【学练考】2021-2022学年高一人教版物理必修2练习册：7.4-重力势能-

4重力势能学问点一重力做功的计算1．将一个物体由A移至B，重力做功()A．与运动过程中是否存在阻力有关B．与物体沿直线或曲线运动有关C．与物体是做加速、减速还是匀速运动有关D．与物体初、末位置的高度差有关2．运动员跳伞将经受加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是()A．阻力对系统始终做负功B．系统受到的合力始终向下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学问点二重力势能的计算3．(多选)下列关于重力势能的说法中正确的是()A．重力势能是物体和地球所共有的B．重力势能的变化只跟重力做功有关系，和其他力做功多少无关C．重力势能是矢量，在地球表面以下为负D．重力势能的增量等于重力对物体做的功4．沿高度相同而长度和粗糙程度均不同的斜面把同一物体从底端拉到顶端，比较重力势能的变化，正确的是()A．沿长度大的粗糙斜面拉，重力势能增加最多B．沿长度小的粗糙斜面拉，重力势能增加最少C．无论长度如何，都是斜面越粗糙重力势能增加越多D．几种状况下，重力势能增加一样多5．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h高度时，物体增加的重力势能为()A．mghB．mgh＋mahC．mahD．mgh－mah6．地面上竖直放置一根劲度系数为k、原长为l0的轻弹簧，在其正上方有一质量为m的小球从h高处自由下落到轻弹簧上，弹簧被压缩，则小球速度最大时重力势能为(以地面为参考平面)()A．mg(l0－eq\f(mg,k))B.eq\f(m2g2,k)C．mgl0D．mg(h＋l0)学问点三对重力势能相对性的理解7．(多选)关于重力势能，下列说法中正确的是()A．重力势能是物体单独具有的B．重力势能有负值，因而是矢量C．重力势能是相对的，而重力势能的变化量是确定的D．将一个物体由A处移至B处，重力做正功，削减的重力势能与运动路径无关8．关于重力势能，下列说法中正确的是()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．物体与参考平面的距离越大，它的重力势能也越大C．一个物体的重力势能从－5J变化到－3J，重力势能变小了D．重力势能的削减量等于重力对物体做的功9．一个实心的正方体铁块与一个实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是(以地面处重力势能为零)()A．铁块的重力势能大于木块的重力势能B．铁块的重力势能等于木块的重力势能C．铁块的重力势能小于木块的重力势能D．上述三种状况都有可能10．关于重力做功和物体重力势能的变化，下列说法中错误的是()A．当重力对物体做正功时，物体的重力势能肯定削减B．当物体克服重力做功时，物体的重力势能肯定增加C．重力做功的多少与参考平面的选取无关D．重力势能的变化量与参考平面的选取有关11．质量是50kg的人沿着长为150m、倾角为30°的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力势能增加了多少？(g取1012.如图L7­4­1所示，质量为m的小球从高为h的斜面上的A点滚下经水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达eq\f(h,3)高处的D点时，速度为零，此过程中重力做的功是多少？(重力加速度为g)图L7­4­113．在离地80m处由静止释放一个小球，小球的质量为m＝200g，不计空气阻力，g取10m/(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．14．工人通过滑轮装置将一质量是100kg的料车沿倾角为30°的斜面由底端以加速度ɑ＝2m/s2匀加速拉到顶端，斜面长是4m，如图L7­4­2所示．若不计滑轮的质量和各处的摩擦力，求这一过程中(g取(1)人拉绳子的力做的功及料车的重力做的功；(2)料车运动到斜面顶端时克服重力做功的瞬时功率．图L7­4­24重力势能1．D[解析]重力做功只与物体初、末位置的高度差及物体质量有关，与其他因素无关．2．A[解析]无论哪个过程，阻力都做负功，选项A正确；加速下降时合力向下，减速下降时合力向上，选项B错误；系统下降，重力做正功，所以它的重力势能削减，选项C错误；由于系统做变速运动，系统在相等时间内下落的高度不同，所以重力做功不同，选项D错误．3．AB[解析]重力势能属于物体和地球所组成的系统共有的，选项A正确；重力势能的变化只跟重力做功有关系，与其他因素无关，选项B正确；重力势能是标量，选项C错误；重力势能的增量等于物体克服重力所做的功，选项D错误．4．D[解析]重力势能的变化只取决于重力做功，而重力做功与其他力是否存在无关，故同一物体的高度变化相同则重力势能变化相同．5．A[解析]重力势能的增加量等于物体克服重力做的功，选项A正确，B、C、D错误．6．A[解析]速度最大时的高度是解答本题的关键．小球自由下落到与弹簧接触时开头做加速度减小的加速运动，当加速度等于零时，其速度达到最大．此时弹簧被压缩x，则有mg＝kx，得x＝eq\f(mg,k)，以地面为参考平面．小球所处的高度H＝l0－x＝l0－eq\f(mg,k)，因此小球在速度最大时的重力势能Ep＝mgH＝mg(l0－eq\f(mg,k))．7．CD[解析]重力势能是物体和地球所组成的系统共有的，因此选项A错误；重力势能的负值表示大小并不表示方向，重力势能是标量而不是矢量，选项B错误；重力势能的大小与参考平面的选取有关，是相对的，而重力势能的变化量取决于重力做功，与参考平面的选取无关，是确定的，选项C正确；重力做正功时，重力势能削减，其削减的值取决于重力做功的多少，与运动路径无关，所以选项D正确．8．D[解析]物体的重力势能与参考平面的选取有关，同一物体在同一位置相对不同的参考平面时的重力势能不同，选项A错误．当物体在参考平面以上时，距参考平面的距离越大，重力势能越大，当物体在参考平面以下时，距参考平面的距离越大，重力势能越小，选项B错误．重力势能的正、负表示大小，－5J的重力势能小于－3J的重力势能，选项C错误．重力做的功可以量度重力势能的变化，选项D正确．9．C[解析]重力势能的值等于mgh，其中h表示的是物体重心与参考平面的高度差，因木块的重心离地面高，故木块的重力势能大．10．D[解析]重力做正功，重力势能肯定削减，选项A正确；重力做负功，重力势能肯定增加，选项B正确；重力势能的变化量由重力做功的多少来量度，取决于重力的大小以及初、末位置的高度差，与其他因素无关，选项C正确，D错误．11．－3.75×104J3.75×104J3.75×104J[解析]重力所做的功为WG＝mglcos120°＝50×10×150×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(1,2)))J＝－3.75×104J，所以人克服重力所做的功是3.75×104J，由于重力做了负功，所以重力势能增加了3.75×104J.12.eq\f(2,3)mgh[解析]依据重力做功的特点，重力做的功只与A、D两点的高度差有关，此过程中重力做的功为WG＝mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h－\f(h,3)))＝eq\f(2,3)mgh.13．(1)－40J(2)50J削减了50J[解析](1)在第2s末小球所处的高度为h＝－eq\f(1,2)gt2＝－eq\f(1,2)×10×22m＝－20m重力势能为Ep＝mgh＝0.2×10×(－20)J＝－40J.(2)在第3s末小球所处的高度为h′＝－eq\f(1,2)gt′2＝－eq\f(1,2)×10×32m＝－45m第3s内重力做功为WG＝mg(h－h′)＝0.2×10×(－20＋45)J＝50JWG＞0，所以小球的重力势能削减，且削减了50J.1