求解方法

图2

7．一根弹簧的弹力—位移图线如图2所示，那么弹簧由伸长量8cm到伸长量4cm的过

程中，弹力做功和弹性势能的变化量为（　　）

A．3.6J，－3.6J

B．－3.6J,3.6J

C．1.8J，－1.8J

D．－1.8J,1.8J

图3

8．在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0kg的木块相连，系统处

于平衡状态．若在木块上再加一个竖直向下的力F，使木块缓慢向下移动0.10m，力F

做功2.5J，此时木块再次处于平衡状态，力F的大小为50N，如图3所示．求：

在木块

下移0.10m的过程中弹性势能的增加量．

5．如图4所示，

图4

在光滑的水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作

用下物体处于静止状态，当撤去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

6．某缓冲装置可抽象成

图5

如图5所示的简单模型．图中k1、k2为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧．下列表述

正确的是（　　）

A．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关

B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等

C．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等

D．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变

7．如图6所示，质量相等的

图6

两木块中间连有一弹簧，今用力F缓慢向上提A，直到B恰好离开地面．开始时物体A

静止在弹簧上面．设开始时弹簧的弹性势能为Ep1，B刚要离开地面时，弹簧的弹性势能

为Ep2，则关于Ep1、Ep2大小关系及弹性势能变化ΔEp说法中正确的是（　　）

A．Ep1＝Ep2 B．Ep1>Ep2

C．ΔEp>0 D．ΔEp<0

8．在一次演示实验中，一个被压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小物体，测得弹簧被

压缩的长度l和小物体在粗糙水平面上滑动的距离x如下表所示．由此表可以归纳出小

物体滑动的距离x跟弹簧被压缩的距离l之间的关系，并猜测弹簧的弹性势能Ep跟弹簧

被压缩的距离l之间的关系分别是（选项中k1、k2是常量）（　　）

实验次数

1

2

3

4

l/cm

0.50

1.00

2.00

4.00

x/cm

4.98

20.02

80.10

319.5

A.x＝k1l，Ep＝k2l B．x＝k1l，Ep＝k2l2

C．x＝k1l2，Ep＝k2l D．x＝k1l2，Ep＝k2l2

9.通过理论分析可得出弹簧的弹性势能公式Ep＝kl2（式中k为弹簧的劲度系数，l为弹簧

长度的变化量）．为验证这一结论，A、B两位同学设计了以下的实验：

①两位同学首先都进行了如图7甲所示的实验：

将一根轻质弹簧竖直挂起，在弹簧的另

一端挂上一个已知质量为m的小铁球，稳定后测得弹簧伸长d.②A同学完成步骤①后，

接着进行了如图乙所示的实验：

将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上，并把小铁球放在

弹簧上，然后竖直地套上一根带有插销孔的长透明塑料管，利用插销压缩弹簧．拔掉插

销时，弹簧对小球做功，使小球弹起，测得弹簧的压缩量l和小铁球上升的最大高度H.③B

同学完成步骤①后，接着进行了如图丙所示的实验：

将这根弹簧放在水平桌面上，一端

固定在竖直墙上，另一端被小铁球压缩，测得压缩量为l，释放弹簧后，小铁球从高为h

的桌面上水平抛出，抛出的水平距离为L.

图7

（1）A、B两位同学进行图甲所示的实验目的是为了确定什么物理量？

请用m、d、g表示

所求的物理量____________________．

（2）如果Ep＝kl2成立，

A同学测出的物理量l与d、H的关系式是：

l＝____________.

B同学测出的物理量l与d、h、L的关系式是：

l＝__________.

（3）试分别分析两位同学实验误差的主要来源

____________________________________________________________________________

知识点一　实验原理

1．在本实验中，我们并不需要测出橡皮筋做的功到底是多少，只需测出以后各次实验时

橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍，使用的方法是（　　）

A．用同样的力对小车作用，让小车通过的距离为s、2s、3s…进行第1次，第2次，第

3次…实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W…

B．让小车通过相同的距离，第1次力为F、第2次力为2F，第3次力为3F…实验时，

力对小车做的功就是W、2W、3W…

C．选用同样的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3

条…同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次…实验时，橡皮筋对小车做的功就是W、

2W、3W…

D．利用弹簧测力计测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力的作用下移动的距离s，

便可求出每次实验中力