2019-2020年高中物理 4.1勢(shì)能的變化與機(jī)械功自我小測(cè) 滬科版必修21如圖所示，物體沿不同的路徑從A運(yùn)動(dòng)到B，其中按不同的路徑：有摩擦作用；無(wú)摩擦作用；無(wú)摩擦，但有其他外力拉它。比較這三種情況下重力做的功W1、W2、W3，重力勢(shì)能的變化量Ep1、Ep2、Ep3的關(guān)系，以下正確的是()AW1W2W3 BW1W2W3CEp1Ep2Ep3 DEp1Ep2Ep32下列關(guān)于重力勢(shì)能的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A重力做正功，重力勢(shì)能減少 B重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加C重力不做功，重力勢(shì)能不變化 D重力勢(shì)能變化與重力做功無(wú)關(guān)3用拉力F將一個(gè)重為5 N的物體勻速升高3 m，如圖所示，在這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 ()A物體的重力做了15 J的功 B拉力F對(duì)物體做了15 J的功C物體的重力勢(shì)能增加了15 J D合力對(duì)物體做的功是15 J4關(guān)于重力做功和重力勢(shì)能變化，下列敘述正確的是()A做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體，在上升階段，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能減少B做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體，重力勢(shì)能在不斷減少C做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，重力勢(shì)能在不斷減少D做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，重力勢(shì)能在不斷減小5某緩沖裝置可抽象成如圖所示的簡(jiǎn)單模型圖中K1、K2為原長(zhǎng)相等，勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧。下列表述正確的是()A緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無(wú)關(guān)B墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等C墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧的長(zhǎng)度保持相等D墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧的彈性勢(shì)能發(fā)生改變6一質(zhì)量均勻的不可伸長(zhǎng)的繩索(重力不可忽略)，A、B兩端固定在天花板上，如圖所示。今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩索拉至D點(diǎn)，在此過(guò)程中，繩索的重心位置將()A逐漸升高 B逐漸降低C先降低后升高 D始終不變7如圖所示，水塔是在空中的盛水容器，有兩個(gè)注水口，一個(gè)在頂部，一個(gè)在底部，注滿一水塔水。則 ()A從頂部注水做功多B從底部注水做功少C從兩注水口注水做功一樣多D條件不足，不能比較從哪個(gè)注水口注水做功多少8如圖所示，將橫截面積為S的玻璃管彎成連通器，放在水平桌面上，左、右管處在豎直狀態(tài)，先關(guān)閉閥門(mén)K，往左、右管中分別注入高度為h1和h2、密度為的液體，然后打開(kāi)閥門(mén)K，直到液體靜止。在上述過(guò)程中，液體的重力勢(shì)能減少了()AgS(h1h2) B.gS(h1h2)2C.gS(h1h2)2 D.gS(h1h2)9一根長(zhǎng)為2 m、質(zhì)量為20 kg的均勻細(xì)鐵棒橫臥在水平地面上，人若要將它完全豎立起來(lái)，人對(duì)鐵棒所做的功不能少于_。10為了測(cè)定一根輕彈簧壓縮最短時(shí)能儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能大小，可以將彈簧固定在一帶有凹槽軌道一端，并將軌道固定在水平桌面邊緣上，如圖所示，用鋼球?qū)椈蓧嚎s至最短，而后突然釋放，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面，實(shí)驗(yàn)時(shí)：(1)需要測(cè)定的物理量_。(2)計(jì)算彈簧最短時(shí)彈性勢(shì)能的關(guān)系式是Ep_。11如圖所示，求質(zhì)量為m的小球從位置A運(yùn)動(dòng)到位置B的過(guò)程中重力所做的功。12面積很大的水池，水深為H，水面上浮著一正方體木塊。木塊邊長(zhǎng)為a，密度為水的，質(zhì)量為m。開(kāi)始時(shí)，木塊靜止，有一半沒(méi)入水中，如圖所示?，F(xiàn)用力F將木塊緩慢地壓到池底。不計(jì)摩擦。