高中物理大题集练——重力做功与重力势能1、如图甲所示，在竖直平面内有一个直角三角形斜面体，倾角θ为300，斜边长为x0，以斜面顶部O点为坐标轴原点，沿斜面向下建立一个一维坐标x轴。斜面顶部安装一个小的滑轮，通过定滑轮连接两个物体A、B（均可视为质点），其质量分别为m1、m2，所有摩擦均不计，开始时A处于斜面顶部，并取斜面底面所处的水平面为零重力势能面，B物体距离零势能面的距离为；现在A物体上施加一个平行斜面斜向下的恒力F，使A由静止向下运动。当A向下运动位移x0时，B物体的机械能随轴坐标的变化规律如图乙，则结合图象可求： （1）B物体最初的机械能E1和上升x0时的机械能E2；（2）恒力F的大小。2、右图所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1＝50g、m2＝150g，则（计算结果均保留两位有效数字）（1）在纸带上打下计数点5时的速度v＝______m/s；（2）在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量ΔEk＝________J，系统势能的减少量ΔEp＝______J；（取当地的重力加速度g＝10m/s2）11\n（3）若某同学作出v2－h图象如图所示，则当地的重力加速度g＝________m/s2。.3、一质量为m=40kg的小孩站在电梯内的体重计上，电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g=10m/s2。4、与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图2所示装置验证机械能守恒定律．图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10﹣2s、2.00×10﹣2s．已知滑块质量为2.00kg，滑块沿斜面方向的宽度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.540m，g=9.80m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度．①滑块通过光电门1时的速度v1= m/s，通过光电门2时的速度v2= m/s：②滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为 J，重力势能的减少量为 J．（计算结果保留3位有效数字）．5、如图所示，把质量为0.5kg的石块从30m高处的A点以30011\n角斜向上方抛出,初速度是v0=5m/s（不计空气阻力，取g=10m/s2）求：（1）石块在A点时具有的重力势能（以地面为参考平面）;（2）石块落地时速度是多大.6、一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图（a）所示。用刻度尺测量斜面的高度与长度之比为1：4，小车质量为400g，图（b）是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。由图（b）可知，打纸带上B点时小车的瞬时速度vB= m/s，打纸带上E点时小车的瞬时速度vE=_ m/s，打纸带上B点到E点过程中小车重力势能的减少量为_ J，此过程中小车克服阻力所做的功为 ___J。（g取10m/s2，保留两位有效数字）7、如图所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分别为mB=m，mA=mC=2m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求：i．B与C碰撞前B的速度11\nii．弹簧具有的弹性势能8、一小滑块放在如图所示的凹形斜面上，斜面固定于水平地面，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离，若已知在这过程中，拉力F所做的功的大小（绝对值）为A，斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为C，空气阻力做功的大小为D，当用这些量表达时，小滑块的动能的改变（指未态动能减去初态动能）等于 .滑块的重力势能的改变等于 ,滑块机械能（指动能与重力势能之和）的改变等于 。9、如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b．a球质量为m，静置于地面：b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧．求从静止开始释放b后，a能离地面的最大高度。10、如图，两根长均为2L的圆柱形绝缘细管，用很短的一段内壁光滑的弯管平滑连接成管道ABC，管道固定于竖直平面内，其中AC沿水平方向，。一柔软匀质绝缘细绳置于管道AB内，细绳的右端刚好绕过管道B处连接一小球（直径略小于管道内径），系统处于静止状态。已知绳和小球的质量均为m、与细管的动摩擦因数均；细绳长L,小球带电量为＋q，整个系统置于竖直向下、场强的匀强电场中，重力加速度为g。现对小球施加一沿BC管道向下的拉力。11\n（1）当小球滑动时，拉力大小为F，求此时小球的加速度大小a；（2）求小球从开始运动到下滑过程，系统改变的势能△E；（3）拉力至少需对小球做多少功，才能使整条细绳离开管口C?11、如图所示,在内壁光滑的平底试管内放一个质量为m=10g的小球,试管的开口端加盖与水平轴O连接.