黑龍江省大慶市喇中高考物理材料 大題集練 重力做功與重力勢能（通用）

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1、 高中物理大題集練——重力做功與重力勢能 1、如圖甲所示，在豎直平面內(nèi)有一個直角三角形斜面體，傾角θ為300，斜邊長為x0，以斜面頂部O點(diǎn)為坐標(biāo)軸原點(diǎn)，沿斜面向下建立一個一維坐標(biāo)x軸。斜面頂部安裝一個小的滑輪，通過定滑輪連接兩個物體A、B（均可視為質(zhì)點(diǎn)），其質(zhì)量分別為m1、m2，所有摩擦均不計，開始時A處于斜面頂部，并取斜面底面所處的水平面為零重力勢能面，B物體距離零勢能面的距離為；現(xiàn)在A物體上施加一個平行斜面斜向下的恒力F，使A由靜止向下運(yùn)動。當(dāng)A向下運(yùn)動位移x0時，B物體的機(jī)械能隨軸坐標(biāo)的變化規(guī)律如圖乙，則結(jié)合圖象可求： ?? （1）B物體最初的機(jī)械能E1和

2、上升x0時的機(jī)械能E2； （2）恒力F的大小。 2、右圖所示的實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量，即可驗證機(jī)械能守恒定律．如圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點(diǎn)，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。已知m1＝50 g、m2＝150 g，則（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字） （1）在紙帶上打下計數(shù)點(diǎn)5時的速度v＝______m/s； （2）在打下第“0”到打下第“5”點(diǎn)的過程中系統(tǒng)動能的增量ΔEk＝________ J，系統(tǒng)勢能的減少量ΔE

3、p＝______J；（取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝10 m/s2） （3）若某同學(xué)作出v2－h(huán)圖象如圖所示，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝________m/s2。. 3、一質(zhì)量為m=40kg的小孩站在電梯內(nèi)的體重計上，電梯從t=0時刻由靜止開始上升，在0到6s內(nèi)體重計示數(shù)F的變化如圖所示。試問：在這段時間內(nèi)電梯上升的高度是多少？取重力加速度g=10m/s2。 4、與打點(diǎn)計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運(yùn)動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現(xiàn)利用圖2所示裝置驗證機(jī)械能守恒定律

4、．圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為30°，1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10﹣2s、2.00×10﹣2s．已知滑塊質(zhì)量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.540m，g=9.80m/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度． ①滑塊通過光電門1時的速度v1=?????m/s，通過光電門2時的速度v2=?????m/s： ②滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為?????J，重力勢能的減少量為????

5、?J．（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）． 5、如圖所示，把質(zhì)量為0.5kg的石塊從30m高處的A點(diǎn)以300角斜向上方拋出,初速度是v0=5m/s（不計空氣阻力，取g=10m/s2）求： （1）石塊在A點(diǎn)時具有的重力勢能（以地面為參考平面）; （2）石塊落地時速度是多大. 6、一打點(diǎn)計時器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過打點(diǎn)計時器的紙帶從斜面上滑下，如圖（a）所示。用刻度尺測量斜面的高度與長度之比為1：4，小車質(zhì)量為400g，圖（b）是打出紙帶的一段，相鄰計數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)未畫出，已知打點(diǎn)計時器使用的交流電頻率為50 Hz。由圖（b）可知，打紙帶上B點(diǎn)時小車的瞬時速度vB

6、=?????m/s，打紙帶上E點(diǎn)時小車的瞬時速度vE=_???m/s，打紙帶上B點(diǎn)到E點(diǎn)過程中小車重力勢能的減少量為_??????J，此過程中小車克服阻力所做的功為?___J。（g取10m/s2，保留兩位有效數(shù)字） 7、如圖所示，光滑水平直軌道上有三個滑塊A、B、C，質(zhì)量分別為mB=m，mA=mC=2m，A、B用細(xì)繩連接，中間有一壓縮的輕彈簧 (彈簧與滑塊不栓接)。開始時A、B以共同速度v0運(yùn)動，C靜止。某時刻細(xì)繩突然斷開，A、B被彈開，然后B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，最終三滑塊速度恰好相同。求： i．B與C碰撞前B的速度 ii．彈簧具有的彈性勢能 8、一小滑塊

