2020届高考物理二轮专题训练试题：重力做功与重力势能

《2020届高考物理二轮专题训练试题：重力做功与重力势能》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考物理二轮专题训练试题：重力做功与重力势能（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、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，倾角为 30 0， 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

2、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 m150 g、m2150 g ，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 Ek_ J ， 系统势能的减少量Ep_J ；（取当地的重

3、力加速度g10 m/s 2） （3）若某同学作出v2h 图象如图所示，则当地的重力加速度g _m/s 2。. 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/s 2。 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

4、，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 102s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/s 2，取滑 块经过光电门时的速度为其平均速度 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 ： 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

5、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 300角斜向上方 抛出,初速度是 v0=5m/s（不计空气阻力，取g=10m/s 2）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50 Hz。由图（ b）可知，打纸带上B 点时 小车的瞬时速度 vB= m

6、/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/s 2，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： iB 与 C 碰撞前 B 的速度 ii弹簧具有的弹性势能 8、一

7、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 ba 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

8、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。 （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；

9、 （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，M37 ，MP 中点处 固定一电量为Q

10、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 x0）的变化图像如图B.所示，取 sin 37 0.6，cos 37 0.8。 （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

11、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 mAmB； (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=2.010 3 kg 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 10 4 N。取 g=10 m/

12、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 10m/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/s 2。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 1.0 107 m ，涨潮时水深达 25 m 的蓄水

13、湖，关上水闸落潮后坝内外水位差为 2 m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 1.0 103 kg/m3 ，g10 m/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 R0.3m 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=

14、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/s 2。 现给小球 A 一个水平向右的恒力F55N。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； （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。

15、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 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 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