2019_2020学年新教材高中物理课时跟踪训练五势能及其改变鲁科版必修第二册.doc

课时跟踪训练（五） 势能及其改变
A级—学考达标
1.如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则(　　)
A．沿轨道1滑下重力做的功多
B．沿轨道2滑下重力做的功多
C．沿轨道3滑下重力做的功多
D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多
解析：选D　重力做功与路径无关，取决于初、末位置高度差h，WG＝mgh，m、h相同，WG相同，故选项D正确。
2．(2019·威海高一检测)物体在运动过程中，克服重力做功为50 J，则(　　)
A．重力做功为50 J
B．物体的重力势能减少了50 J
C．物体的动能一定减少了50 J
D．重力做了50 J的负功
解析：选D　克服重力做功50 J，即重力做了50 J的负功，A错，D对；由重力做功与重力势能改变的关系知，物体的重力势能增加了50 J，B错；增加的重力势能并不一定全部由动能转化而来，C错。
3．物体从某高度处做自由落体运动，以地面为零势能面，下列所示图像中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是(　　)

解析：选B　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ΔEp＝mgh，故物体下落高度h时的重力势能Ep＝Ep0－ΔEp＝Ep0－mgh，即Ep ­h图像为倾斜直线，B正确。
4．(2019·济南高一检测)升降机中有一质量为m的物体，当升降机以加速度a匀加速上升高度h时，物体增加的重力势能为(　　)
A．mgh　　　　　　　　 B．mgh＋mah
C．mah D．mgh－mah
解析：选A　物体随升降机上升了高度h，物体克服重力做功W＝mgh，故物体的重力势能增加了mgh，A正确。

5．(2018·江苏学业水平测试)宋代诗人苏轼的名句“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”中蕴含了一些物理知识。关于拉弓过程，下列说法正确的是(　　)
A．人对弓的作用力大于弓对人的作用力
B．人对弓的作用力小于弓对人的作用力
C．弓的弹性形变越大，弹性势能就越大
D．弓的弹性形变越大，弹性势能就越小
解析：选C　人对弓的作用力和弓对人的作用力，为相互作用力，等大反向。弹性势能大小与弹性形变量有关，弓的弹性形变越大，弹性势能就越大。综上分析，C正确。
6.如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是(　　)
A．重力势能减少，弹性势能增大
B．重力势能增大，弹性势能减少
C．重力势能减少，弹性势能减少
D．重力势能不变，弹性势能增大
解析：选A　弹簧向下压缩的过程中，弹簧压缩量增大，弹性势能增大；重力做正功，重力势能减少，故A正确。
7.如图所示，质量为m的物体从桌面边缘竖直向上抛出，桌面比地面高h，物体到达的最高点距桌面高为H。若以桌面为零势能面，则物体落地时的重力势能Ep和整个过程中重力所做的功WG为(　　)
A．0　mgH B．－mgh　mgh
C．－mgh　mg(h＋H) D．mgH　mg(h＋2H)
解析：选B　以桌面为零势能面，物体落地时的重力势能为－mgh，重力做功与路径无关，只与起点和终点的位置有关，WG＝mgh，所以B项正确。
8.如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点，若将其下端向上提起使其对折，则做功至少为(　　)
A．mgl B.mgl
C.mgl D.mgl
解析：选D　将软绳下端向上提起，相当于把下半段向上移动了，重力势能增加了
mg·＝mgl，即外力至少要做的功为mgl，D正确。
9.(2019·德州高一检测)如图所示，总长为2 m的光滑匀质铁链，质量为
10 kg，跨过一光滑的轻质定滑轮。开始时铁链的两底端相齐，当略有扰动
时某一端开始下落，求：从铁链刚开始下落到铁链刚脱离滑轮这一过程中，重力对铁链做了多少功？重力势能如何变化？(g取10 m/s2)
解析：如图所示，开始时链条重心在A处，离开滑轮时重心位置在B处，即重心下降了h′＝0.5 m。所以重力做功
WG＝mgh′＝10×10×0.5 J＝50 J。
重力势能减少50 J。
答案：50 J　减少50 J
B级—选考提能
10.(2019·泰安高一检测)如图是玩家玩“蹦极”游戏的真实照片，玩家将一根长为AB的弹性绳子的一端系在身上，另一端固定在高处，然后从高处跳下，其中AB为弹性绳子的原长，C点是弹力等于重力的位置，D点是玩家所到达的最低点，对于玩家离开跳台至最低点的过程中，下列说法不正确的是(　　)
A．重力对人一直做正功
B．人的重力势能一直减小
C．玩家通过B点之后，绳子具有弹性势能
D．从A到D，弹性绳子的弹性势能一直增加
解析：选D　整个过程中，重力对人一直做正功，重力势能一直减小；人从高空落下到弹性绳子达到原长的过程中，弹性绳子不做功，此后弹性绳子一直做负功，弹性势能一直增加，故D错误。
11．(2018·浙江4月学考)如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处，A、B两点水平距离为16 m，竖直距离为2 m，A、B间绳长为20 m。质量为10 kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处。以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态，g取10 m/s2)(　　)
A．－1.2×103 J B．－7.5×102 J
C．－6.0×102 J D．－2.0×102 J
解析：选B　重力势能最小的点为最低点，此时，两侧绳子与水平方向夹角相同，记为θ，如图所示，并设右边绳长为a m，则左边绳长为(20－a)m，由几何关系，有acos θ＋(20－a)cos θ＝16 m，asin θ－(20－a)sin θ＝2 m，联立解得a＝ m，所以最低点距离参考面高度差为asin θ＝7 m。再加上猴子自身高度，重心距滑环约为0.5 m，故猴子重力势能最小值约为Ep＝－mgh＝－750 J，
B正确。

12.金茂大厦是上海的标志性建筑之一，它的主体建筑地上88层，地下3层，高420.5 m，如图所示。距地面340.1 m的第88层是一个能够容纳
1 000人左右的观光厅，环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收眼底。现有一质量为60 kg、身处第88 层的游客，则：(游客可视为质点，取g＝10 m/s2)
(1)以地面为参考平面，该游客的重力势能是多少？
(2)以第88层为参考平面，该游客的重力势能是多少？
(3)以420.5 m的楼顶为参考平面，若他乘电梯从地面上升到88层，需克服重力做多少功？
解析：(1)以地面为参考平面，游客在第88层时，相对参考平面的高度为340.1 m，则游客的重力势能
Ep1＝mgh＝60×10×340.1 J≈2.04×105 J。
(2)若以第88层为参考平面，游客在第88层的相对高度为零，故Ep2＝0。
(3)克服重力做的功与参考平面的选取无关，故克服重力做的功为
ΔEp＝mgh≈2.04×105 J。
答案：(1)2.04×105 J　(2)0　(3)2.04×105 J

4