[配套K12]2018高中物理 第四章 机械能和能源 重力势能和弹性势能

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教育配套资料K12 重力势能和弹性势能(提高篇)

一、选择题：

1、把一个物体从地面竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h ，若物体的质量为m ，所受的空气阻力恒为f ，则在从物体被抛出到落回地面的全过程中（ ）

A ．重力所做的功为零

B ．重力所做的功为2mgh

C ．空气阻力做的功为零

D ．空气阻力做的功为2fh -

2、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

3、江苏省沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来，在缓解电力紧张方面取得了良好的社会效益和经济效益．抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电．如图所示蓄水池(上游水库)可视为长方体，有效总库容量(可用于发电)为V ，蓄水后水位高出下游水面H ，发电过程中上游水库水位最大落差为d ．统计资料表明，

该电站年抽水用电为2.4×108 kW·h，年发电量为1.8×108 kW·h．

则下列计算结果正确的是(水的密度为ρ，重力加速度为g ，涉及重力势能的计算均以下游水面为零势

能面)（ ）

A ．能用于发电的水的最大重力势能P E VgH ρ=

B ．能用于发电的水的最大重力势能2P d E Vg H ρ?

?=- ???

C ．电站的总效率达75%

D ．该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105 kW 计)10 h

4、质量为m 的物体，沿倾角为α的光滑斜面静止下滑，当下滑t （s ）时重力势能减少量为（ ）

A ．221sin 2mg t α

B ．2212mg t

C ．22mg t

D ．2221sin 2

mg t α 5、关于弹性势能，下列说法中正确的是（ ）

A ．只有弹簧发生弹性形变时才具有弹性势能，其它物体发生弹性形变时是不会有弹性势能的

B ．弹簧伸长时有弹性势能，压缩时没有弹性势能

C ．弹性限度范围内，同一个弹簧形变量越大，弹簧势能就越大

D ．火车车厢底下的弹簧比自行车底座下的弹簧硬，则将它们压缩相同的长度时，火车车厢底下的弹

簧具有的弹性势能小

6、“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是（ ）

A ．绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小

B ．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小

C ．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大

D ．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力

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教育配套资料K12 7、一根弹簧的弹力一位移图线如图所示，那么弹簧由伸长量8 cm 到伸长量4 cm 的过程中，弹力做的功和弹性势能的变化量为（ ）

A ．3.6 J ，-3.6 J

B ．-3.6 J ，3.6 J

C ．1.8 J ，-1.8 J

D ．-1.8 J ，1.8 J

8、在一次演示实验中，一压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一小球，测得弹簧压缩的距离d 和小球在粗糙水平面滚动的距离s 如下表所示．由此表可以归纳出小球滚动的距离s 跟弹簧压缩的距离d 之间的关系，

p (选项中k 1，k 2是常量)（ ）

A ．s ＝k 1d ，E p ＝k 2d

B ．s ＝k 1d ，

E p ＝k 2d

C ．s ＝k 1d 2，E p ＝k 2d

D ．s ＝k 1d 2，

E p ＝k 2d 2

二、解答题：

1、如图所示，劲度系数为k 1的轻质弹簧两端分别与质量为m 1、m 2的物块1、2连接，劲度系数为k 2的轻质弹簧上端与物块2连接，下端压在桌面上（不连接），整个系统处于平衡状态．现施力将物块1缓慢地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面．在此过程中，物块2的重力势能增加了________，物块1的重力势能增加了________．

2、如图所示，直杆长为2L ，中点有一转轴O ，两端分别固定质量为2m 、m 的小球a 和b ，当杆从水平位置转到竖直位置时，小球a 和b 构成的系统重力势能如何变化? 变化了多少?

3、如图所示长为L 的细线拴一个质量为m 的小球悬挂于O 点正下方，现将小球拉至与O 点等高的位置且线恰被拉直．求放手后小球摆到O 点正下方，现将小球拉至与O 点等高的位置且线恰被拉直．求放手后小球摆到O 点正下方的过程中：

(1)球的重力做的功；

(2)线的拉力做的功；

(3)外力对小球做的总功．

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4、某海湾共占面积1.0×107 m 2，涨潮时水深20 m ，此时关上水坝闸门，可使水位保持20 m 不变；退潮

时，坝外水位降至18m 也保持不变，假如利用此水坝建水电站，且重力势能变为电能的效率是10％，每天

有两次涨潮，问该电站一天最多能发出多少电能?(取g ＝10 m/s 2

)

5、如图所示，质量为m 的物体从光滑的斜面上的A 点静止滑下，与固定在地面上并且沿斜面的轻质弹簧接触并将弹簧压缩至最低点B ，试求当物体处在最低点时弹簧的弹性势能．(已知AB ＝x ，斜面倾角为θ，物体在A 点时弹簧处于原长状态

)

【答案与解析】

一、选择题：

1．A 、D

解析：上升过程中重力做功为-mgh ，下降过程中重力做功为mgh ，所以整个过程中重力做功为零．上升过程中阻力向下，故阻力做功为f W fh =-，下降过程中，阻力向上，故阻力做功为f W fh =-，所以整个过程中阻力做功为2fh -，故选A 、D ．

2．A

解析：要分析重力势能的变化，需分析重力做功．物体随升降机上升了h ，物体克服重力做功W ＝mgh ，故物体的重力势能增加了mgh ．

3．B 、C 解析：不考虑下游水位变化，下游水面为零势能面，最大蓄水时重心高度为2d H -

，所以能用于发电的水的最大重力势能2P d E Vg H ρ?

?=- ???

，故A 错误，B 正确；电站的总效率100%=?年发电量年抽水用电总量，

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教育配套资料K12 即8

81.810100%100%75%2.410

W W η?=?=?=?有总，故C 项正确；该电站平均每天的发电量可供大城市居民用电的时间为851.810kW h 5h 36510kW

t ?==?，故D 错误． 4、D

解析：物体下滑的加速度sin a g α=，t 时刻物体下滑的距离2211sin 22

s at g t α==，下滑高度sin h s α=，则物体重力势能的减少2221sin 2

p E mgh mg t α?== ，故选D 。 5、C

解析：弹簧发生弹性形变时具有弹性势能，其它物体发生弹性形变时也有弹性势能，故A 错误；弹簧伸长和压缩时都有弹性势能，故B 错误；同一个弹簧形变量越大，对外做功的本领越大，具有的弹性势能就越大，故C 正确；火车车厢底下的弹簧比自行车底座下的弹簧硬，劲度系数大，将它们压缩相同的长度时，火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能大，故D 错误。

6、A 解析：从绳恰好伸直开始，到人第一次下降至最低点的过程中：由于长弹性绳的作用，刚开始弹力（越来越大）小于重力，人先做加速度减小的加速运动，直到弹力等于人的重力时；之后弹力（继续越来越大）大于重力，人开始做反向加速度增大的减速运动，直到最低点时速度为零（此时弹力等于二倍的重 …… 此处隐藏：3023字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……