2019高中物理第7章4重力势能精练(含解析)新人教必修2

2019高中物理第7章4重力势能精练(含分析)新人教必修22019高中物理第7章4重力势能精练(含分析)新人教必修224/24薃PAGE24莁袁薈薄肇袆羄艿肃膂蚁袂肇蒅莅膀蒁聿莀蒄膆肄螆螆膃芀腿螂芆蚃膇蚆蚁薁膂芄莆蒆芄蚆莃蒈羁薂蒆肆蚅薆肅螀螀肅薆蚅肆蒆薂羁蒈莃蚆芄蒆莆芄膂薁蚁蚆膇蚃芆螂腿芀膃螆螆肄膆蒄莀聿蒁膀莅蒅肇袂蚁膂肃艿羄袆肇薄薈袁莁艿薃芇羇肂衿蚀袃荿蒇莄袇螄肁葿膂葿羆螅螇芁节蒂蚄蕿薅膅蚇羃艿芀羂虿膄薆薇莁蒀罿薄蝿螃螃蒇膃螁螈螂袈蚆膄蒈薁蚈螁莄袈芅薅莈芃衿薀蚂羈袄羆芈螁膁荿膄肈蒄莇膈蒃莂莂蒃膈莇蒄肈膄荿膁螁芈羆袄羈蚂薀衿芃莈薅芅袈莄螁蚈薁蒈膄蚆袈螂螈螁膃蒇螃螃蝿薄罿蒀莁薇薆膄虿羂芀艿羃蚇膅薅蕿蚄蒂节芁螇螅羆葿膂葿肁螄袇莄蒇荿袃蚀衿肂羇芇薃艿莁袁薈薄肇袆羄艿肃膂蚁袂肇蒅莅膀蒁聿莀蒄膆肄螆螆膃芀腿螂芆蚃膇蚆蚁薁膂芄莆蒆芄蚆莃蒈羁薂蒆肆蚅薆肅螀2019高中物理第7章4重力势能精练(含分析)新人教必修2

重力势能

1.如图7-4-7所示，某物体分别沿三条不相同的轨道，由离地h高的A点滑至B点，轨

道Ⅱ圆滑，轨道Ⅰ、Ⅲ均有摩擦，则重力做功多少的情况是()

图7-4-7

A．沿轨道Ⅰ滑下多

B．沿轨道Ⅱ滑下多

C．沿轨道Ⅲ滑下多

D．沿三条轨道滑下时重力做功相等

【分析】重力做功只与初、末地址的高度差有关，故D正确．

【答案】D

2．关于重力势能，以下说法中正确的选项是()

A．某个物体处于某个地址，重力势能的大小是唯一确定的

B．重力势能为零的物体，不能能对其他物体做功

C．物体做匀速直线运动时，重力势能必然不变

D．只要重力做功，重力势能必然变化

【分析】由重力势能的表达式Ep＝mgh可知，由于高度h拥有相对性，重力势能的大

小也拥有相对性，即处于某个地址的某个物体，在选择不相同的参照平面时，重力势能的大小

是不相同的．因此选项A不正确；重力势能的大小拥有相对性，其大小与参照平面的采用有关，

因此重力势能为零的物体，是指物体处于参照平面上，其实不能够表示物体不拥有做功的本领．如

在地面上流动的一薄层水，若取地面为参照平面，则其重力势能为零，但当这些水流向更低

处时仍可对其他物体做功．因此选项B不正确；物体的重力势能是由物体的重力和物体的高1

度共同决定的，只要物体的高度发生变化，物体的重力势能就必然发生变化．比方当物体沿

斜面匀速下滑时，高度减小，重力势能将减小．应选项C错误；重力的方向总是竖直向下的，

重力做功时物体的高度必然发生变化，重力势能也必然发生变化．可见选项D正确．

【答案】D3．(多项选择)如图7-4-8所示，一物体从A点沿粗糙面与圆滑面分别滑到同一水平ABAC面上的B点与C点，则以下说法中正确的选项是()图7-4-8

A．沿AB面重力做功多

B．沿两个面重力做的功相同

C．沿AB面重力势能减少得多

D．沿两个面减少的重力势能相同

【分析】物体重力做功的多少只与它运动的初、末地址的高度差有关，与其他因素无关，因此沿两个面重力做的功相同，A错误，B正确；由于重力势能的变化总等于重力所做的功，故沿两个面减少的重力势能相同，C错误，D正确．【答案】BD的小球，从桌面以上h1A点落到地面的B点，桌面高h2＝0.8m．以桌面为参照平面，g取10m/s2，以下说法正确的选项是()A．小球在A点的重力势能为6JB．小球在B点的重力势能为4JC．小球从A点下落到B点的过程中重力势能减少了6JD．小球从A点下落到B点的过程中重力做的功为－6J【分析】小球在A点时的重力势能p＝＝0.5×10×0.4J＝2J；小球在B点时EAmghA的重力势能E＝mgh＝0.5×10×(－0.8)J＝－4J；小球从A点下落到B点的过程中减少pBB2

的重力势能等于这一过程重力做的功，即Ep＝mghAB＝0.5×10×1.2J＝6J.