7、放在如圖所示的凹形斜面上，斜面固定于水平地面，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運(yùn)動了一段距離，若已知在這過程中，拉力F所做的功的大小（絕對值）為A，斜面對滑塊的作用力所做的功的大小為B，重力做功的大小為C，空氣阻力做功的大小為D，當(dāng)用這些量表達(dá)時，小滑塊的動能的改變（指未態(tài)動能減去初態(tài)動能）等于?????.滑塊的重力勢能的改變等于??????,滑塊機(jī)械能（指動能與重力勢能之和）的改變等于?????。 9、如圖所示，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b．a(chǎn)球質(zhì)量為m，靜置于地面：b球質(zhì)量為3m，用手托住，高度為h，此時輕繩剛好拉緊． 求從靜

8、止開始釋放b后，a能離地面的最大高度。 10、如圖，兩根長均為2L的圓柱形絕緣細(xì)管，用很短的一段內(nèi)壁光滑的彎管平滑連接成管道ABC，管道固定于豎直平面內(nèi)，其中 AC沿水平方向，。一柔軟勻質(zhì)絕緣細(xì)繩置于管道AB內(nèi)，細(xì)繩的右端剛好繞過管道B處連接一小球（直徑略小于管道內(nèi)徑），系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知繩和小球的質(zhì)量均為m、與細(xì)管的動摩擦因數(shù)均；細(xì)繩長L,小球帶電量為＋q，整個系統(tǒng)置于豎直向下、場強(qiáng)的勻強(qiáng)電場中，重力加速度為g。現(xiàn)對小球施加一沿BC管道向下的拉力。 （1）當(dāng)小球滑動時，拉力大小為F，求此時小球的加速度大小a； （2）求小球從開始運(yùn)動到下滑過程，系統(tǒng)改變的勢能△E

9、； （3）拉力至少需對小球做多少功，才能使整條細(xì)繩離開管口C? 11、如圖所示,在內(nèi)壁光滑的平底試管內(nèi)放一個質(zhì)量為m=10g的小球, 試管的開口端加蓋與水平軸O連接. 試管底與O相距L="5cm," 試管在轉(zhuǎn)軸帶動下沿豎直平面做勻速圓周運(yùn)動。g取10m/s，求： （1）小球從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程，重力對小球做的功及小球重力勢能的變化量； （2）轉(zhuǎn)軸的角速度達(dá)到多大時, 試管底所受壓力的最大值等于最小值的3倍； （3）轉(zhuǎn)軸的角速度滿足什么條件時,會出現(xiàn)小球與試管底脫離接觸的情況。 12、如圖A.，M、N、P為直角三角形的三個頂點(diǎn)，∠M＝37°，MP中點(diǎn)處固定

10、一電量為Q的正點(diǎn)電荷，MN是長為a的光滑絕緣桿，桿上穿有一帶正電的小球（可視為點(diǎn)電荷），小球自N點(diǎn)由靜止釋放，小球的重力勢能和電勢能隨位置x（取M點(diǎn)處x＝0）的變化圖像如圖B.所示，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。 （1）圖B中表示電勢能隨位置變化的是哪條圖線？ （2）求勢能為E1時的橫坐標(biāo)x1和帶電小球的質(zhì)量m； （3）已知在x1處時小球與桿間的彈力恰好為零，求小球的電量q； （4）求小球運(yùn)動到M點(diǎn)時的速度。 13、如圖，一個半徑為R的半球形的碗固定在桌面上，碗口水平，O點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根輕質(zhì)細(xì)線跨在碗口上，線的兩端

11、分別系有小球A和B，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時，小球A與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為60°。 (1)求小球A與小球B的質(zhì)量比mA∶mB； (2)現(xiàn)將A球質(zhì)量改為2m、B球質(zhì)量改為m，且開始時A球位于碗口C點(diǎn)，由靜止沿碗下滑，當(dāng)A球滑到碗底時，求兩球總的重力勢能改變量；(B球未碰到碗壁) (3)在(2)條件下，當(dāng)A球滑到碗底時，求B球的速度大小。 14、地面上有質(zhì)量m=2.0×103 kg的物體，用起重機(jī)將它豎直向上勻加速提升到h="10" m的高處，物體在這段上升過程中，起重機(jī)鋼繩對它的拉力F=2.1×104 N。取g="10" m/s2，將物體視為質(zhì)點(diǎn)． （1）求鋼繩

