新教材同步备课2024春高中物理课时分层作业13重力势能新人教版必修第二册

课时分层作业(十三)重力势能◎题组一重力做功与重力势能1．如图所示，A点距地面高为h，B点在地面上，一物体沿两条不同的路径ACB和ADB由A点运动到B点，则()A．沿路径ACB重力做的功多一些B．沿路径ADB重力做的功多一些C．沿路径ACB和路径ADB重力做的功一样多D．无法判断沿哪条路径重力做的功多一些2．如图所示是跳高运动员正在飞越横杆时的情景。对运动员从起跳到图示位置的过程，下列说法正确的是()A．重力做正功，重力势能增加B．重力做正功，重力势能减少C．重力做负功，重力势能增加D．重力做负功，重力势能减少3．如图所示，静止的物体沿不同的光滑轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为H，桌面距地面高为h，物体质量为m，重力加速度为g，则以下说法正确的是()A．物体沿竖直轨道下滑到桌面上，重力势能减少最少B．物体沿曲线轨道下滑到桌面上，重力势能减少最多C．以桌面为参考平面，物体重力势能减少mgHD．以地面为参考平面，物体重力势能减少mg(H＋h)4．(2022·浙江丽水四校期中联考)每年春节前浙江农村都有打年糕的习俗，借此来寓意“年年发财、步步高升”。如图所示，打年糕时，一人将石杵一起一落挥动，另一人在石杵挥动的间隙迅速翻动米粉团，直到米粉团柔软而有弹性。已知石杵质量为20kg，每分钟上下挥动20下，每次重心上升的高度约为90cm，g取10m/s2，则人挥动石杵1min做的功约为()A．60J B．180JC．3600J D．10800J5．起重机将质量为50kg的物体从地面提升到10m高处，在这个过程中，下列说法正确的是(g取10m/s2)()A．重力做正功，重力势能减少5.0×103JB．重力做正功，重力势能增加5.0×103JC．重力做负功，重力势能减少5.0×103JD．重力做负功，重力势能增加5.0×103J◎题组二弹性势能6．关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是()A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小C．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大D．弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能7．早期的弹弓，一般用“Y”形的树枝制作，如图所示。在树枝的两头分别系上两根相同的橡皮筋，两皮筋之间用一包裹弹丸的皮块连接。将弹丸包裹在皮块间，水平向后拉到某一位置后释放，弹丸被水平射出。下列说法正确的是()A．橡皮筋被拉伸的过程中，橡皮筋的弹力做负功B．橡皮筋被拉伸的过程中，橡皮筋的弹力做正功C．弹丸被射出的过程中，橡皮筋的弹性势能不变D．弹丸被射出的过程中，皮块对弹丸做负功8．(2022·江苏苏州高新区第一中学高一检测)如图所示，质量相等的两木块中间连有一竖直轻弹簧，木块A静止在弹簧上面，设弹簧的弹性势能为Ep1。现用力缓慢向上提A，直到B恰好离开地面；B刚要离开地面时，设弹簧的弹性势能为Ep2，则关于Ep1、Ep2的大小关系及弹性势能的变化ΔEp，下列说法中正确的是()A．Ep1＝Ep2 B．Ep1>Ep2C．ΔEp>0 D．ΔEp<09．(多选)如图甲为一种儿童玩具——不倒翁，其纵截面如图乙。底部是半球形，球心为O，顶点为P。“翁”静止时直立，用手推一下上部，“翁”倾斜，放手后来回摆动若干次后重新直立静止。下列判断正确的是()A．“翁”的重心位于O点B．“翁”的重心位于O、P两点之间C．摆动中“翁”从直立变倾斜过程，重力势能增加D．摆动中“翁”从直立变倾斜过程，重力势能减少10．物体从某高度处做自由落体运动，以地面为参考平面，下列所示图像中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是()ABCD11．起重机以g4的加速度将质量为m的物体沿竖直方向匀加速地提升高度h12．在离地面80m处无初速度地释放一小球，小球质量为m＝200g，不计空气阻力，g取10m/s2，取释放点所在水平面为参考平面。