【同步练习】《重力势能》（人教）.docx

人民教育出版社 高中物理必修2 畅言教育重力势能同步练习 选择题图11.有关重力势能的变化，下列说法中正确的是（） A.物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是1J，物体重力势能的增加量也是1J B.只要高度相同，物体的重力势能就相同 C.物体运动中重力做功是-1J，物体重力势能减少1J D.从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能减少量是相同的2. 如图1所示，质量分布均匀的球位于水平地面上，球的质量为m、半径为R以地面为参考平面，球的重力势能为（） A.mgRB.12mgRC.0D.-mgR3.滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离，重力对他做功为2000J，物体克服阻力做功100J则物体的（） A.机械能减小了100JB.动能增加了2100J C.重力势能减小了1900JD.重力势能增加了2000J4.下列关于物体的重力势能的说法中不正确的是（） A.物体重力势能的数值随选择的参考平面的不同而不同 B.物体的重力势能实际上是物体和地球组成的系统所共有的 C.重力对物体做正功，则物体的重力势能增加 D.物体位于所选的参考平面之下时，物体的重力势能为负值图25.如图2所示，桌面距地面0.8m，一物体质量为2kg，放在距桌面0.4m的支架上下列关于重力势能的计算，正确的是（） A.重物的重力势能为24J B.重物的重力势能为8J C.重物从支架下落到地面重力势能减为零 D.因为没有选取零势面，无法计算重物的重力势能6.下列关于重力势能的说法的中，正确的是（） A.重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的 B.重力势能的大小是相对的 C.重力势能等于零的物体不可能对其他物体做功 D.铁球的重力势能一定大于木球的重力势能图37.如图3所示，一装置固定在水平地面上，AB是半径为R的14光滑圆轨道，上端A离地面的高度为H一个质量为m的小球从A点处由静止滑下，落到地面上C点若以轨道下端B所在的水平面为参考平面，关于小球的重力势能，下列说法正确的是（） A.在A点为mgRB.在B点为mgR C.在C点为mgHD.在C点的-mg（H-R）图4 填空题 8.如图4所示，A、B两点高度差h=1m，质量m=1kg的物体从A点移动到B点的过程中，重力做功 _ J，重力势能减少 _ J图59.如图所示，一质量为m的小物体（可视为质点）从高为h的斜面上端滑到斜面底端斜面固定在水平地面上此过程中，重力对物体做功WG= _ ；斜面对物体的弹力做功WN= _ 计算与推导题 11.在距地面20m高处，以10m/s的速度水平抛出一质量为1kg的物体，g取10m/s2，求： （1）第1s内物体重力势能的变化； （2）第1s末重力对物体做功的瞬时功率； （3）第1s内重力对物体做功的平均功率 12.地面上有质量m=1.0103kg的物体，用起重机将它竖直向上匀加速提升到h=10m的高处，物体在这段上升过程中，起重机钢绳对它的拉力F=1.1104N取g=10m/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=10m处的重力势能EP 答案与解析 选择题 1.D 解：A、重力势能的增加量等于克服重力做的功；物体受拉力作用向上运动，拉力做功1J，但物体重力势能的增加量不一定是1J，只有匀速上升时，重力等于拉力，则重力做的功与拉力做的功相等，此时才有物体重力势能的增加量等于1J，故A错误； B、物体的重力势能：EP=mgh，可知高度相同，不同质量的物体的重力势能不相同；故B错误； C、重力做功等于重力势能的改变量；故重力做负的1J的功，重力势能增加1J；故C错误； D、从同一高度落下的物体到达地面，由于下落的高度相同，故无论是否受摩擦力和阻力；重力势能的减少量是相同的；故D正确； 重力势能的增加量等于克服重力做的功；匀速向上运动时拉力大小等于重力；重力做的功只与重力大小和初末高度差有关，与其它力是否做功无关本题重点考查了重力做功与重力势能变化量的关系，重力势能的增加量永远等于克服重力做的功 2.A解：球的重心距地面高度为h，故球的重力势能为EP=mgh；故A正确，BCD错误 故选：A 明确球体的重力势能一般考虑球心处的高度，所以根据设定的零势能面确定重心的高度，再由mgh即可求得重力势能 