2023人教版新教材高中物理必修第二册同步练习-2重力势能

第八章机械能守恒定律

2重力势能

基础过关练

题组一重力做功

1.（2022江苏淮安期中）如图所示,质量关系为0＞能＞他的三个小球分别沿三条不

同的轨道由离地高力的力点滑到同一水平地面上,轨道1、2是光滑的,轨道3是

粗糙的，重力对三个小球做的功分别为侬恢网,则下列判断正确的是（）

A.A>%=股B.弘=网＞的

C.W5法=网D.协＞叫＞第

2.（2021湖南三湘名校教育联盟期中）引体向上是中学生体育测试的项目之一，若

一个质量为50kg的普通中学生在30秒内完成12次引体向上,每次引体向上重

心上升0.4m,该学生此过程中克服重力做的功为（重力加速度g取10m/s2）

A.150JB.600JC.2400JD.6000J

题组二重力势能的理解与计算

3.（2022湖北武汉华中师大一附中期中）关于重力势能，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,重力势能增加了

C.物体与零势能面之间的距离越大,它的重力势能也越大

D.在地面上的物体具有的重力势能一定为零

4.（2022江苏无锡天一中学期中）如图所示,4〃和应W是竖直平面内两个半径不

同的半圆形光滑轨道,从P、夕三点位于同一水平面上，。和〃分别为两轨道的最

低点,将两个质量相同的小球分别从A和夕两处同时无初速度释放,则（）

A.沿灰»光滑轨道运动的小球的重力势能永远为正值

B.两小球到达。点和〃点时,重力做功相等

C.两小球到达。点和〃点时,重力势能相等

D.两小球刚开始从A和夕两处无初速度释放时,重力势能相等

5.（2022天津南开中学期中）如图所示,一张桌子放在水平地面上,桌面高为色一

质量为力的小球处于桌面上方打高处的尸点。若以桌面为参考平面，重力加速度

为g。小球从夕点下落到地面上的物点，下列说法正确的是（）

A.小球在〃点的重力势能为mg（hi+h）

B.小球在与桌面在同一水平面上的N处的重力势能为ingA

C.小球从夕点下落至"点的过程中，重力势能减少mg（h\+hD

D.小球从〃点下落至"点的过程中，重力做功侬（力M）

题组三重力做功与重力势能变化的关系

6.（2021安徽宿州三中期中）关于重力做功和重力势能的变化,下列叙述正确的是

A.做竖直上抛运动的物体,在上升阶段,重力做负功,重力势能减少

B.做竖直上抛运动的物体,在下落阶段,重力做正功,重力势能增加

C.做平抛运动的物体,重力势能在不断减少

D.物体高度降低了，重力势能可能不变

7.如图所示，

；/

——、-—

R

质量为力的小球（可视为质点），用一长为/的轻质细线悬于。点,将悬线水平拉

直,并给小球一个竖直向下的速度,让小球向下运动，。点正下方〃处有一钉子，小

球运动到夕处时会以〃为圆心做圆周运动,并经过。点。若已知0呷,重力加速

度为g,则小球由4点运动到。点的过程中（）

A.重力做功翔g/,重力势能减少款g/

B.重力做功飘”重力势能减少翔g/

C.重力做功|勿g/,重力势能减少|力g/

D.重力做功翔”重力势能增加gg/

8.（2022江西赣州期中）如图所示,一质量为m、长度为1的均匀柔软细绳PQ竖

直悬挂。用外力将绳的下端0缓慢地竖直向上拉起至"点，"点与绳的上端〃相

距打。重力加速度为g。在此过程中，绳的重力势能增加（）

A.\mglB.W7C.\mglD.\rngl

7ooZ

题组四弹性势能的理解和计算

9.（2022江苏盐城伍佑中学期中）如图所示的儿个运动过程中，物体的弹性势能增

加的是（）

T

A.如图甲，撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的弹性势能

B.如图乙,人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能

C.如图丙,模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中,橡皮筋的弹性势能

