训练一 重力势能、弹性势能、机械能1．(2022·连云港学测模拟)如图1所示为儿童蹦极的照片，儿童绑上安全带，在两根弹性绳的牵引下上下运动．在儿童从最高点下降到最低点的过程中( )图1A．重力对儿童做负功B．合力对儿童做正功C．儿童重力的功率一直减少D．儿童的重力势能减少2．(2022·无锡学测模拟)下面的实例中，系统机械能守恒的是( )A．物体被外力拉着沿光滑的斜面匀速上升B．小球自由下落，落在竖直弹簧上，将弹簧压缩后又被弹簧弹起来C．物体在竖直平面内做匀速圆周运动D．飞行的子弹击中放在光滑水平桌面上的木块3．(2022·南京学测模拟)物体运动过程中，重力对其做功500J，则物体的( )A．动能一定增加500JB．动能一定减少500JC．重力势能一定增加500JD．重力势能一定减少500J4．(2022·连云港学测模拟)如图2所示是蹦床运动员在空中表演的情景．在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中，下列说法正确的是( )图2A．蹦床对人的弹力增大B．弹性势能增大C．动能增大D．重力势能增大5．(2022·苏州学测模拟)无人机在空中匀速上升时，不断增加的能量是( )A．动能B．动能、重力势能6C．重力势能、机械能D．动能、重力势能、机械能6．(2022·镇江学测模拟)如图3所示，质量不同的P、Q两球均处于静止状态，现用小锤击打弹性金属片，使P球沿水平方向抛出，Q球同时被松开而自由下落．则下列说法中正确的是( )图3A．P球先落地B．Q球先落地C．两球落地时的动能可能相等D．两球下落过程中重力势能变化相等7．(2022·淮安学测模拟)如图4所示，细绳悬挂一个小球在竖直平面内来回摆动，因受空气阻力最后停止在最低点，则此过程中( )图4A．空气阻力对小球不做功B．小球的动能一直减小C．小球的重力势能一直减小D．小球的机械能不守恒8．(2022·盐城学测模拟)火箭发射回收是航天技术的一大进步，如图5所示为火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上，不计火箭质量的变化，则火箭( )图56A．匀速下降过程中，机械能守恒B．减速下降过程中，机械能守恒C．匀速下降过程中，合外力做功为零D．减速下降过程中，合外力做功等于火箭机械能的变化9．(2022·苏州学测模拟)如图6所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定，小球从弹簧的正上方某一高度处由静止下落，不计空气阻力，则从小球接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中( )图6A．小球的动能一直减小B．小球的机械能守恒C．小球的重力势能先减小后增加D．弹簧的弹性势能一直增加10．(2022·镇江学测模拟)如图7所示，有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，先由电动机将游客匀速提升到某一高度，然后由静止释放．则在游客被匀速提升的过程中，下列说法正确的是( )图7A．合力对游客做正功B．重力对游客做正功C．游客的机械能增大D．游客的机械能减小11．(2022·泰州中学学测模拟一)如图8所示，两个小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬点，现将细绳拉至水平后由静止释放小球，当两小球通过最低点时，两球一定有相同的( )图86A．速度B．角速度C．加速度D．机械能12．人在距地面高h处水平抛出一个质量为m的物体，物体落地时的速度为v，以地面为重力势能的零点，不计空气阻力，则有( )A．人对物体做的功是mv2B．人对物体做的功是mv2＋mghC．物体落地时的机械能是mv2D．物体落地时的机械能是mv2＋mgh13．(2022·江苏学测)如图9所示，某吊车装置的水平轨道上有一质量为M的小车，且O点为钢丝绳的悬点，质量为m的重物用钢丝绳连接，悬挂在小车的正下方，重心到O的距离为L，从A点到B点，重物与小车一起向右做匀速运动，重物到达B点时，小车突然停止，重物向右摆动到最高点C，上升的高度为h，整个运动过程中，钢丝绳始终拉直，不计钢丝绳质量和空气阻力，重力加速度为g.求：图9(1)从B到C过程中，重物克服重力所做的功W；(2)从A到B过程中，重物运动的速度大小v；(3)从A到C过程中，小车对轨道的最大压力Fm.14．(2022·江苏学测)如图10甲所示，竖直放置的轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m的小物块连接，在竖直向上的拉力FT作用下，物块静止于O点．此时，FT＝2mg，弹簧的伸长量为h.现撤去拉力FT，物块竖直向下运动直至最低点，此过程中弹簧始终未超出弹性限度．6图10(1)求物块静止于O点时，弹簧弹力的大小F；(2)取O为坐标原点、竖直向下为正方向建立坐标系．在图乙中作出物块向下运动到位移x＝4h过程中加速度a与x的关系图线；(3)求向下运动过程中，物块动能的最大值Ekm.6答案精析1．D 2.B 3.D 4.D 5.C 6.C 7.D 8.C 9.D10．C 11.C 12.C13．见解析解析 (1)重物上升h，W＝mgh(2)从B→C，由机械能守恒定律得mv2＝mgh解得v＝(3)重物在B点开始摆动时，小车对轨道的压力最大，设重物受钢丝绳的拉力为FT由牛顿第二定律得FT－mg＝m钢丝绳对小车拉力大小FT′＝FT小车受到的支持力F＝mg＋FT′由牛顿第三定律得Fm＝F解得Fm＝(2＋)mg.14．(1)mg (2)见解析图 (3)2mgh解析 (1)静止于O点时，根据力的平衡FT＝mg＋F解得F＝mg.(2)由牛顿第二定律得mg＋k(h－x)＝ma，又k＝，解得a＝－x＋2g如图所示(3)在O点时，设物块的重力势能为零，弹簧的弹性势能为Ep，则机械能E1＝Ep当a＝0时，物块动能最大．此时，弹簧压缩量为h，弹性势能也为Ep.则机械能E2＝Ekm＋Ep－mg·2h机械能守恒E1＝E2解得Ekm＝2mgh.6