本题考查重力势能确定，要注意明确重力势能与零势能面有关，同时明确球体的重力势能应考虑重心的位置 3.A解：A、除重力外，物体克服阻力做功100J，故机械能减小100J，故A正确； B、外力对物体所做的总功为2000J-100J=1900J，是正功，则根据动能定理得：动能增加1900J故B错误； C、D、重力对物体做功为2000J，是正功，则物体重力势能减小2000J故C错误，D错误； 故选：A 物体重力做功多少，物体的重力势能就减小多少根据动能定理确定动能的变化机械能减小量等于克服阻力做的功 本题关键要掌握常见的三对功能关系：总功与动能变化有关，重力做功与重力势能变化有关，除重力外的力的功与机械能变化有关 4.C 解：A、重力势能是相对量，故物体重力势能的数值随选择的参考平面的不同而不同，故A正确； B、物体的重力势能实际上是物体和地球组成的系统所共有的，故B正确； C、重力对物体做正功，则物体的重力势能减少，故C错误； D、物体位于所选参考平面之下时，其重力势能一定为负值，故D正确 本题选错误的，故选：C 明确重力势能的定义，知道重力势能是相对量，其大小与参考平面的选取有关； 同时明确重力做正功时，重力势能减小，重力做负功时，重力势能增大 本题考查重力势能的定义，要注意明确重力势能的相对性，知道重力做功与重力势能之间的关系 5.D 解：重力势能是相对的，是相对于零势能面的，该题没有选择零势能面，所以无法计算重物的重力势能，故ABC错误，D正确 故选：D 重力势能表达式Ep=mgh中，h为物体相对零势能平面的高度，可知重力势能大小和零势能面的选取有关 解决本题的关键要理解重力势能的相对性，知道重力势能大小和零势能面的选取有关 6.AB 解：A、根据重力势能的定义可以知道，重力势能是地球和物体共同具有的，故A正确 B、物体的重力势能与所选的零势能面有关，相对于不同的参考平面，物体的重力势能数值不同，故B正确； C、物体的重力势能与所选的零势能面有关，重力势能等于零的物体，高度也可以很高，所以可以对外做功，故C错误 D、物体的重力势能与所选的零势能面有关，故零势能面不同时，无法比较它们的重力势能，故D错误； 故选：AB 重力势能大小的影响因素：质量和高度，所选的零势能面，重力势能是地球和物体共同具有的 本题考查了重力势能的概念，一定要注意，物体的重力势能与所选的零势能面有关，只有零势能面相同时，才能比较重力势能大小 7.AD 解：A、取轨道下端B所在的水平面为参考平面，则A点的高度为R，所以在A点的重力势能为mgR，故A正确 B、取轨道下端B所在的水平面为参考平面，所以在B点时的重力势能为零，故B错误 C、C点在零势能面的下方，高度为-（H-R），所以在C点的重力势能为-mg（H-R），故C错误 D、由C的分析知D正确 故选AD 物体的重力势能由物体的质量和高度决定，由EP=mgh可以计算重力势能的大小 本题就是对重力势能的考查，由重力势能的定义可以直接判断 填空题8.10；10 解：质量为1kg的小球，在外力作用下从A处沿着路径运动到B处，A，B之间的高度差为1m，则重力做的功为： W=mgh=1101m=10J 则重力势能减小10J； 故答案为：10，10 重力势能增加量等于克服重力做的功，重力做功与路径无关重力做功量度重力势能的大小，重力做正功时重力势能减小，重力做负功时，重力势能增大 本题考查了重力势能变化的计算，重力势能的变化量只与初末位置有关，即只与重力做功有关，与是否有外力做功无关 9.mgh；0 解：对物体受力分析可知，物体受到的重力是竖直向下的，斜面对物体的支持力是垂直于斜面向上的，而物体的运动是沿着斜面的向下的，所以重力与位移的夹角为锐角，根据功的公式可知，重力要对物体做正功，大小为mgh，而支持力是与物体的位移的方向垂直的，所以支持力对物体不做功 故答案为：mgh；0 当力和位移的夹角为锐角时，力对物体做正功，当力和位移的夹角为钝角时，力对物体做负功，当力的方向与物体运动的方向垂直时力对物体不做功 本题考查的是学生对功的理解，根据功的定义可以分析做功的情况 计算与推导题10.解：（1）第1s内物体下落的位移h= 重力做功W=mgh=50J 故重力时能变化50J （2）死1s末物体竖直方向的速度v=gt=10m/s，故重力的功率P=mgv=100W （3）平均功率P= 答：（1）第1s内物体重力势能的变化为50J； （2）第1s末重力对物体做功的瞬时功率为100W； （3）第1s内重力对物体做功的平均功率为50W 本题主要考查：（1）物体在竖直方向做自由落体运动，根据位移公式求得下降高度，有W=mgh求得重力做功，即可判断重力势能的变化； （2）根据v=gt求得速度，有P=mgv求得瞬时