练习23势能 机械能守恒定律.docx
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练习23势能机械能守恒定律
练习2-3势能机械能守恒定律
一、填空题
1.物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。
2.物体距地面越高,重力势能越大。
3.物体由于发生了弹性形变,而具有做功的本领,我们把这种能量叫做弹性势能。
4.在只重力(或弹力)做功的情况下,物体的动能和重力势能(或弹性势能)发生相互转化,机械能的总量保持不变。
这个结论叫机械能守恒定律。
5.重力对物体做了49J的功,物体的重力势能的变化情况是:
重力势能减少了49J。
6.重力做功与物体自身的质量有关,与物体运动中的高度差有关,而与路径无关。
7.重力对物体做负功,物体的重力势能增加。
8.质量为3t的飞机,在离地面500m高空以1080km/h的速度飞行,它的动能为1.35×108J,重力势能为1.5×107J,机械能为1.5×108J。
9.甲、乙两物体质量之比为:
1:
2,当它们从同一高度自由落下相同的距离时,它们的动能之比为1:
2,重力势能之比为1:
2,机械能之比为1:
2。
10.质量为6kg的铅球放在0.9m高的桌面上。
若以地面为零势能面,它具有的重力势能为54J,若以桌面为零势能面,它具有的重力势能为0J。
11.以地面为零势能面,质量为50kg的人沿着坡路走上高为20m的土丘,重力对他所做的功为-9800J,他克服重力做功是9800J,他的重力势能增加了9800J。
12.质量是0.2kg的物体,从距地面20m高处自由落下,在第2s内物体重力势能减少30J。
(g=10m/s2)
13.一座水电站,水流落差为30m,水流量为4×103kg/s。
若水电站的发电效率为20%,那么水电站的输出功率是2.4×105W。
(g=10m/s2)
二、判断题
1.重力势能的最小值为零,没有负值。
(×)
2.高于地面的物体,其重力势能一定不为零。
(×)
3.在计算重力势能的问题中,零势能面的位置可以任意选取。
(√)
4.物体受到重力作用时,机械能一定守恒。
(×)
5.重力做正功时,物体的重力势能一定减少。
(√)
6.只有运动的物体,才具有机械能。
(×)
7.自由下落的物体,其机械能守恒。
(√)
8.放在地面上的物体,没有重力势能。
(×)
9.物体从A点到B点,若经过的路径不同,重力做功也不同。
(×)
10.重力势能公式中的高度一定是从地面算起。
(×)
11.跳伞员在空中匀速降落,机械能守恒。
(×)
12.重力势能实际上是物体与地球共有的。
(√)
三、选择题
1.下述关于重力做功和重力势能的说法中正确的是(B)
A.重力做功的大小取决于物体经过的路径
B.质量一定时,重力做功的大小取决于物体相对高度的变化
C.重力势能的大小取决于物体经过的质量
D.重力势能的大小取决于物体经过的相对高度
2.下列说法正确的是(C)
A.机械能守恒时,物体一定只受重力或弹力的作用
B物体处于平衡状态时,机械能守恒
C.只有重力对物体做功,物体的机械能一定守恒
D.物体机械能的变化量,等于合外力对物体做的功
3.以下关于机械能是否守恒的判断中正确的是(D)
A.做匀速直线运动的物体,机械能一定守恒
B.做匀变速直线运动的物体,机械能一定守恒
C.合外力对物体做功为零时,机械能一定守恒
D.重力对物体做功,其他力对物体不作功时,机械能一定守恒
4.以初速度v从地面竖直向上抛出一物体,当物体的动能减少到原来的一半时,它离地面的高度是(B)
A.
B.
C.
D.
5.两个质量相同的小球从地面上以大小不同的速度竖直向上抛出时,两者都达到最高点时,以下哪些说法是正确的?
(AB)
A.加速度相同
B.动能相同
C.重力势能相同
D.机械能相同
6.质量为m1的子弹,以速度v1射入原来静止的质量为m2的木块中,结果二者以速度v2共同运动。
在此过程中损失的机械能是(D)
A.
m1v12
B.
m1v12—
m2v22
C.
m1v12—
m1v22
D.
m1v12—
(m1+m2)v22
7.以下几例中,机械能不守恒的物体是(D)
A.做自由落体运动的物体
B.在光滑的水平面上做匀速直线运动的物体
C.沿光滑曲面下滑的物体
D.起重机匀速吊起的物体
8.当只有重力对物体做正功时,以下说法正确的是(D)
A.重力势能一定增加,动能一定减少
B.重力势能一定减少,动能一定增加
C.重力势能一定增加,动能不一定减少
D.重力势能一定减少,动能不一定增加
9.以下关于重力势能的说法错误的是(C)
A.重力势能是一个相对量
B.重力势能属于物体和地球所共有
C.物体在某两点的重力势能之差与零势能面的选择有关
D.重力势能也可能是负值
10.在汽车匀减速驶上斜坡的过程中,以下说法正确的是(B)
A.重力势能增加,动能增加
B.重力势能增加,动能减少
C.重力势能减少,动能增加
D.重力势能减少,动能减少
11.在恒力作用下,物体从A点运动到B点,物体的动能有10J减少到6J,物体的重力势能由8J增加到12J。
在此过程中(C)
A.物体的机械能增加
B.物体的机械能减少
C.物体的速度减少
D.物体的速度增加
四、计算题
解题指导:
本节习题主要是围绕重力势能的大小和机械能守恒定律进行计算。
重力势能的大小与零势能面的选取有关,是一个相对值。
因此在解题前必须申明选取何处为零时能面。
在机械能守恒定律的计算中,零势能面的选取可以是任意的,以方便计算为目的,一般都选取问题中的最低点,这样所有的重力势能都是正值,计算起来比较简单。
另外,机械能守恒条件的判断比较重要,要求只有重力做功(弹力做功本练习册不涉及)。
物体可以受其他力的作用,但是其他的力必须不做功(如物体沿斜面滑下时受到的支持力)。
只有判断机械能守恒以后,才能利用公式进行计算。
1.质量为4kg的钢球,自由下落1s后,下落的距离是多少?
重力做的功是多少?
钢球的重力势能减少了多少?
(g=10m/s2)
2.用39.2m/s的初速度从地面竖直上抛一质量为0.2kg的物体,不计空气阻力,求它所能达到的最大高度是多少?
3.甲、乙两物体质量之比为1:
2,当它们同时从同一高度自由下落相同的距离时,求它们的动能之比、重力势能之比和机械能之比各是多少?
4.在离地10m高的平台上,以5m/s的水平速度抛出一个质量为1kg的小球,若不计空气阻力,取g=10m/s2,求小球落地时速度的大小是多少?
5.打桩机的重锤,质量是250kg,把它提升到离地面15m高处,然后让它自由落下,求重锤下落5m时,重力势能、动能和速度的大小各是多少?
(g=10m/s2)
6.山崖炮台上的大炮,以某一角度发射炮弹、炮弹出膛的速度为200m/s,结果正中海平面上的敌舰。
设炮台离海平面的高度为205m,不计空气阻力。
求炮弹击中敌舰时的速度是多少?
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