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第二節(jié) 動能 勢能
一、單項選擇題
1．甲物體向東運動，動能為；乙物體向西運動，動能為，則下列說法中正確的是( )
A．的方向向東，的方向向西
B．若的大小為正值，則的大小為負值
C．和的大小不可能相等
D．有可能與相等
【答案】D
【解析】動能是標量，且恒為正值，動能與物體速度的方向無關．
圖4－2－8
2．甲、乙兩個物體位置如圖4－2－8所示，若取桌面為零勢能面，其重力勢能分別為Ep1、Ep2，則有( )
A．Ep1>Ep2
B．Ep1
Ep2，故選A.
圖4－2－9
3．如圖4－2－9所示，要將一個質(zhì)量為m、邊長為a的勻質(zhì)正立方體翻倒，推力對它做功至少為( )
A. mga B.
C．( ＋1) D．( －1)
【答案】D
【解析】正確地畫出物體在翻倒的過程中的示意圖，是解答問題的關鍵．推力對物體所做的功，增加了物體的重力勢能，即WF＝ΔEp，ΔEp＝mg＝mga，正確選項為D.
4．物體做自由落體運動，其相對于地面的重力勢能與下落速度的關系，下列圖中正確的是( )
【答案】C
【解析】設物體原來距地面的高度為h0，則相對于地面的重力勢能為Ep＝mg(h0－h(huán))＝mgh0－mv2，故C正確．
二、雙項選擇題
5．關于重力做功和重力勢能的變化，下列敘述正確的是( )
A．做豎直上拋運動的物體，在上升階段，重力做負功，重力勢能減少
B．做豎直上拋運動的物體，在上升階段，重力做正功，重力勢能增加
C．做平拋運動的物體，重力勢能在不斷減少
D．只要物體高度降低了，其重力勢能一定在減少
【答案】CD
【解析】做豎直上拋運動的物體在上升過程中，重力做負功，重力勢能增加，A、B錯誤；做平拋運動的物體，高度在降低，重力勢能一定減少，C、D正確．
6．改變汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動能發(fā)生變化，在下列哪種情況下，汽車的動能是原來的2倍( )
A．質(zhì)量不變，速度增大到原來的2倍
B．速度不變，質(zhì)量增大到原來的2倍
C．質(zhì)量減半，速度增大到原來的2倍
D．速度減半，質(zhì)量增大到原來的2倍
【答案】BC
【解析】物體的質(zhì)量不變，則動能跟物體的速率的平方成正比；物體的速率不變，則動能跟物體的質(zhì)量成正比．A選項，動能變?yōu)樵瓉淼?倍；B選項，動能變?yōu)樵瓉淼?倍；C選項，動能變?yōu)樵瓉淼?倍；D選項，動能變?yōu)樵瓉淼?
7．把一個物體從地面豎直向上拋出去，該物體上升的最大高度是h，若物體的質(zhì)量為m，所受的空氣阻力恒為f，則在從物體被拋出到落回地面的全過程中( )
A．重力所做的功為零
B．重力所做的功為2mgh
C．空氣阻力做的功為零
D．空氣阻力做的功為－2fh
【答案】AD
【解析】重力做的功與路徑無關，只與始末位置高度差有關，故A對．求大小恒定的空氣阻力做的功，可把物體的運動分為上升和下降兩個階段，則WF＝W上＋W下＝fhcos 180＋fhcos180＝－2fh.
圖4－2－10
8．拱橋的高度為h，弧長為L，如圖4－2－10所示，質(zhì)量為M的汽車在以不變的速率v由A點運動到B點的過程中( )
A．汽車的重力勢能不變，重力不做功
B．汽車的重力勢能的變化量為零，重力的總功為零
C．汽車的重力勢能先增大后減小，總的變化量為零，重力先做正功，后做負功
D．汽車的重力勢能先增大后減小，總的變化量為零，重力先做負功，后做正功，總功為零
【答案】BD
【解析】汽車在上升的過程中，其高度先升高，后降低，最后到達同一高度，故汽車的重力勢能先增大后減小，總的變化量為零，重力先做負功，后做正功，總功為零．
三、非選擇題
9．質(zhì)量為5 kg的鋼球，從離地面100 m高處自由下落1 s．選取地面為參考平面，1 s內(nèi)鋼球重力勢能減少了______J，1 s末鋼球的重力勢能為________J；如果選取地面上1 m處的平面為參考平面，1 s末它的重力勢能為__________J；如果選取自由下落的出發(fā)點所在平面為參考平面，1 s末鋼球的重力勢能為________________________________________________________________________J.(g取10 m/s2)
【答案】250 4 750 4 700 －250
圖4－2－11
10．如圖4－2－11所示，在光滑的桌面上有一根均勻柔軟的質(zhì)量為m、長為l的繩，其繩長的懸于桌面下，從繩子開始下滑至繩子剛好全部離開桌面的過程中，重力對繩子做的功為多少？繩子重力勢能變化如何？(桌面離地高度大于l)
【答案】mgl 重力勢能減少了mgl
【解析】取桌面為參考平面，剛開始時繩子的重力勢能為Ep1＝mg＝－mgl，當繩子剛好全部離開桌面時，繩子重力勢能為Ep2＝－mgl＝－mgl，ΔEp＝Ep2－Ep1＝－mgl－＝－mgl，負號說明重力勢能減少了，WG＝－ΔEp＝mgl.
高中物理 4_2動能 勢能練習 粵教版必修21
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