高中物理 第4章 机械能和能源 第2节 动能 势能学业分层测评 粤教版

动能 势能 (建议用时：45分钟)学业达标1(多选)质量一定的物体()A速度发生变化时其动能一定变化B速度发生变化时其动能不一定变化C速度不变时其动能一定不变D动能不变时其速度一定不变【解析】速度是矢量，速度变化时可能只有方向变化，而大小不变，动能是标量，所以速度只有方向变化时，动能可以不变；动能不变时，只能说明速度大小不变，但速度方向不一定不变，故只有B、C正确【答案】BC2改变物体的质量和速度都可改变物体的动能，在下列情况下，物体的动能变化最大的是()A物体的质量不变，运动速度增大到原来的2倍B物体的速度不变，质量增大到原来的2倍C物体的质量变为原来的3倍，运动速度减为原来的一半D物体的质量变为原来的一半，速度增加为原来的4倍【解析】由动能的计算式Ekmv2可知，D正确【答案】D3(2016佛山高一期末)关于物体的动能，下列说法中正确的是()A一个物体的动能可能小于零B一个物体的动能与参考系的选取无关C动能相同的物体速度一定相同D两质量相同的物体，若动能相同，其速度不一定相同【解析】由公式Ekmv2知动能不会小于零，故A错因v的大小与参考系的选取有关，故动能的大小也应与参考系的选取有关，故B错动能是标量，速度是矢量，故D正确，C错【答案】D4下列关于重力势能的说法正确的是()A重力势能的大小只由重物本身决定B所处位置高的物体，则重力势能就大C在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零D重力势能实际上是物体和地球所共有的【解析】重力势能等于物体的重力与物体重心高度的乘积，故选项A、B都不对；重力势能具有相对性，零势能位置的选取是任意的，地面不一定是零势能位置，选项C错误；重力是物体与地球间的作用力，重力势能实际上也是地球与物体共有的，重力势能具有系统性，选项D正确【答案】D5(2016攀枝花高一检测)如图4213所示，一物体从A点出发，分别沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上抛出，运动后到达同一水平面上的B、C、D三点关于重力的做功情况，下列说法正确的是() 【导学号：35390064】图4213A沿AB面滑下时，重力做功最多B沿AC面滑下时，重力做功最多C沿AD抛物线运动时，重力做功最多D三种情况下运动时，重力做的功相等【解析】由于重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关故D正确【答案】D6(多选)关于弹性势能和重力势能，下列说法正确的是()A重力势能属于物体和地球这个系统，弹性势能属于发生弹性形变的物体B重力势能是相对的，弹性势能是绝对的C重力势能和弹性势能都是相对的D重力势能和弹性势能都是状态量【解析】重力势能具有系统性，弹性势能只属于发生弹性形变的物体，故A对；重力势能和弹性势能都是相对的，且都是状态量，故B错，C、D对【答案】ACD7(多选)物体在某一运动过程中，重力对它做了40 J的负功，下列说法中正确的是()A物体的高度一定升高了B物体的重力势能一定减少了40 JC物体重力势能的改变量不一定等于40 JD物体克服重力做了40 J的功【解析】重力做负功，物体位移的方向与重力方向之间的夹角一定大于90，所以物体的高度一定升高了，A正确；由于WGEp，故EpWG40 J，所以物体的重力势能增加了40 J，B、C错误；重力做负功又可以说成是物体克服重力做功，D正确【答案】AD8在离地80 m处无初速释放一小球，小球质量为m200 g，不计空气阻力，g取10 m/s2，取最高点所在水平面为零势能参考平面求：(1)在第2 s末小球的重力势能；(2)在第3 s内重力所做的功及重力势能的变化【解析】(1)在第2 s末小球所处的高度为：hgt21022 m20 m重力势能为：Epmgh0.210(20)J40 J.(2)在第3 s末小球所处的高度为hgt21032 m45 m.第3 s内重力做功为：WGmg(hh)0.210(2045)J50 JWG0，所以小球的重力势能减少，且减少了50 J.【答案】(1)40 J(2)50 J减少了50 J能力提升9物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是()【解析】设物体开始下落时的重力势能为Ep0，物体下落高度h过程中，重力势能减少量Epmgh，故物体下落高度h时的重力势能EpEp0EpEp0mgh，即Eph图象为倾斜直线，B正确【答案】B10如图4214所示，质量为m的物体静止在地面上，物体上面连着一个轻弹簧，用手拉住弹簧上端上移H，将物体缓缓提高h，拉力F做功WF，不计弹簧的质量，则下列说法正确的是()图4214A重力做功mgh，重力势能减少mghB弹力做功WF，弹性势能增加WFC重力势能增加mgh，弹性势能增加FHD重力势能增加mgh，弹性势能增加WFmgh【解析】由于物体提高h，重力做功mgh，重力势能增加mgh，A错误；由于物体缓缓升高，物体动能不变，由动能定理得WFmghW弹0，所以W弹mghWF，B错误；弹性势能增加W弹WFmgh，C错误，D正确【答案】D11. (2016清远期末)如图4215所示，在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0 kg的木块相连，二者处于静止状态若在木块上再作用一个竖直向下的力F，使木块缓慢向下移动0.1 m，力F做的功为2.5 J此时木块再次处于平衡状态，力F的大小为50 N，g取10 m/s2，求：图4215(1)在木块下移0.1 m的过程中弹性势能的增加量；(2)弹簧的劲度系数. 【导学号：35390065】【解析】(1)木块下移0.1 m的过程中，力F和重力做功全部用于增加弹簧的弹性势能，故弹性势能的增加量为EpWFmgh(2.52.0100.1) J4.5 J.(2)由平衡条件得，木块再次处于平衡位置时，有Fkh，所以劲度系数为k N/m500 N/m.【答案】(1)4.5 J(2)500 N/m12金茂大厦是上海的标志性建筑之一，它的主体建筑包括地上101层，地下3层，高420.5 m，距地面341 m的第88层为观光层，环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收眼底假如一质量为60 kg的游客在第88层观光(g取10 m/s2)(1)求以地面为参考平面时游客的重力势能；(2)若游客乘电梯从地面上升到88层，重力做功与重力势能的变化各是多少？【解析】(1)以地面为参考平面，游客相对地面的高度为341 m.Epmgh6010341 J2.0105 J.(2)游客上升过程中重力做负功，WGmgh2.0105 J.Ep2mgh6010341 J2.0105 JEp10由EpEp2Ep12.0105 J.即重力势能增加约2.0105 J，或由重力做功与重力势能的变化关系可知重力做负功约2.0105 J，重力势能增加约2.0105 J.【答案】(1)2.0105 J(2)重力做功2.0105 J重力势能增加2.0105 J