【志鸿优化设计】高中物理 7.4 重力势能提分训练 新人教版必修2(1).doc

4.重力势能一、选择题1.利用超导材料和科学技术可以实现磁悬浮。若磁悬浮列车的质量为20 t,因磁场间的相互作用而浮起的高度为10 mm,则该过程中磁悬浮列车增加的重力势能是(g取10m/s2)()a.20 jb.200 jc.2.0103 jd.2.0107 j解析:列车浮起的高度为10mm,增加的重力势能为ep=mgh=20103101010-3j=2.0103j,正确选项为c。答案:c2.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,下列说法正确的是()a.阻力对系统始终做负功b.系统受到的合外力始终向下c.重力做功使系统的重力势能增加d.任意相等的时间内重力做的功相等解析:下落过程中,阻力的方向始终与速度方向相反,做负功,选项a正确;加速下降时,合力方向向下,减速下降时,合力方向向上,选项b错误;重力做功使系统的重力势能减少,选项c错误;在相等的时间内,系统下落的高度不同,所以相等的时间内重力做的功不相等,选项d错误。答案:a3.以一定初速度竖直向上抛出一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小为ff,则从抛出点到返回至原出发点的过程中,下列说法中正确的是()a.空气阻力对小球做的功为零,重力对小球做的功也为零b.空气阻力对小球做的功为零,重力对小球做的功为2mghc.空气阻力对小球做的功为-2ffh,重力对小球做的功为零d.空气阻力对小球做的功为-2ffh,重力对小球做的功为2mgh解析:阻力做功与路径有关,整个过程中阻力始终做负功,故=-ffh-ffh=-2ffh;重力做功与路径无关,wg=0。答案:c4.如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,a沿固定在地面上的光滑斜面下滑,b自由下落,最后到达同一水平面,则()a.重力对两物体做功相同b.重力的平均功率相同c.到达底端时重力的瞬时功率papbd.到达底端时两物体的速度相同解析:由重力做功特点可知,下落高度相同,重力做功相同,a对。两过程所用时间不同,重力的平均功率不同,b错。下落相同高度后速度大小相同,但重力与速度方向间夹角不同,瞬时功率不同,且papb,c对,d错。答案:ac5.一根粗细均匀的长直铁棒重600n,平放在水平地面上。现将一端从地面抬高0.50m,而另一端仍在地面上,则()a.铁棒的重力势能增加了300jb.铁棒的重力势能增加了150jc.铁棒的重力势能增加量为0d.铁棒重力势能增加多少与参考平面选取有关,所以无法确定解析:铁棒的重心升高的高度h=0.25m,铁棒增加的重力势能等于克服重力做的功,与参考平面选取无关,即ep=mgh=6000.25j=150j。答案:b6.一质量为m的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升h。关于此过程,下列说法中不正确的是()a.提升过程中手对物体做功m(a+g)hb.提升过程中合外力对物体做功mahc.提升过程中物体的重力势能增加m(a+g)hd.提升过程中物体克服重力做功mgh解析:提升过程中物体的重力势能增加mgh,物体克服重力做功mgh,d说法正确,c说法错误;由牛顿第二定律可得f=mg+ma,提升过程中手对物体做功w=fh=m(g+a)h,a说法正确,同理可知b说法正确。答案:c二、非选择题7.如图所示,桌面距地面0.8m,一物体质量为2kg,放在距桌面0.4m的支架上。取g=10m/s2,求:(1)以地面为零势能位置,计算物体具有的重力势能,并计算物体由支架下落到桌面的过程中,重力势能减少多少;(2)以桌面为零势能位置时,计算物体具有的重力势能,并计算物体由支架下落到桌面过程中重力势能减少多少。解析:根据物体相对零势能位置的高度,直接应用公式计算即得。(1)以地面为零势能位置,物体的高度h1=1.2m,因而物体的重力势能ep1=mgh1=2101.2j=24j物体落至桌面时的重力势能ep2=mgh2=2100.8j=16 j物体重力势能的减少量ep=ep1-ep2=24j-16 j=8 j。(2)以桌面为零势能参考平面,物体距零势能位置的高度h1=0.4m,物体的重力势能ep1=mgh1=2100.4j=8 j物体落至桌面时,重力势能的减少量ep=8j。答案:(1)24j8j(2)8j8 j8.如图所示,圆柱形水箱高为5m,容积为50m3,水箱底部接通水管a,顶部接通水管b。开始时箱中无水,若仅使用a管或仅使用b管慢慢地将水注入,直到箱中水满为止,试计算两种情况下外界各需做多少功。(设需注入的水开始时均与箱底等高,g取10m/s2)解析:以h表示水箱的高度。水若从a管注入,整箱水的重心被升高,外界做功w