题目列表(包括答案和解析)
11.起重机以
的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h,则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少?物体克服重力做功为多少?物体的重力势能变化了多少?
解析:由题意可知:起重机的加速度a=-
,物体上升高度h,
据牛顿第二定律得mg-F=ma,所以F=mg-ma=mg-m×
g=
mg
方向竖直向上.
所以拉力做功WF=Fhcos0°=
mgh
重力做功WG=mghcos180°=-mgh
即物体克服重力做功为mgh
又因为WG =Ep1-Ep2=-mgh
WG<0,Ep1<Ep2
即物体的重力势能增加了mgh.
答案:
mgh mgh 增加了mgh
10.为了测定一根轻弹簧压缩最短时能储存的弹性势能大小,可以将弹簧固定在一凹槽轨道的一端,并将轨道固定在水平桌面边缘上,如图4-1-9所示,用钢球将弹簧压缩至最短,而后突然释放,钢球将沿轨道飞出桌面.实验时:
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图4-1-9.
(1)需要测定的物理量有_________________.
(2)计算弹簧压缩最短时弹性势能的关系式是Ep=______________.
解析:小球被弹出后做平抛运动,弹簧被压缩时的弹性势能应等于小球做平抛运动的初动能.因此,可以测出小球离地面的竖直高度h、小球落地点的水平距离s,然后根据平抛运动的规律求出小球抛出时的初速度,即可求出弹簧被压缩后的弹性势能.
答案:(1)小球离地面的竖直高度h,小球落地点的水平距离s
(2)![]()
9.一根长为2 m、质量为20 kg的均匀细铁棒横卧在水平地面上,人若要将它完全竖立起来,人对铁棒所做的功不能少于___________.
解析:将铁棒竖立起来,其重心升高1 m,则重力势能增加mgh=200 J,人对铁棒所做的功至少应等于铁棒重力势能的增加量.
答案:200 J
8.如图4-1-8所示,小球质量为m,大小不计,右边圆轨道半径为R,小球从h=3R处沿斜轨滑下后,又沿圆轨道滑到最高点P处,在这一过程中,重力对小球所做的功为_________,小球重力势能减少了___________.
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图4-1-8
解析:求重力对小球做的功,直接确定小球在竖直方向上的高度差,重力做正功mgR,则重力势能就减小mgR.
答案:mgR mgR
7.关于弹性势能,下列说法中正确的是( )
A.任何发生弹性形变的物体,都具有弹性势能
B.任何具有弹性势能的物体,一定发生了弹性形变
C.物体只要发生形变,就一定具有弹性势能
D.弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关
解析:由弹性势能的定义和相关因素进行判断.发生弹性形变的物体的各部分之间,由于弹力作用而具有的势能,叫做弹性势能.物体发生了形变,且是弹性形变,即有弹力作用,是物体具有弹性势能的充分必要条件.弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关外,还跟弹簧劲度系数的大小有关.
答案:AB
6.关于重力做功和重力势能变化,下列叙述正确的是…( )
A.做竖直上抛运动的物体,在上升阶段,重力做负功,重力势能减少
B.做竖直上抛运动的物体,重力势能在不断减少
C.做平抛运动的物体,重力势能在不断减少
D.只要物体高度降低了,重力势能就减少
解析:重力做正功时,重力势能减少,重力做负功时,重力势能增大.因此只需要判断重力做正功还是做负功,即可判断出重力势能的变化.
答案:CD
5.物体在运动过程中克服重力做功为100 J,则下列说法中正确的是( )
A.物体的重力势能一定增加了100 J B.物体的重力势能一定减少了100 J
C.物体的动能一定增加了100 J D.物体的动能一定减少了100 J
解析:重力做负功,重力势能一定增加,且重力势能的增加量应等于克服重力所做的功.所以选项A正确,B错误.物体的动能变化与物体所受合外力所做的功有关,所以选项C、D错误.
答案:A
4.下列说法中正确的是( )
A.物体上升时,重力做负功,重力势能减少
B.物体下降,重力做正功,重力势能减少
C.物体沿曲面运动,重力做功多少与曲面的形状有关
D.重力做的功与重力势能的减少量数值相等
解析:重力对物体做正功时,重力势能减小,且重力势能的减小量应等于重力所做的功.所以选项A错误,B、D正确.重力做功与路径无关,所以选项C错误.
答案:BD
3.选择不同的水平面作参考平面,物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能的改变量( )
A.都具有不同的数值 B.都具有相同的数值
C.前者具有相同数值,后者具有不同数值 D.前者具有不同数值,后者具有相同数值
解析:物体的重力势能与参考面有关,同一物体在同一位置相对不同的参考面,重力势能的数值不同.物体重力势能的改变量跟参考面无关,选项D正确.
答案:D
2.关于重力势能,下列说法中正确的是( )
A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定
B.物体与零势面的距离越大,它的重力势能也越大
C.一个物体的重力势能从-5 J变化到-3 J,重力势能变大了
D.在地面上的物体,它具有的重力势能不一定等于零
解析:重力势能具有相对性,其数值与零势能面的选取有关,位置虽然确定,但物体的重力势能随着零势能面的选取不同,其数值也不同,所以选项A错误,D正确.物体若在零势能面下方,物体与零势能面距离越大,它的重力势能却越小,所以选项B错误.重力势能为标量,-5 J应小于-3J,所以选项C正确.
答案:CD
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