高中物理重力势能试题

如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A.B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A.B处于同一高度并恰好处于静止状态，剪断两物块之间的轻绳后A下落，B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地（   ）

A.速率的变化量不同
B.机械能的变化量不同
C.重力势能的变化量相同
D.重力做功的平均功率相同

某研究性学习小组用如图（a）所示装置验证机械能守恒定律。让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即，但直接测量摆球到达B点的速度v比较困难，现利用平抛的特性来间接地测出v。

如图（a）中，悬点正下方一竖直立柱上 放置一个与摆球完全相同的小球（OB等于摆线长），当悬线摆至B处，摆球与小球发生完全弹性碰撞（速度互换），被碰小球由于惯性向前飞出作平抛运动。在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹。用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐。用米尺量出AN的高度h₁、BM的高度h₂，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律。（已知重力加速度为g，两球的质量均为m。）
（1）根据图（b）可以确定小球平抛时的水平射程为          m。
（2）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v₀ =          。
（3）此实验中，小球从A到B过程重力势能的减少量ΔE_P =        ，动能的增加量E_K=  
若要验证此过程中摆球的机械能守恒，实验数据应满足一个怎样的关系          。（用题中的符号表示）

将一个物体以初动能E₀竖直向上抛出，设所受阻力大小恒定，落回地面时物体的动能为E₀/2。若将它以初动能4E₀竖直向上抛出，则它在上升到最高点的过程中，重力势能变化了     ；落回地面时的动能为       。

如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧后又被弹起，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则

A．时刻小球动能最大

B．时刻小球动能最大

C．～这段时间内，小球的动能先增加后减少

D．～这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能

（多选题）如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球（可视为质点）A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为α=53°和β=37°(sin37°=0.6，cos37°=0.8，sin53°=0.8，cos53°=0.6)，以最低点C所在的水平面为重力势能的参考平面，则（   ）

A．A、B两球所受弹力的大小之比为4︰3
B．A、B两球运动的周期之比为4︰3
C．A、B两球的动能之比为64︰27
D．A、B两球的重力势能之比为16︰9

质量为的滑块在沿斜面方向大小为的拉力作用下，沿倾角的固定斜面以初速度匀减速上滑。已知斜面足够长，滑块和斜面之间的动摩擦因数为。取出发点为参考点，关于滑块运动到最高点过程中产生的热量Q、机械能E、势能E_P、滑块的动能E_k随时间t、位移x变化关系的是

在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小为B的匀强磁场，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t₁时 ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区，此时线框恰好以速度 v₁做匀速直线运动；t₂时ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时线框又恰好以速度v₂做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法中正确的有：(     )

A．t1时，线框具有加速度a=3gsinθ

B．线框两次匀速直线运动的速度v1: v2=2:1

C．从t1到t2过程中，线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量

D．从t1到t2，有机械能转化为电能

竖直上抛一个小球，从抛出到落回抛出点的过程中，它的速度v、重力势能E、位移x和加速度a随时间t变化的函数图像（如图所示）中错误的是（不计空气阻力、规定竖直向下为正方向，图中曲线均为抛物线、规定抛出点所在水平面为零势能参考面）

竖直上抛一个小球，从抛出到落回抛出点的过程中，它的速度、重力势能、位移和加速度随时间变化的函数图像（如图所示）中错误的是（不计空气阻力、规定竖直向下为正方向，图中曲线均为抛物线、规定抛出点所在水平面为零势能参考面）

如右图，滑块以初速度v₀沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零。对于该运动过程，若用x、a、、、分别表示滑块下滑的位移的大小、加速度的大小、重力势能（以斜面底面所在平面为零势面）和动能，t表示时间，则下列图像最能正确描述这一运动规律的是（   ）

如图所示，足够长的粗糙斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，按住B不动，B通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，放手后B沿斜面加速上滑，C一直处于静止状态。则在A落地前的过程中

A．A的重力势能的减少量等于B的机械能的增加量
B．C一定受到水平面的摩擦力
C．水平面对C的支持力小于B、C的总重力
D．A物体落地前的瞬间受到绳子拉力的功率与其重力的功率相等

如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等。C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC=h。开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为30°。现将A、B静止释放。则下列说法正确的是

A．物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度不断增大
B．在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量
C．物块A的速度始终大于物块B的速度
D．物块A经过C点时的速度大小为

物体A的质量为m_A，圆环B的质量为m_B，通过绳子连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上，开始时连接圆环的绳子处于水平，如图所示，长度l＝4 m，现从静止释放圆环．不计定滑轮和空气的阻力，取g＝10 m/s²，求：

(1)若，则圆环能下降的最大距离h_m；
(2)若圆环下降h₂＝3 m时的速度大小为4 m/s，则两个物体的质量应满足怎样的关系？
(3)若，请定性说明小环下降过程中速度大小变化的情况及其理由。

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^o，l和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的两个光电计时器没有画出．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.00×10^-2s和2.00×10^-2s．已知滑块质量为1.00kg，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0.54m，g=9.80m/s²，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度。（计算结果保留3位有效数字）．

（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．

一个质量为m的物体以a=2g的加速度竖直向下运动，则在物体下降h高度的过程中物体的（    ）

A．重力势能减少了2mgh

B．合外力做功为mgh

C．合外力做功为2mgh

D．动能增加了mgh，重力势能减少了mgh