8.2　重力势能同步练2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

新人教版高中物理必修第二册PAGEPAGE1重力势能基础过关1.关于重力势能，下列说法中正确的是()A.重力势能有正、负值，表示物体的重力势能是矢量B.只要物体在水平面以下，其重力势能就为负值C.卫星绕地球做椭圆轨道运动，当由近地点向远地点运动时，其重力势能减小D.重力势能是地球与物体所组成的系统共有的解析重力势能有正、负值，其正负表示物体的重力势能的大小，重力势能是标量，故A错误；重力势能的大小与零势能面的选取有关，在零势能面下方，物体重力势能为负值，在零势能面上方，物体重力势能为正值，在零势能面上，物体重力势能为零，故B错误；卫星绕地球做椭圆轨道运动，当由近地点向远地点运动时，其重力势能增加，故C错误；重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的，离开地球物体将不再具有重力势能，故D正确。答案D2.如图所示，一物体从A点出发，分别沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上抛出，运动后到达同一水平面上的B、C、D三点。关于重力的做功情况，下列说法正确的是()A.沿AB面滑下时，重力做功最多B.沿AC面滑下时，重力做功最多C.沿AD抛物线运动时，重力做功最多D.三种情况下运动时，重力做的功相等解析由于重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关，故D正确。答案D3.如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达eq\f(h,4)的D点时，速度为0。重力加速度为g，在这个过程中，重力做功为()A.eq\f(mgh,4) B.eq\f(3mgh,4)C.mgh D.0解析根据重力做功的公式，W＝mg(h1－h2)＝eq\f(3mgh,4)，故B正确。答案B4.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解析当弹簧变长时，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。答案C5.如图所示，撑竿跳高是运动会上常见的比赛项目，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的说法中正确的是()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达最高点之前某时刻，竿弹性势能最大D.以上说法均有可能解析竿形变量最大时，弹性势能最大，选项C正确。答案C6.升降机中有一质量为m的物体，当升降机以加速度a匀加速上升高度h时(重力加速度为g)，物体增加的重力势能为()A.mgh B.mgh＋mahC.mah D.mgh－mah解析重力势能的改变量只与物体重力做功有关，而与其他力做功无关。物体上升h过程中，物体克服重力做功mgh，故重力势能增加mgh，选项A正确。答案A7.物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，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()解析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。答案B能力提升8.如图所示，在离地面高为H处，将质量为m的小球以初速度v0竖直上抛，取抛出位置所在水平面为参考平面，重力加速度为g，则小球在最高点和落地处重力势能分别为()A.mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(veq\o\al(2,0),2g)＋H))，0 B.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，－mgHC.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，mgH D.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，mgH＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)解析小球能上升到的最高点与抛出点相距h＝eq\f(veq\o\al(2,0),2g)，所以在最高点时具有的重力势能Ep1＝mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)。落地时小球的位置在参考平面下方H处，所以落地时小球具有的重力势能Ep2＝－mgH，故选项B正确。答案B9.如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点，重力加速度为g，若将其下端向上提起使其对折，则软绳重力势能变化量为()A.mgl B.eq\f(1,2)mglC.eq\f(1,3)mgl D.eq\f(1,4)mgl解析将绳子下端向上提起使绳对折，上部分不动，下部分的重心上升的高度为h＝eq\f(1,2)l，下部分的重力为G下＝eq\f(1,2)G＝eq\f(1,2)mg，则重力做功W＝－G下eq\f(1,2)l＝－eq\f(mgl,4)，根据重力做功与重力势能变化的关系WG＝－ΔEp知，软绳重力势能变化量ΔEp＝eq\f(mgl,4)，选项D正确，A、B、C错误。答案D10.如图所示，质量不计的弹簧一端固定在地面上，弹簧竖直放置，将一小球从距弹簧自由端高度分别为h1、h2的地方先后由静止释放(不计空气阻力)，h1＞h2，小球触到弹簧后向下运动压缩弹簧，从开始释放小球到获得最大速度的过程中，小球重力势能的减少量ΔE1、ΔE2的关系及弹簧弹性势能的增加量ΔEp1、ΔEp2的关系中，正确的一组是()A.ΔE1＝ΔE2，ΔEp1＝ΔEp2 B.ΔE1>ΔE2，ΔEp1＝ΔEp2C.ΔE1＝ΔE2，ΔEp1>ΔEp2 D.ΔE1>ΔE2，ΔEp1>ΔEp2解析小球速度最大的条件是弹力大小等于重力，两种情况下，对应于同一位置，则ΔEp1＝ΔEp2，由于h1＞h2，所以ΔE1>ΔE2，B正确。答案B11.吊车以eq\f(g,4)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，求：(1)吊车钢索的拉力对物体做的功为多少；(2)重力做的功为多少；(3)物体的重力势能变化了多少。(不计空气阻力)解析(1)设吊车钢索对物体的拉力为F，物体的加速度a＝eq\f(g,4)，方向竖直向下由牛顿第二定律得mg－F＝