12、的拉力F所做的功WF。 （2）選擇地面為參考平面，求物體在h="10" m處的重力勢能EP。 15、某人用100N的力將一質(zhì)量為50g的小球以10m/s的速度從某一高處豎下向下拋出，經(jīng)1s小球剛好落地，不考慮空氣阻力，選地面為零勢能點(diǎn)，g=10m/s2。求： （1）小球剛拋出時的動能和勢能各多大？ （2）小球著地時的動能和勢能各多大？ 16、“滔天濁浪排空來，翻江倒海山為摧”的錢塘江大潮，被譽(yù)為天下奇觀．小莉設(shè)想用錢塘江大潮來發(fā)電，在江海交接某處建一大壩，形成一個面積為1.0×107 m，漲潮時水深達(dá)25 m的蓄水湖．，關(guān)上水閘落潮后壩內(nèi)外水位差為2 m．若發(fā)電時水重

13、力勢能的12%轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽⒅挥型顺睍r發(fā)電，每天漲潮兩次，求該電站每天能發(fā)多少電？根據(jù)圖中情景，說明圖中的A、B兩臺機(jī)器(有一臺是發(fā)電機(jī)，另一臺是電動機(jī))，哪臺是發(fā)電機(jī)？(已知水的密度ρ＝1.0 ×103 kg/m3，g＝10 m/s2) 17、如圖所示，在距水平地面高為0.4m處，水平固定一根長直光滑桿，在桿上P點(diǎn)固定一定滑輪，滑輪可繞水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動，在P點(diǎn)的右邊，桿上套有一質(zhì)量m=2kg小球A。半徑R＝0.3m的光滑半圓形細(xì)軌道，豎直地固定在地面上，其圓心O在P點(diǎn)的正下方，在軌道上套有一質(zhì)量也為m=2kg的小球B。用一條不可伸長的柔軟細(xì)繩，通過定滑輪將兩小球連接起來。桿和半

14、圓形軌道在同一豎直面內(nèi)，兩小球均可看作質(zhì)點(diǎn)，且不計滑輪大小的影響，g取10m/s2。現(xiàn)給小球A一個水平向右的恒力F＝55N。求： （1）把小球B從地面拉到P點(diǎn)正下方C點(diǎn)過程中，力F做的功； （2）把小球B從地面拉到P點(diǎn)正下方C點(diǎn)過程中，重力對小球B做的功； （3）把小球B從地面拉到P點(diǎn)正下方C點(diǎn)時，A小球速度的大??； （4）把小球B從地面拉到P點(diǎn)正下方C點(diǎn)時，小球B速度的大?。? （5）小球B被拉到離地多高時與小球A速度大小相等。 18、如圖所示，有一連通器，左右兩管的橫截面積均為S，內(nèi)盛密度為ρ的液體.開始時兩管內(nèi)的液面高度差為h，若打開底部中央的閥門K

15、，液體開始流動，最終兩液面相平.在這一過程中，液體的重力勢能變化了多少？是增加了還是減少了？如果是減少了，減少的重力勢能到哪里去了？ 19、質(zhì)量為m的小木球從離水面高度為h處由靜止釋放，落入水中后，在水中運(yùn)動的最大深度是h′，最終木球停在水面上.若木球在水中運(yùn)動時，受到的阻力恒為Fu，求： （1）木球釋放后的全部運(yùn)動過程重力做的功是多少？它的重力勢能變化了多少？ （2）全過程中水對木球的浮力做了多少功？ （3）分析木球的運(yùn)動情況，根據(jù)你現(xiàn)有的知識能否求出水的阻力Fu對木球做的總功？若能，請簡要說明思路. 20、如圖所示，直桿長為2L，中心有一轉(zhuǎn)軸O，兩端分別固定質(zhì)量為2m、m的小球a和b.當(dāng)桿從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置時，小球a和b構(gòu)成的系統(tǒng)重力勢能如何變化，變化了多少? 答案 1、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、答案 12、答案 13、答案 14、答案 15、答案 16、答案 17、答案 18、答案 19、答案 20、答案