【答案】C

5．质量相等的均质娇嫩细绳A、B平放于水平川面，绳A较长．分别捏住两绳中点缓慢

提起，直至全部走开地面，两绳中点被提升的高度分别为hA、hB，上述过程中战胜重力做功

分别为WA、WB.若()

A．hA＝hB，则必然有WA＝WB

B．hA>hB，则可能有WA<WB

C．hA<hB，则可能有WA＝WB

D．hA>hB，则必然有WA>WB

【分析】战胜重力做的功等于重力势能的增加量，两绳都走开地面时，若hA＝hB或

hA<hB，则绳A的重心低于绳B的重心，战胜绳A的重力做的功较小，因此WA<WB，选项A、C

错；若hA>hB，则绳A的重心可能比绳B的高，也可能低，也可能等高，因此战胜绳A的重

力做的功可能比战胜绳B的重力做的功大，也可能小，还可能相等，应选项B对、D错．

【答案】B

6．运动员跳伞将经历加速、减速下降两个过程，将人和伞看作一个系统，在这两个过

程中，以下说法正确的选项是()

A．阻力对系一致直做负功

B．系统碰到的合外力向来向下

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

【分析】由于阻力的方向向来与运动方向相反，因此阻力向来做负功，选项A正确；

系统在减速下降过程中所受合外力的方向与运动方向相反，即合外力向上，选项B错误；系

统素来向下运动，因此重力素来做正功，重力势能减小，选项C错误；由于系统做变速运动，

因此在相等的时间内下落的高度不用然相同，故重力做的功不用然相等，选项D错误．

【答案】A

7．(2014·大同高一检测)一根粗细均匀的长直铁棒重600N，平放在水平川面上．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300J

B．铁棒的重力势能增加了150J

C．铁棒的重力势能增加量为0

D．铁棒重力势能增加多少与参照平面采用有关，因此无法确定

【分析】铁棒的重心高升的高度h＝0.25m，铁棒增加的重力势能等于战胜重力做的

功，与参照平面采用没关，即EP＝mgh＝600×0.25J＝150J，故B正确．

【答案】B3

8．物体做自由落体运动，其有关于地面的重力势能与下落速度的关系，图中正确的选项是

()

【分析】设物体原来高度为h0，拥有重力势能为Ep0＝mgh0，下落过程中有Ep＝mg(h0

1212212－gt)＝Ep0－mgt＝Ep0－mv，即C正确．222

【答案】C

9．如图7-4-9所示，在水平川面上平铺着n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h.若是

工人将砖一块一块地叠放起来，那么工人最少做功()

图7-4-9

1A．n(n－1)mghB.2n(n－1)mghC．(＋1)mghD.1(＋1)mghnn2nn4【分析】本题要点在于分析各块砖的重心地址变化情况，从而找出n块砖的重力势能变化．把n块砖看做一个整体，其总质量是M＝nm，以地面为零势能面，n块砖都平放在地上hnmgh时，其重心都在2高处，因此这n块砖的初始重力势能为E1＝2.当n块砖叠放在一起时，其总高度为H＝nh，其总的重心地址在Hnh2＝2处，因此末态重2Hn2mgh力势能为E＝nmg＝，人做的功最少等于重力势能的增量，即22W＝Ep＝E2－E1＝nn－1mgh2.【答案】B10．国际田联室内同意赛斯德哥尔摩站比赛中，俄罗斯撑竿跳巨星伊辛巴耶娃以

的成绩打破了她自己保持的室内撑竿跳世界纪录，这是她个人第28次打破世界纪录．已知

伊辛巴耶娃身高1.74m，体重65kg，则她从起跳到跳过5.01m的过程中，为战胜重力至

少要做多少功？她的重力势能改变了多少？(g取10m/s2)

【分析】伊辛巴耶娃身高1.74m，人的重心大体在人身高的一半的地址，即

处，在撑竿跳的过程中，人的重心高升的高度为

h

战胜重力所做的功为

W＝mghJ＝2691J重力势能增加了2691J.【答案】2691J2691J11．如图7-4-10所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，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＝2，则小球由A点运动到COD3l点的过程中，重力势能减少了多少？重力做功为多少？

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图7-4-10

1【分析】从A点运动到C点，小球下落h＝3l，G1故重力做功W＝mgh＝3mgl，重力势能的变化量Ep＝－WG＝－31mgl，负号表示小球的重力势能减少了．

1【答案】3mgl3mgl

(2013·威海高一检测)如图7-4-11所示，有一条长为L、质量为m的均匀金属链

条，一半长度在圆滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，以斜面最高点为重力势能的零点，求：

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图7-4-11

开始时和链条恰巧从右侧全部滑出斜面时重力势能各是多大？

此过程中重力势能减少了多少？

【分析】(1)开始时，左边一半链条重力势能为

m