试管底与O相距L="5cm,"试管在转轴带动下沿竖直平面做匀速圆周运动。g取10m/s，求：（1）小球从最低点到最高点过程，重力对小球做的功及小球重力势能的变化量；（2）转轴的角速度达到多大时,试管底所受压力的最大值等于最小值的3倍；（3）转轴的角速度满足什么条件时,会出现小球与试管底脱离接触的情况。12、如图A.，M、N、P为直角三角形的三个顶点，∠M＝37°，MP中点处固定一电量为Q的正点电荷，MN是长为a的光滑绝缘杆，杆上穿有一带正电的小球（可视为点电荷），小球自N点由静止释放，小球的重力势能和电势能随位置x（取M点处x＝0）的变化图像如图B.所示，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。11\n（1）图B中表示电势能随位置变化的是哪条图线？（2）求势能为E1时的横坐标x1和带电小球的质量m；（3）已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零，求小球的电量q；（4）求小球运动到M点时的速度。13、如图，一个半径为R的半球形的碗固定在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根轻质细线跨在碗口上，线的两端分别系有小球A和B，当它们处于平衡状态时，小球A与O点的连线与水平线的夹角为60°。(1)求小球A与小球B的质量比mA∶mB；(2)现将A球质量改为2m、B球质量改为m，且开始时A球位于碗口C点，由静止沿碗下滑，当A球滑到碗底时，求两球总的重力势能改变量；(B球未碰到碗壁)(3)在(2)条件下，当A球滑到碗底时，求B球的速度大小。14、地面上有质量m=2.0×103kg的物体，用起重机将它竖直向上匀加速提升到h="10"m的高处，物体在这段上升过程中，起重机钢绳对它的拉力F=2.1×104N。取g="10"m/s2，将物体视为质点．（1）求钢绳的拉力F所做的功WF。（2）选择地面为参考平面，求物体在h="10"m处的重力势能EP。15、某人用100N的力将一质量为50g的小球以10m11\n/s的速度从某一高处竖下向下抛出，经1s小球刚好落地，不考虑空气阻力，选地面为零势能点，g=10m/s2。求：（1）小球刚抛出时的动能和势能各多大？（2）小球着地时的动能和势能各多大？16、“滔天浊浪排空来，翻江倒海山为摧”的钱塘江大潮，被誉为天下奇观．小莉设想用钱塘江大潮来发电，在江海交接某处建一大坝，形成一个面积为1.0×107m，涨潮时水深达25m的蓄水湖．，关上水闸落潮后坝内外水位差为2m．若发电时水重力势能的12%转变为电能，并只有退潮时发电，每天涨潮两次，求该电站每天能发多少电？根据图中情景，说明图中的A、B两台机器(有一台是发电机，另一台是电动机)，哪台是发电机？(已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，g＝10m/s2)17、如图所示，在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套有一质量m=2kg小球A。半径R＝0.3m的光滑半圆形细轨道，竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B。用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看作质点，且不计滑轮大小的影响，g取10m/s2。现给小球A一个水平向右的恒力F＝55N。求：（1）把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中，力F做的功；11\n（2）把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中，重力对小球B做的功；（3）把小球B从地面拉到P点正下方C点时，A小球速度的大小；（4）把小球B从地面拉到P点正下方C点时，小球B速度的大小；（5）小球B被拉到离地多高时与小球A速度大小相等。18、如图所示，有一连通器，左右两管的横截面积均为S，内盛密度为ρ的液体.开始时两管内的液面高度差为h，若打开底部中央的阀门K，液体开始流动，最终两液面相平.在这一过程中，液体的重力势能变化了多少？是增加了还是减少了？如果是减少了，减少的重力势能到哪里去了？19、质量为m的小木球从离水面高度为h处由静止释放，落入水中后，在水中运动的最大深度是h′，最终木球停在水面上.若木球在水中运动时，受到的阻力恒为Fu，求：（1）木球释放后的全部运动过程重力做的功是多少？它的重力势能变化了多少？（2）全过程中水对木球的浮力做了多少功？（3）分析木球的运动情况，根据你现有的知识能否求出水的阻力Fu对木球做的总功？若能，请简要说明思路.20、如图所示，直杆长为2L，中心有一转轴O，两端分别固定质量为2m、m的小球a和b.当杆从水平位置转到竖直位置时，小球a和b构成的系统重力势能如何变化，变化了多少?答案11\n1、答案2、答案3、答案4、答案5、答案6、答案7、答案8、答案9、答案10、答案11\n11、答案12、答案13、答案14、答案15、答案16、答案17、答案18、答案11\n19、答案20、答案11
