高中物理 第4章 机械能和能源 第2节 动能 势能学业分层测评 粤教版

动能 势能

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．(多选)质量一定的物体( )

A ．速度发生变化时其动能一定变化

B ．速度发生变化时其动能不一定变化

C ．速度不变时其动能一定不变

D ．动能不变时其速度一定不变

【解析】 速度是矢量，速度变化时可能只有方向变化，而大小不变，动能是标量，所以速度只有方向变化时，动能可以不变；动能不变时，只能说明速度大小不变，但速度方向不一定不变，故只有B 、C 正确．

【答案】 BC

2．改变物体的质量和速度都可改变物体的动能，在下列情况下，物体的动能变化最大的是( )

A ．物体的质量不变，运动速度增大到原来的2倍

B ．物体的速度不变，质量增大到原来的2倍

C ．物体的质量变为原来的3倍，运动速度减为原来的一半

D ．物体的质量变为原来的一半，速度增加为原来的4倍

【解析】 由动能的计算式E k ＝12

mv 2可知，D 正确． 【答案】 D

3．(2016·佛山高一期末)关于物体的动能，下列说法中正确的是( )

A ．一个物体的动能可能小于零

B ．一个物体的动能与参考系的选取无关

C ．动能相同的物体速度一定相同

D ．两质量相同的物体，若动能相同，其速度不一定相同

【解析】 由公式E k ＝12

mv 2知动能不会小于零，故A 错．因v 的大小与参考系的选取有关，故动能的大小也应与参考系的选取有关，故B 错．动能是标量，速度是矢量，故D 正确，C 错．

【答案】 D

4．下列关于重力势能的说法正确的是( )

A ．重力势能的大小只由重物本身决定

B ．所处位置高的物体，则重力势能就大

C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零

D．重力势能实际上是物体和地球所共有的

【解析】重力势能等于物体的重力与物体重心高度的乘积，故选项A、B都不对；重力势能具有相对性，零势能位置的选取是任意的，地面不一定是零势能位置，选项C错误；重力是物体与地球间的作用力，重力势能实际上也是地球与物体共有的，重力势能具有系统性，选项D正确．

【答案】 D

5．(2016·攀枝花高一检测)如图4­2­13所示，一物体从A点出发，分别沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上抛出，运动后到达同一水平面上的B、C、D三点．关于重力的做功情况，下列说法正确的是( )

【导学号：35390064】

图4­2­13

A．沿AB面滑下时，重力做功最多

B．沿AC面滑下时，重力做功最多

C．沿AD抛物线运动时，重力做功最多

D．三种情况下运动时，重力做的功相等

【解析】由于重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关．故D正确．

【答案】 D

6．(多选)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

【解析】重力势能具有系统性，弹性势能只属于发生弹性形变的物体，故A对；重力势能和弹性势能都是相对的，且都是状态量，故B错，C、D对．

【答案】ACD

7．(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 J

C．物体重力势能的改变量不一定等于40 J

D ．物体克服重力做了40 J 的功

【解析】 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W G ＝－ΔE p ，故ΔE p ＝－W G ＝40 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．

【答案】 AD

8．在离地80 m 处无初速释放一小球，小球质量为m ＝200 g ，不计空气阻力，g 取10 m/s 2

，取最高点所在水平面为零势能参考平面．求：

(1)在第2 s 末小球的重力势能；

(2)在第3 s 内重力所做的功及重力势能的变化．

【解析】 (1)在第2 s 末小球所处的高度为： h ＝－12gt 2＝－12

×10×22 m ＝－20 m

重力势能为： E p ＝mgh ＝0.2×10×(－20)J ＝－40 J.

(2)在第3 s 末小球所处的高度为

h ′＝－12gt ′2＝－12

×10×32 m ＝－45 m.

第3 s 内重力做功为： W G ＝mg (h －h ′)＝0.2×10×(－20＋45)J ＝50 J

W G >0，所以小球的重力势能减少，且减少了50 J.

【答案】 (1)－40 J (2)50 J 减少了50 J

[能力提升]

9．物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是( )

【解析】 设物体开始下落时的重力势能为E p0，物体下落高度h 过程中，重力势能减少量ΔE p ＝mgh ，故物体下落高度h 时的重力势能E p ＝E p0－ΔE p ＝E p0－mgh ，即E p ­h 图象为倾斜直线，B 正确．

【答案】 B

10．如图4­2­14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 ，将物体缓缓提高h ，拉力F 做功W F ，不计弹簧的质量，则下列说法正确的是( )