第二节重力势能
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1.关于重力势能的说法,正确的是( ) A.重力势能只由地球上的物体决定 B.重力势能不能有负值 C.在某高度质量一定的物体,重力势能是一定的 D.重力势能是相对的,只有参考平面选定后,重力势能才确定 2.如图所示,桌面高为,质量为的小球从离桌面高处自由落下,不计空气阻力,假设桌面处的重力能为零,则小球落地前瞬间的重力势能为( ) A. B. C. D. 3.升降机中有一质量为m的物体,当升降机以加速度a匀加速上升h高度时,物体增加的重力势能为( ) A.mgh B.mgh+mah C.mah D.mgh-mah 4.如图,静止的物体沿不同的光滑轨道由同一位置滑到水平桌面上,轨道高度为H,桌面距地面高为h,物体质量为m,重力加速度为g,则以下说法正确的是( ) A.物体沿竖直轨道下滑到桌面上,重力势能减少最少 B.物体沿曲线轨道下滑到桌面上,重力势能减少最多 C.以桌面为参考平面,物体重力势能减少mgH D.以地面为参考平面,物体重力势能减少mg(H+h) 5.如图所小,在“探究拉力做功与弹簧弹性势能增量的关系”实验中,轻弹簧左端固定,右端在水平拉力F作用下从A位置(弹簧原长位置)拉仲x到B位置,仵出的F-x图像为过坐标原点O的直线,如图所示,实验过程中,弹簧始终处于弹性限度内。 (1)F-x图像中,图线OP的斜率的物理意义是:___________。 (2)根据所学知识,可以判断直角三角形PQO的面积的物理意义是:___________。 (3)由此可推断,如果一劲度系数为k的轻弹簧,在弹性限度内,当其形变大小为x时,弹簧的弹性势能的表达式为Ep=_______________。 6.如图所示,桌面距地面的高度为0.8 m,一物体质量为2 kg,放在桌面上方0.4 m的支架上,g取10 m/s2。求: (1)以桌面为零势能参考平面,计算物体具有的重力势能,并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少? (2)以地面为零势能参考平面,计算物体具有的重力势能,并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少? (3)以上计算结果说明什么? 7.如图所示,倾角θ=37°斜面固定在水平面上,一质量m=2kg的物块在大小为20N、方向沿斜面向上的拉力F作用下,由静止沿斜面向上运动.运动x=10m时,速度达到v=6m/s.已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求此过程中: (1)F对物块做的功W; (2)物块重力势能的增量ΔEp; (3)物块克服重力做功的最大瞬时功率P. 第二节重力势能 1.【答案】D A.重力势能是物体和地球共同具有的,故A错误; BCD.重力势能的大小是相对的,可以有负值,参考平面选定后,重力势能才能确定,BC错误D正确。2.【答案】D由题可知,以桌面为参考平面,小球在落地前的重力势能为:,故选项D正确, 3.【答案】A重力势能的增加量等于物体克服重力做的功,A对,B、C、D错. 4.【答案】C 静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上,由于高度差相同,所以重力做功相同.故A、B错误.重力势能的变化量与零势能平面的选取无关,重力做的正功等于重力势能的减小量,重力做功为mgh,则重力势能的减小量为mgh.故C正确,D错误.故选C. 5.【答 案】弹簧的劲度系数k 拉力F做的功 (1)根据胡克定律可知:F=kx,则F-x图像中,图线OP的斜率的物理意义是:弹簧的劲度系数k ; (2)根据W=Fx可知,直角三角形PQO的面积的物理意义是:拉力F做的功. (3)由图像可知拉力做功为W=,则根据能量守恒关系可知,在弹性限度内,当其形变大小为x时,弹簧的弹性势能的表达式为Ep= 6.设桌面距支架高度为,,设地面距桌面高度为,。 (1)以桌面为零势能参考平面,物体在支架上具有的重力势能为: 以桌面为零势能参考平面,物体在地面的重力势能为: 物体由支架下落到地面过程中重力势能减少量为: (2)以地面为零势能面,重力势能为: 以地面为零势能参考平面,物体在地面的重力势能为零。 物体由支架下落到地面过程中重力势能减少量为: (3)。重力势能是相对的,它的大小与零势能参考平面的选取有关,而物体的重力势能的变化是绝对的,它与零势能参考平面的选取无关,其变化值与重力对物体做功的多少相等。 7.【答案】(1)力F所做的功: (2)物块重力势能增量: (3)物块克服重力做功的最大瞬时功率: