2022-2023学年人教版必修第二册 第八章 2.重力势能 作业

PAGE9-2.重力势能1.重力做功的特点:__________________________。

2.思考:重力势能为负值的含义?3.判断下列说法正确的是__________。

①重力势能的大小与零势能参考面的选取无关。②重力势能的变化与零势能参考面的选取无关。③克服重力做功,物体的重力势能一定增加。④劲度系数不变的弹簧的弹性势能的大小取决于弹性形变的大小。⑤弹力对外做了多少功,弹性势能就增加了多少。【基础巩固组】1.(多选)下列对重力势能的理解正确的是 ()A.物体做匀速直线运动时,其重力势能一定不变B.当重力对物体做功时,该物体具有的重力势能一定变化C.物体重力势能的数值随选择的参考平面的不同而不同D.在地面上的物体,它具有的重力势能一定等于零2.关于重力做功和重力势能,下列说法正确的是 ()A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的数值大小也随之确定B.一个物体的重力势能从-5J变化到-3J,重力势能变小了C.当物体向高处运动时,克服重力做功,物体的重力势能减小D.重力做功与路径无关3.(多选)关于弹性势能,下列说法正确的是 ()A.任何发生弹性形变的物体,都具有弹性势能B.任何具有弹性势能的物体,一定发生了弹性形变C.当弹簧变长时,它的弹性势能一定增加D.弹性势能是弹簧和使它发生形变的物体所共有的4.某游客领着孩子爬山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,皮球重力为mg,球从A点滚到了山脚下的B点,高度标记如图所示,则下列说法正确的是()A.从A到B的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程中重力做的功B.从A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程中重力做的功C.从A到B重力做功mg(H+h)D.从A到B重力做功mgH5.如图所示,撑竿跳是运动会中常见的比赛项目,用于撑起运动员的竿要求具有很好的弹性,下列关于运动员撑竿跳起过程的说法正确的是 ()A.运动员撑竿刚刚触地时,竿弹性势能最大B.运动员撑竿跳起到达最高点时,竿弹性势能最大C.运动员撑竿触地后上升到最高点之前某时刻,竿弹性势能最大D.以上说法均有可能6.质量为m的小物块,从离桌面高h1处由静止下落,桌面离地面高为h2,如图所示。如果以桌面为零势能参考面,那么小物块落地时的重力势能和整个过程中重力势能的变化分别是(重力加速度为g)()A.mgh2,减少mg(h1-h2)B.mgh2,增加mg(h1+h2)C.-mgh2,增加mg(h1-h2)D.-mgh2,减少mg(h1+h2)7.如图所示,质量为m的小球从曲面左侧上的A点滚下,经过最低点后滚到曲面右侧上的B点。已知A点距最低点的高度为h1,B点距最低点的高度为h2(重力加速度为g)。求小球从A点滚到B点的过程中,重力做了多少功?小球的重力势能变化了多少?【素养提升组】8.关于重力势能的说法正确的是 ()A.重力势能仅由重物本身的因素决定B.重力势能有负值,因此说重力势能是矢量C.重力做功才有重力势能,重力不做功,物体就不具有重力势能D.重力做功引起重力势能变化9.一只100g的球从1.8m的高度处落到一个水平板上又弹回到1.25m的高度,则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10m/s2) ()A.重力做功为1.8JB.重力做了0.55J的负功C.球的重力势能一定减少0.55JD.球的重力势能一定增加1.25J10.(多选)如图所示,质量相同的A、B两小球用长度不同的两轻绳悬于等高的O1、O2点,绳长LA、LB的关系为LA>LB,将轻绳水平拉直,并将小球A、B由静止开始同时释放,取释放的水平位置为零势能的参考面,则下列说法正确的是 ()A.在下落过程中,当两小球到同一水平线L上时具有相同的重力势能B.两小球分别落到最低点的过程中减少的重力势能相等C.A球通过最低点时的重力势能比B球通过最低点时的重力势能大D.A、B两小球只要在相同的高度,它们所具有的重力势能就相等11.如图所示,在光滑水平面上有一物体,它的左端连一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上。在力F作用下物体处于静止状态,当撤去力F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中,下列说法正确的是 ()A.弹簧的弹性势能逐渐减小B.弹簧的弹性势能逐渐增大C.弹簧的弹性势能先增大再减小D.弹簧的弹性势能先减小再增大12.如图,可爱的毛毛虫外出觅食,缓慢经过一边长为L的等边三角形山丘,已知其身长为3L,总质量为m,如图头部刚到达最高点,假设小虫能一直贴着山丘前行,其头部越过山顶刚到达山丘底端时小虫的重力势能变化量为(重力加速度为g) ()A.12mgL B.3C.36mgL D.313.