2013高考物理_考點18_重力勢能和彈性勢能

1、高考物理2009-2012年全國高考考題精選解析考點18 重力勢能和彈性勢能【考點知識方法解讀】1. 重力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān)。重力做功W=mgh。2. 重力勢能：Ep=mgh。重力勢能是相對量。重力勢能正負的物理意義是物體的重力勢能比參考面的重力勢能大還是小。3. 物體由于發(fā)生彈性形變所具有的能量叫做彈性勢能。輕彈簧的彈性勢能大小與形變量和彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)。彈簧的形變量越大，勁度系數(shù)越大，彈性勢能越大。同一輕彈簧無論壓縮或拉伸，只要形變量的絕對值相同，彈性勢能相同。4. 物體之間由于萬有引力作用而具有的能量叫做引力勢能?！咀钚氯旮呖嘉锢砭x解析】1. （2012福建理

2、綜）如圖，表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪，小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪（不計滑輪的質(zhì)量和摩擦）。初始時刻，A、B處于同一高度并恰好靜止狀態(tài)。剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物塊A速率的變化量不同B機械能的變化量不同C重力勢能的變化量相同D重力做功的平均功率相同2（2010福建理綜）如圖6(甲)所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t=0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力隨時間t變化的圖像如圖6(乙)如示

3、，則At1時刻小球動能最大Bt2時刻小球動能最大Ct2t3這段時間內(nèi)，小球的動能先增加后減少Dt2t3這段時間內(nèi)，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能錯誤。3.（2011新課標理綜）一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，至最低點時距水面還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略，運動員可視為質(zhì)點，下列說法正確的是A運動員到達最低點前重力勢能始終減小B蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負功，彈性勢能增加C蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒D蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關(guān)3.答案：ABC4（2011全國理綜卷）我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時軌道

4、”上繞地球運行(即繞地球一圈需要24小時)；然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達“48小時軌道”和“72小時軌道”；最后奔向月球。如果按圓形軌道計算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比， A衛(wèi)星動能增大，引力勢能減小B衛(wèi)星動能增大，引力勢能增大 C衛(wèi)星動能減小，引力勢能減小D衛(wèi)星動能減小，引力勢能增大【答案】：D【解析】：變軌后軌道半徑增大，速度減小，衛(wèi)星動能減小，引力勢能增大，選項D正確。【點評】衛(wèi)星正常運行時動能和引力勢能之和保持不變。5（2010上海理綜）高臺滑雪運動員騰空躍下，如果不考慮空氣阻力，則下落過程中該運動員機械能的轉(zhuǎn)換關(guān)系是A動能減少，重力勢能減少 B動能減少，重力勢

5、能增加C動能增加，重力勢能減少 D動能增加，重力勢能增加6.（2011北京理綜卷）如圖所示，長度為l的輕繩上端固定在O點，下端系一質(zhì)量為m的小球（小球的大小可以忽略）。（1） 在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為，小球保持靜止，畫出此時小球的受力圖，并求力F的大小。 （2） 由圖示位置無初速度釋放小球，求當小球通過最低點時的速度大小及輕繩對小球的拉力。不計空氣阻力。6.【解析】：（1）受力圖見右。根據(jù)平衡條件，應滿足Tcos=mg，Tsin=F拉力大小F=mgtan。（2）運動中只有重力做功，系統(tǒng)機械能守恒，mgl(1-cos)=mv2。則通過最低點時，小球的速度大小v=根據(jù)牛頓第二定

6、律 ，T-mg=m，解得輕繩對小球的拉力T=mg+m= mgl(3-2cos)，方向豎直向上。【點評】此題考查受力分析、電場力、平衡條件、機械能守恒定律、牛頓運動定律等知識點。7（2011福建理綜卷）如圖為某種魚餌自動投放器中的投餌管裝置示意圖，其下半部AB是一長為2R的豎直細管，上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管，管口沿水平方向，AB管內(nèi)有一原長為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧。投餌時，每次總將彈簧長度壓縮到0.5R后鎖定，在彈簧上段放置一粒魚餌，解除鎖定，彈簧可將魚餌彈射出去。設質(zhì)量為m的魚餌到達管口C時，對管壁的作用力恰好為零。不計魚餌在運動過程中的機械能損失，且鎖定和解除鎖定時，均不改變彈

7、簧的彈性勢能。已知重力加速度為g。求：（1） 質(zhì)量為m的魚餌到達管口C時的速度大小v1;（2） 彈簧壓縮到0.5R時的彈性勢能Ep;（3） 已知地面與水面相距1.5R，若使該投餌管繞AB管的中軸線OO在角的范圍內(nèi)來回緩慢轉(zhuǎn)動，每次彈射時只放置一粒魚餌，魚餌的質(zhì)量在到m之間變化，且均能落到水面。持續(xù)投放足夠長時間后，魚餌能夠落到水面的最大面積S是多少？7.解析：此題考查平拋運動規(guī)律、牛頓運動定律、豎直面內(nèi)的圓周運動、機械能守恒定律等知識點。（1）質(zhì)量為m的魚餌到達管口C時做圓周運動的向心力完全由重力提供，則mg=m，解得 v1=. 4.5R=gt2，x1=v1t+R，由式解得x1=4R. 當魚餌的質(zhì)量為2m/3時，設其到達管口C時速度大小為v2，由機械能守恒定律有Ep=mg(1.5R+