求：(1)在第2s末小球的重力势能。(2)在第3s内重力所做的功和重力势能的变化。13．如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处，A、B两点水平距离为16m，竖直距离为2m，A、B间绳长为20m。质量为10kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处。以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态)()A．－1.2×103J B．－7.5×102JC．－6.0×102J D．－2.0×102J课时分层作业(十三)1234567891013CCCCDCAABCBB1．C[重力做的功与运动路径无关，只与初位置和末位置及重力的大小有关。选项C正确。]2．C[运动员从起跳到飞越横杆的过程中，重心升高，则重力做负功，重力势能增加。故选C。]3．C[重力做功与路径无关，物体滑到桌面上，重力做功为mgH，物体的重力势能减少mgH，A、B、D错误，C正确。]4．C[挥动石杵一次所做的功W＝mgh＝20×10×0.9J＝180J，1min内做的总功W总＝nW＝20×180J＝3600J，故C正确。]5．D[起重机将质量为50kg的物体从地面提升到10m高处，重力对物体做功W＝－mgh＝－50×10×10J＝－5.0×103J，克服重力对物体做多少功，重力势能增加多少，则重力势能增加5.0×103J,故D正确。]6．C[当弹簧变长时，它的弹性势能不一定增大，若弹簧处于压缩状态时，弹簧的弹性势能减小，选项A错误；若处于压缩状态，弹簧变短时，弹簧的弹性势能增大，选项B错误；在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大，选项C正确；弹簧的弹性势能与弹簧的形变量有关，弹簧在拉伸时的弹性势能不一定大于压缩时的弹性势能，选项D错误。]7．A[在橡皮筋拉伸的过程中，橡皮筋的弹力与橡皮筋的位移方向相反，则橡皮筋的弹力做负功，故A正确，B错误；弹丸被射出的过程中，橡皮筋的形变量减小，则弹性势能减小，故C错误；弹丸被射出的过程中，皮块对弹丸的力与弹丸的位移方向相同，则皮块对弹丸做正功，故D错误。]8．A[对于确定的弹簧，其弹性势能的大小只与形变量有关，设木块A静止时弹簧的形变量为x1，有kx1＝mg，设B刚要离开地面时弹簧的形变量为x2，有kx2＝mg，可知x1＝x2，所以Ep1＝Ep2，ΔEp＝0，A正确，B、C、D错误。]9．BC[假设“翁”的重心在O点，则倾斜后，支持力还是沿半径过球心，“翁”仍平衡，不会自动恢复直立，假设重心在O上方，“翁”倾斜后会倾倒，更不会自动直立，所以重心位于O、P连线上且在O点下方某处，故A错误，B正确；“翁”静止时重心位置最低，所以从直立变倾斜过程中，重心位置上升，重力做负功，重力势能增加，故C正确，D错误。]10．B[设物体开始下落时的重力势能为Ep0，物体下落高度h过程中重力势能减少量ΔEp＝mgh，故物体下落高度h时的重力势能Ep＝Ep0－ΔEp＝Ep0－mgh，即Ep-h图像为倾斜直线，B正确。]11．解析：由题意可知物体的加速度为a＝g4，方向竖直向上，物体上升的高度为h，根据牛顿第二定律可得F－mg＝ma，所以F＝mg＋ma＝54mg；故拉力做的功为WF＝Fh＝54mgh，重力做的功为WG＝－mgh，即物体克服重力做的功为mgh答案：54mghmgh增加了12．解析：(1)以释放点所在水平面为参考平面，在第2s末小球所处的高度为h＝－12gt2＝－12×10×2重力势能Ep＝mgh＝200×10-3×10×(－20)J＝－40JEp<0，说明小球在参考平面的下方。(2)在第3s末小球所处的高度为h′＝－12gt′2＝－12×10×3第3s内重力做的功为W＝mg(h－h′)＝200×10-3×10×(－20＋45)J＝50J重力做正功，重力势能减少，则小球的重力势能减少了50J。答案：(1)－40J(2)50J小球的重力势能减少了50J13．B[重力势能最小的点为最低点，由于同一根绳上张力大小相等，此时，两侧绳子与水平方