如图,物体A的质量为m,置于水平地面上,其上表面竖直连着一根轻弹簧,弹簧的自由长度为L,劲度系数为k,现将弹簧上端P缓慢地竖直上提一段距离H,使物体离开地面,这时物体的重力势能为(设地面的重力势能为零,重力加速度为g) ()A.mg(H-L) B.mg(H-L+mgkC.mg(H-mgk) D.mg(H-L-mg14.如图所示,质量为m的小球,用一长为l的细线悬于O点,将细线拉直成水平状态,并给小球一个向下的速度让小球向下运动,O点正下方D处有一钉子,小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动,并经过C点,若已知OD=23l,则小球由A点运动到C点的过程中,重力势能减少了多少?重力做功为多少15.吊车以g4的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h,则吊车钢索的拉力对物体做的功为多少?物体克服重力做的功为多少?物体的重力势能变化了多少?(不计空气阻力2.重力势能必备知识落实1.物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关2.物体的重力势能为负值,表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能小。3.②③④知能素养进阶1.B、C做匀速直线运动的物体,只要它的重力做功,即高度发生变化,它的重力势能就一定发生变化,A错误;重力做功是物体重力势能变化的原因,重力做功,重力势能一定发生变化,B正确;重力势能的大小是相对参考面而言的,如果选择的参考面不同,则物体的重力势能也一定不同,C正确;只有选地面为零势能面时,在地面上的物体其重力势能才为零,D错误。2.D重力势能的大小还和零势能面的选取有关,故A错误;一个物体的重力势能从-5J变化到-3J,重力势能增加了2J,故B错误;当物体向高处运动时,克服重力做功,物体的重力势能增大,故C错误;重力做功与路径无关,与初末位置高度差有关,故D正确。3.A、B发生弹性形变的物体的各部分之间,由于弹力作用而具有的势能,叫作弹性势能,所以,任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能,任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变,A、B正确;若弹簧是压缩的,则弹簧变长时,它的弹性势能减小,C错误;弹性势能是弹簧本身所具有的,D错误。4.D重力做功与路径无关,根据两点间的高度差即可求得重力所做的功;因A、B两点间的高度差为H;则重力做功W=mgH。5.C竿形变量最大时,弹性势能最大,竿刚触地时没有形变,人到最高点时,竿已由弯曲到基本完全伸直,故选项C正确。6.D以桌面为参考平面,小物块落地时在桌面下方,所以小物块落地时的重力势能为-mgh2。据重力做功与重力势能变化的关系得:W=-ΔEp,小物块下落的过程中WG=mg(h1+h2),所以小物块重力势能减少mg(h1+h2);故选D。7.【解析】重力做的功为W=mgΔh=mg(h1-h2),因为高度减小,重力做正功,所以重力势能减少,且减少的重力势能等于重力所做的功,故小球的重力势能减少了mg(h1-h2)。答案:mg(h1-h2)减少了mg(h1-h2)8.D重力势能与重物的重量、高度等有关,故A错误;重力势能是标量,其负值表示物体所在位置低于零势能面,故B错误;重力做功时重力势能发生改变,但不做功时物体也具有重力势能,故C错误,D正确。9.C整个过程重力对球做正功,其大小为W=mgΔh=mg(h1-h2)=0.55J,A、B错误;重力做正功,重力势能减少,且重力做多少正功,重力势能就减少多少,因此球的重力势能减少了0.55J,C正确,D错误。10.A、D下落过程中,当两小球到同一水平线L上时,因它们的质量相同,则具有相同的重力势能,故A正确;根据重力势能的变化与重力做功有关,即与下落的高度有关,两小球分别落到最低点的过程中减少的重力势能不相等,故B错误;取释放的水平位置为零势能的参考面,A球通过最低点时的重力势能比B球通过最低点时的重力势能小,故C错误;两小球只要在相同的高度,它们所具有的重力势能就相等,故D正确。11.D当撤去F后,物体向右运动的过程中,弹簧先由压缩状态变到原长,再伸长,所以形变量先减小后增大,则弹簧的弹性势能先减小再增大,故A、B、C错误,D正确。12.B选山丘底端为零势能面,初状态的重力势能为:Ep1=13mg×L2sin60°=312mgL,小虫头部越过山顶刚到达山丘底端时的重力势能为:Ep2=23mg×L2sin60°=36mgL,其重力势能的变化量为:ΔEp=Ep2-Ep1=36mgL-312mgL=312mgL,13.C设物体离开地面的高度为h,根据题意可知F弹=kΔx=mg则Δx=mg弹簧上端P数值上提距离为H,则物体上升高度h=H-Δx=H-mgk,已知地面为零势能面,根据重力势能公式可知Ep=mgh=mg(H-mgk),故选14.【解析】从A点运动到C点,小球下落Δh=13l故重力做功WG=mgΔh=13mgl重力势能的变化量