2021届高三物理一轮复习力学功和能重力势能和弹性势能专题练习

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2021届高三物理一轮复习力学功和能重力势能和弹性势能专题练习

一、填空题

1．如图所示，一根弹簧一固定在墙上，另一端与物体接触但不连接，物体与地面间的动摩擦因素为μ，物体的质量为m ．现用力推物体m 使之压缩弹簧，放手后物体在弹力作用下沿地面运动距离x 而停止（物体已与弹簧分离），弹簧被压缩后具有的弹性势能为________。

2．质量不计的弹簧一端固定在地面上，弹簧竖直放置。将一个小球从距弹簧自由端高度分别为h 1。h 2的地方先后由静止释放，h 1>h 2 。小球落到弹簧后一直向下运动压缩弹簧。从开始释放小球到获得最大速度的过程中，小球重力势能的变化量ΔE p1与ΔE p2的关系是_______,弹簧弹性势能的增加量ΔE p1与ΔE p2。的关系是________。

3．弹簧弹力做正功，弹性势能________；弹簧弹力做负功，弹性势能________。

4．弹性势能具有相对性，一般指相对于弹簧原长时的弹性势能，即规定弹簧处于原长时的弹性势能为______。

5．如图所示是弹簧门的一角，依靠弹簧形变后储存的弹性势能自动将打开的门关闭，当弹簧门打开时，弹簧的弹力对外做______功，弹性势能______；当弹簧门关闭时，弹簧的弹力对外做______功，弹性势能______。

6．粗细均匀，长为5m ，质量为60kg 的电线杆横放在水平地面上，如果要把它竖直立起，至少要做_____J 的功（2

10/g m s ）．

7．某同学用图1示实验装置来研究弹簧弹性势能与弹簧压缩量的关系，弹簧一端固定，另一端与一带有窄片的物块接触，让物块被不同压缩状态的弹簧弹射出去，沿光滑水平板滑行，途中安装一光电门．设重力加速度为g 。

（1）如图2示，用游标卡尺测得窄片的宽度L 为_____。

（2）记下窄片通过光电门的时间。t=10ms，则_____。

（3）若物块质量为m，弹簧此次弹射物块过程中释放的弹性势能为____（用m，L，。t表示）。

8．劲度系数分别为k A。2000N/m和k B。3000N/m的弹簧A和B连接在一起，拉长后将两端固定，如右图所示，弹性势能E pA。E pB的关系为_________。

9．探究弹性势能的表达式的依据是弹簧增加的弹性势能等于______________。

10．如图所示，处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触，另一端与置于光滑地面上的物体接触，现在物体上施加一水平推力F，使物体缓慢压缩弹簧，当推力F做功100 J时，弹簧的弹力做功________J，以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零，则弹簧的弹性势能为________J．

11．质量为m的小球，从离桌面H高处由静止自由下落，桌面离地面高度为h，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球此时的重力势能为_________；落地时的重力势能为_________。若以地面为参考平面，那么小球落地时重力势能为_________。

12．质量是5kg的铜球，从离地面30m高处自由下落2s，其重力势能变为__________（取地面为参考平面）。13．一个质量为1kg的物体，位于离地面高1.5m处，比天花板低2.5m.以地面为零势能位置时，物体的重力势能等于_____J；以天花板为零势能位置时，物体的重力势能等于_____J(g取10m／s2).

14．相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做______________.

15．用如图8所示的装置测量弹簧的弹性势能．将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B。C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连．先用米尺测得B。C 两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A。O之间的距离x.

(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是________。

(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________。

A．弹簧原长B．当地重力加速度C．滑块(含遮光片)的质量

(3)增大A。O之间的距离x，计时器显示时间t将________。

A．增大B．减小C．不变

二、解答题

16．如图a所示，轨道OA可绕轴O在竖直平面内转动，轨道长L＝2m，摩擦很小可忽略不计．利用此装置实验探究物块在力F作用下加速度与轨道倾角的关系．某次实验，测得力F的大小为0.6N，方向始终平行于轨道向上，已知物块的质量m＝0.1kg．实验得到如图b所示物块加速度与轨道倾角的关系图线，图中a0为图线与纵轴交点，θ1为图线与横轴交点．（重力加速度g取10m/s2）问：

（1）a0为多大？

（2）倾角θ1为多大？此时物块处于怎样的运动状态？

（3）当倾角θ为30 ，若物块在F作用下由O点从静止开始运动1.6s，则物块具有的最大重力势能为多少？（设O所在水平面的重力势能为零）

17．一劲度系数k="800" N/m的轻质弹簧两端分别连接着质量均为12 kg的物体A、B，将它们竖直静止放在水平面上，如图所示．现将一竖直向上的变力F作用在A上，使A开始向上做匀加速运动，经0.40 s物体B刚要离开地面．g ="10" m/s2，试求：

(1)物体B刚要离开地面时，A物体的速度v A；

(2)此过程中物体A重力势能的改变量．

18．在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：

猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；

猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；

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猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关；

猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关．

(1)为验证猜想一，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩______（相同/不同）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块被推动的距离，从而比较弹性势能的大小；

(2)为验证猜想二，需选用长度和粗细相同、材料不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压______（相同/不同）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若

____________ ，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；

(3)小明根据实验现象认为：小球和木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消灭了，你认为小明的观点对吗，理由是_____________.