2024年高中物理第七章机械能守恒定律第四节重力势能训练含解析新人教版必修2

PAGE5-重力势能A级抓基础1．关于重力做功和物体的重力势能，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．物体克服重力做功时，物体的重力势能肯定增加C．地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值D．重力做功的多少与参考平面的选取无关解析：重力做正功时，物体由高处向低处运动，重力势能肯定削减，反之物体克服重力做功时，重力势能肯定增加，故选项A、B正确；重力势能的大小与参考平面的选取有关，故选项C错误；重力做多少功，物体的重力势能就改变多少，重力势能的改变量与参考平面的选取无关，所以重力做功多少与参考平面的选取无关，故选项D正确．答案：C2．如图所示，质量为m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中达到的最高点位置2的高度为h，已知重力加速度为g.下列说法正确的是()A．足球由1运动到2的过程中，重力做的功为mghB．足球由2运动到3的过程中，重力势能削减了mghC．足球由1运动到3的过程中，重力做的功为2mghD．因为没有选定参考平面，所以无法确定重力势能改变了多少解析：足球由1运动到2的过程中，物体高度上升，重力做负功，所以重力做的功为－mgh，A错误；足球由2运动到3的过程中，重力做正功，重力势能削减了mgh，B正确；足球由1运动到3的过程中，高度没有改变，所以重力做功为零，C错误；重力势能改变量与参考平面无关，重力势能大小与参考平面有关，D错误．答案：B3．如图所示，静止的小球沿不同的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，则以下说法正确的是()A．小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最少B．小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最多C．以桌面为参考面，小球的重力势能的削减量为mghD．以地面为参考面，小球的重力势能的削减量为mg(H＋h)解析：静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，由于高度差相同，所以重力做功相同，故A、B错误；重力势能的改变量与零势能平面的选取无关，重力做的正功等于重力势能的减小量，重力做功为mgh，则重力势能的减小量为mgh，故C正确，D错误．答案：C4.如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则()A．沿轨道1滑下重力做功多B．沿轨道2滑下重力做功多C．沿轨道3滑下重力做功多D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多解析：重力做的功等于重力乘以物块沿竖直方向的位移，因此物块沿各个轨道滑下时重力做的功相同，故D正确．答案：D5．如图所示，质量为m的小球从高度为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，当它到达高为eq\f(h,4)的D点时，速度为零，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：A、D间的高度差Δh＝h－eq\f(1,4)h＝eq\f(3,4)h，则重力做功W＝eq\f(3,4)mgh，则B正确，A、C、D错误．答案：B6．运动员跳伞将经验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．系统受到的合外力始终向下C．重力做功使系统的重力势能增加D．随意相等的时间内重力做的功相等解析：由于阻力的方向始终与运动方向相反，因此阻力始终做负功，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；系统始终向下运动，因此重力始终做正功，重力势能削减，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肯定相等，故重力做的功不肯定相等，选项D错误．答案：A7．如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点，若将其下端向上提起使其对折，则做功至少为()A．mgl B.eq\f(1,2)mglC.eq\f(1,3)mgl D.eq\f(1,4)mgl解析：将软绳下端向上提起，相当于把下半段向上移动了eq\f(l,2)，重力势能增加了eq\f(1,2)mg·eq\f(l,2)＝eq\f(1,4)mgl，即外力至少要做的功为eq\f(1,4)mgl，D正确．答案：DB级提实力8．如图所示，在光滑的桌面上有一根匀称松软的质量为m、长度为l的绳子，绳子的eq\f(1,4)悬于桌面下，从绳子起先下滑至绳子刚好全部离开桌面的过程中，重力对绳子做功为多少？绳子的重力势能改变量为多少(桌面离地面高度大于l)?解析：取桌面为参考平面，刚起先时绳子的重力势能为Ep1＝eq\f(1,4)mg×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(1,8)l))＝－eq\f(1,32)mgl，当绳子刚好全部离开桌面时，绳子的重力势能为Ep2＝mg×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(1,2)l))＝－eq\f(1,2)mgl，则ΔEp＝Ep2－Ep1＝－eq\f(1,2)mgl－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(1,32)mgl))＝－eq\f(15,32)mgl，由W＝－ΔEp知重力做功eq\f(15,32)mgl.答案：eq\f(15,32)mgl－eq\f(15,32)mgl9．如图所示，一质量为m、边长为a的正方体物块与地面间的动摩擦因数为μ＝0.1.为使它水平移动距离a，可以用将它翻倒或向前缓慢平推两种方法，则下列说法中正确的是()A．将它翻倒比平推前进做功少B．将它翻倒比平推前进做功多C．两种状况做功一样多D．两种状况做功多少无法比较解析：使物体水平移动距离a，若将它翻倒一次，须要克服重力做功，使其重心位置由离地h1＝eq\f(a,2)增加到h2＝eq\f(\r(2),2)a，所以至少须要做功W1＝mg(h2－h1)＝eq\f(1,2)mg(eq\r(2)－1)a；而缓慢平推须要做功W2＝μmga＝0.1mga<W1.答案：B10．物体做自由落体运动，以下有关其相对于地面的重力势能与下落速度的关系图中正确的是()解析：设物体原来高度为h0，具有重力势能为Ep0＝mgh0，下落过程中有Ep＝mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h0－\f(1,2)gt2))＝Ep0－eq\f(1,2)mg2t2＝Ep0－eq\f(1,2)mv2，即C正确．答案：C11.如图所示，一个质量为M的物体放在水平地面上，物体上方安装一个长度为l、劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离．在这一过程中，P点的位移(起先时弹簧处于原长)是H，则物体重力势能的增加量为()A．MgH B．Mg＋eq\f(（Mg）2,k)C．MgH－eq\f(（Mg）2,k) D．MgH－eq\f(Mg,k)解析：P点缓慢向上移动时，设弹簧伸长Δx，物体距离地面高为h，则有H＝h＋Δx，物体增加的重力势能等于克服重力所做的功，即ΔEp＝Mgh，P点缓慢向上移动过程中，物体处于平衡状态，物体受重力Mg和弹簧的弹力，依据二力平衡的条件和胡克定律，有kΔx＝Mg，所以Δx＝eq\f(Mg,k)，故h＝H－Δx＝H－eq\f(Mg,k)，物体增加的重力势能ΔEp＝Mgh＝Mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H－\f(Mg,k)))＝MgH－eq\f(（Mg）2,k)，所以选项C正确．答案：C12．如图所示，在半径为R质量分布匀称的铅球中挖取一球形空穴，空穴与原球面最高点相切，并通过铅球的球心，在未挖去空穴前铅球的质量为m，挖去空穴后的铅球相对水平地面的重力势能是多大？解析：采纳补偿法；挖去球的