1. (2020·唐山模拟)如图所示,轻弹簧一端与墙相连,质量m=2 kg的木块沿光滑水平面以v0=5 m/s的初速度向左运动,当木块压缩弹簧后速度减为v=4 m/s时弹簧的弹性势能是 ( )
A.9 J B.16 J C.25 J D.32 J
【解析】选A。压缩过程中动能转化为势能,总能量不变,故有m =Ep+mv2,解得Ep= m-mv2=×2×(52-42) J=9 J,选项A正确。
2.如图所示为厦门某炮台的一门大炮。假设炮弹水平射出,以海平面为重力势能零点,炮弹射出时的动能恰好为重力势能的3倍,不计空气阻力,则炮弹落到海平面时速度方向与海平面的夹角为 ( )
A.30° B.45°
C.60° D.75°
【解析】选A。设抛出时炮弹的初速度为v0,高度为h,炮弹落地时的速度大小为v,方向与水平方向的夹角为α。根据机械能守恒定律得m +mgh=mv2,据题有m =3mgh,联立解得v= v0,则cosα= =,可得α=30°,选项A正确。
3.(2020·武威模拟)质量为m的均匀链条长为L,开始放在光滑的水平桌面上时,有的长度悬在桌边缘,如图所示,松手后,链条滑离桌面,问从开始到链条刚滑离桌面过程中重力势能变化量为 ( )
A.mgL B.mgL
C.-mgL D.-mgL
【解析】选C。设桌面为零势能面,开始时链条的重力势能为E1=- mg·L=-mgL,当链条刚脱离桌面时的重力势能为E2=-mg· L=-mgL,所以重力势能的变化量ΔE=E2-E1=- mgL,故选项C正确,A、B、D错误。
