重力做功和重力势能答案

使用时间：2014-05-13
重力做功和重力势能答案
一、选择题（本大题共14道小题，每小题5分，在每道小题中有一个或多个选项正确，全部选对得5分，有选对但不全得3分，选错得0分） 1．D 【解析】重力势能的表达式为E p =mgh ，与高度也有关，故A 错误；高度具有相对性，当物体位于参考平面下方时，重力势能为负值，故B 错误；不一定以地面为参考平面，故地面上的物体重力势能不一定为零，故C 错误；重力势能离不开重力，重力离不开地球，故重力势能是物体与地球系统所共有的，故D 正确；故选D ．
考点：重力势能．
点评：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能；对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定．物体质量越大、位置越高、做功本领越大，物体具有的重力势能就越多．
2．D 【解析】重力势能的大小与参考平面的选取有关，在参考平面处，任何物体的重力势能均为零.
3．D 【解析】重力做多少负功，重力势能就增加多少，D 对。

4．ACD 【解析】重力做功只与初末位值有关，与路径无关，A 对；重力做正功，重力势能减小，B 错；重力势能大小与零势能面的选取有关，CD 对；
5．BCD 【解析】本题的四个选项中，点明了弹性势能的特点.物体的形变有两种:一种是弹性形变，另一种是非弹性形变（也称范性形变）.只有发生弹性形变的物体才具有弹性势能，A 错.弹性势能只有大小、没有方向，是一个标量，B 正确.弹性势能的单位与功的单位是相同的，都是焦耳，C 正确.弹性势能对应着发生弹性形变的物体的某一状态，是一个状态量，D 正确.
6．C 【解析】弹簧弹性势能的大小，除了跟劲度系数k 有关外，跟它的形变量(拉伸或压缩的长度)有关.如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长时，它的弹性势能应该先减小，在原长处它的弹性势能最小. 7．C
8．D 【解析】由重力做功与重力势能的关系P E mgh ∆=-可得，()12P E mg h h ∆=-+，可知此过程中小球的重力势能减少()12mg h h +。

故选D
考点：重力势能的变化与重力做功的关系
点评：重力做功与重力势能的关系P E mgh ∆=-，重力做功只与物体始末位置有关，与路径无关，与零势能面的选取无关。

9．CD 【解析】物体的重力势能与参考平面有关，而重力做功只与始末高度差有关。

所以质量为m 的小球，从离桌面H 高处由静止下落到地面上时重力做功W=mg(H+h)，所以重力势能减少mg （H ＋h ）；若与桌面为参考平面，落地时重力势能为:-mgh ；若与地面为参
考平面，重务势能为O。

故选项C、D正确。

考点：重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性。

10． D【解析】将弹簧压缩到最短的过程中（弹簧保持竖直），弹簧形变量一直增加，则弹簧弹性势能一直增加，则A错；下降过程中，小球的重力势能一直减小，则C错；整个过程中小球和弹簧的机械能守恒，B错；小球开始重力大于弹力后来小于弹力，因此小球先加速下降后减速下降，则小球的动能先增大后减小，所以D正确。

考点：本题考查弹性势能、机械能官恒、势能、动能、变速运动。

11．C【解析】由物体在运动过程中只有重力做功，则物体的机械能守恒，得
C
考点：考查重力势能与动能
点评：难度较小，明确地面为重力势能零点，物体下落过程中机械能守恒，则重力势能的减小量等于动能的增量
12．D【解析】物体克服重力做了多少功就有多少能量转化为重力势能，D对；
13．C【解析】P点移动的高度与重物A升高的高度不同，对物体A进行正确的受力分析是找出二者升高高度之间的关系的关键，提起物体A刚离开地面时，对物体A有：
mg=kΔx，所以A在弹簧的拉力作用下，P点升高的高度为h，则物
体A升高的高度为h′=h-Δx=h重物A具有的重力势能为E p=mgh′=mg（h-Δx）=mg
（.正确选项为C.
14．D
二、计算题（2小题，共30分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只
写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）
15
h
它的质量是m
W＝ΔE p
考点：考查机械能守恒或动能定理
点评：本题难度较小，如果应用机械能守恒定律解决本题，首先应规定零势能面，确定初末位置，列公式时要注意系统中心的变化，可以把整体分成两段来分析
16
【解析】从A点运动到C点，小球下落h
W G＝mgh
.重力势能
的变化量ΔE p＝－W G
，负号表示小球的重力势能减少了．
选做题
17．(1)4×103 N (2)48 kW (3)5 s
【解析】(1)在输出功率等于额定功率的条件下，当牵引力F等于阻力F f时，汽车的加速度减小到零，汽车的速度达到最大，设汽车的最大速度为v max，则汽车所受阻力为：
F f
＝4×103 N.
(2)设汽车做匀加速运动时，需要的牵引力为F′，根据牛顿第二定律有F′－F f＝ma，解得F′＝F f＋ma＝4×103 N＋2×103×2 N＝8×103 N
因为3 s末汽车的瞬时速度为v3＝at＝2×3 m/s＝6 m/s，所以汽车在3 s末的瞬时功率为P3＝F′v3＝8×103×6 W＝48 kW.
(3)汽车做匀加速运动时，牵引力F′恒定，随着车速的增大，输出功率逐渐增大，输出功率等于额定功率时的速度是汽车做匀加速运动的最大速度v max′，其数值为：
v max
＝10 m/s.
根据运动学公式，汽车维持匀加速运动的时间
t
＝5 s.
答案：(1)4×103 N (2)48 kW (3)5 s。