D.如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能

10.（2021河南平顶山月考）一轻质弹簧的弹力与弹簧形变量之间的关系如图甲所

示。将该弹簧下端固定在水平地面上，一质量为L8kg的物体在外力作用下缓

慢放在弹簧的上端,待物体稳定后撤去外力,物体静止在弹簧上端,弹簧处在弹性

限度内，如图乙所示。取重力加速度炉10m/s）则下列说法正确的是（）

A.弹簧的压缩量为30cm

B.弹簧的长度越长,弹簧的弹性势能越大

C.此过程中弹簧弹力对物体做的功为0.54J

D.物体静止时,弹簧的弹性势能为0.27J

答案全解全析

基础过关练

1.D三个小球的质量关系为如＞加2＞〃G下落相同的高度，根据W=mgh可知重力对三个小球做的功的关

系为用＞卬2＞电，故D正确。

2.C该学生质量为50kg,每次引体向上重心上升高度为0.4m,完成一次引体向上克服重力做功为W克

产机g/i=50xl0x0.4J=200J,全过程克服重力做功为W克=12W克l=12x200J=2400J,故C正确,A、B、D错

误。

3.B重力势能具有相对性，某个物体处于某位置，相对于不同的零势能面具有不同的重力势能，故A错

误;重力势能为负值,物体在参考平面以下，一个物体的重力势能从-5J变化到-3J,说明物体克服重力做功,

重力势能增加，故B正确;如果物体在参考平面下方，物体与零势能面之间的距离越大，重力势能越小，故C

错误;在地面上的物体，若所选的零势能面不是地面,其重力势能不等于零，故D错误。

4.D重力势能具有相对性，如果A、P、8三点在零势能面下方，则两球在运动过程中的重力势能恒为负

值，如果C点在零势能面上方,则两球在运动过程中的重力势能恒为正值，另外，重力做功跟路径无关"与

物体初、末两点的高度差有关,4、C的高度差与8、。的高度差不相等，所以两小球到达C点和。点时,

重力做功不相等，选项A、B错误;不管选哪一个水平面为零势能面,4点和B点相对于零势能面的高度

均相等，所以两小球在4和B两处的重力势能相等,C、。不在同一水平面上，相对于零势能面的高度不

相等，两小球到达C点和。点时，重力势能不相等,故选项C错误,D正确。

5.C以桌面为参考平面,小球在P点时距桌面的高度为近则小球的重力势能为,咫配小球在与桌面在

同一水平面上的N处时距桌面的高度为0,则小球的重力势能为(),故A、B错误;小球从P点下落至M

点的过程中，高度下降/+后,重力做功为W=，"g(〃l+/l2),则重力势能减少〃吆%+色),故C正确,D错误。

6.C做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力方向与位移方向相反，重力做负功，重力势能不断增加;在

下落阶段，重力方向与位移方向相同，重力做正功，物体的重力势能减少，故A、B错误;做平抛运动的物体,

重力做正功,重力势能在不断减少，故C正确;只要物体的高度降低了,重力就对物体做正功，物体重力势

能就减少，故D错误。

7.A小球由A点运动到C点的过程中，小球下落的高度为〃=?,故重力做功做尸，哂=53,重力做正功,

重力势能减少京g/,选项A正确。

8.APM段细绳的重力势能不变,MQ段细绳的重心升高了则重力势能增加AEp=|mgW=)7g/,选A,

9.B撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的弹力对运动员做正功，所以竿的弹性势能减小，故A不符合题

意;人拉长弹簧过程中，弹簧的形变量增大，弹力做负功，弹性势能增加，所以B符合题意;模型飞机用橡皮

筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹力对飞机做正功,弹性势能减小，故C不符合题意;小球被弹簧向上弹起

的过程中，弹簧的形变量减小，弹力做正功，所以弹性势能减小，故