求：(1)從木塊剛好完全沒(méi)入水中到停在池底的過(guò)程中，池水勢(shì)能的改變量；(2)從開(kāi)始到木塊剛好完全沒(méi)入水的過(guò)程中，力F所做的功。參考答案1解析：重力做功與路徑無(wú)關(guān)，取決于物體初、末位置，且與受不受其他力無(wú)關(guān)。重力勢(shì)能的變化量只取決于重力做的功，因此，三種情況下重力做功相同，重力勢(shì)能的變化量也相同。答案：BC2解析：重力勢(shì)能變化取決于重力的做功情況。重力對(duì)物體做正功時(shí)，重力勢(shì)能減小，物體克服重力做功，即重力做負(fù)功時(shí)，重力勢(shì)能增加，且重力勢(shì)能的變化量應(yīng)等于重力所做功的負(fù)值，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：D3解析：物體上升，重力做負(fù)功，WGmgh53 J15 J，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因?yàn)槲矬w勻速上升，所以拉力FG5 N，則拉力做功WFFh53 J15 J，選項(xiàng)B正確；因物體克服重力做功15 J，故物體重力勢(shì)能增加15 J，選項(xiàng)C正確；因?yàn)槲矬w勻速上升，合力為零，則合力不做功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：BC4解析：重力做正功時(shí)，重力勢(shì)能減少，重力做負(fù)功時(shí)，重力勢(shì)能增大。因此只需要判斷重力做正功還是做負(fù)功，即可判斷出重力勢(shì)能的變化。答案：C5解析：墊片向右移動(dòng)時(shí)，由于是輕彈簧，所以兩彈簧產(chǎn)生的彈力相等，B正確；由于原長(zhǎng)相同，勁度系數(shù)不同，所以兩彈簧的長(zhǎng)度不同；彈簧的彈性勢(shì)能與形變量和勁度系數(shù)相關(guān)，則緩沖效果和勁度系數(shù)相關(guān)，C錯(cuò)，D正確答案：BD6解析：拉力對(duì)繩子做正功，根據(jù)動(dòng)能定理可知，重力必定做負(fù)功，重心應(yīng)逐漸升高。答案：A7解析：從頂部注水必須使水被提高到A點(diǎn)后才能注入容器，但從底部注水，只要使水的高度提高到H(將水看做質(zhì)點(diǎn)，其位置在重心位置)即可，所以從頂部注水需要克服重力所做的功多。答案：A8解析：本題的關(guān)鍵是抓住重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系以及重力做功的特點(diǎn)，采用等效法分析。從打開(kāi)閥門(mén)K后，左管中的液體流向右管，直到兩管液面相平，相當(dāng)于把左管中高為的液體“搬”到右管中，其重心下降的高度為，所以該過(guò)程中，液體重力勢(shì)能的減少量為EpgSgS(h2h1)2。答案：C9解析：將鐵棒豎立起來(lái)，其重心升高1 m，則重力勢(shì)能增加mgh200 J，人對(duì)鐵棒所做的功至少應(yīng)等于鐵棒重力勢(shì)能的增加量。答案：200 J10解析：小球被彈出后做平拋運(yùn)動(dòng)，彈簧被壓縮后彈性勢(shì)能應(yīng)等于小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初動(dòng)能。因此，可以測(cè)出小球離地面的豎直高度h，小球落地點(diǎn)的水平距離s，然后根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出小球拋出時(shí)的初速度，即可求出彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能。小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)有hgt2，svt，EpEkmv2m(s)2。答案：(1)小球離地面的豎直高度h，小球落地點(diǎn)的水平距離s(2)11解析：由于重力做功與通過(guò)的路徑無(wú)關(guān)，只決定于物體的重力mg和物體初末位置的高度差，所以物體由A位置運(yùn)動(dòng)到B位置，雖然先運(yùn)動(dòng)到地面高度再回到B高度，但初末位置的高度差是(Hh)，那么重力做的功就是Wmg(Hh)。答案：mg(Hh)12解析：(1)如圖所示，1和2分別表示木塊在剛沒(méi)入水中時(shí)和到達(dá)池底時(shí)的位置。木塊從1位置移到2位置，相當(dāng)于使同體積的水從2移到1，所以池水勢(shì)能的改變量等于這部分水在位置1和在位置2的勢(shì)能之差。因?yàn)槟緣K密度為水的，木塊的質(zhì)量為m，所以與木塊同體積的水的質(zhì)量為2m，故池水勢(shì)能的改變量為E2mg(Ha)。(2)因?yàn)樗孛娣e很大，可忽略因木塊壓入水中所引起的水深變化。木塊剛好完全沒(méi)入水中時(shí)，如圖所示，原來(lái)處于劃斜線區(qū)域的水被排開(kāi)，后果等效于使這部分水平鋪于水面，這部分水的質(zhì)量為m，其勢(shì)能的改變量為E水mgHmg(Ha)mga木塊勢(shì)能的改變量為E木mg(H)mgHmga根據(jù)動(dòng)能定理，力F所做的功為WE水E木mga。答案：(1)2mg(Ha)(2)mga