第八章　作业29　重力势能-2025版高一物理必修二

作业29重力势能1~7题每题7分，共49分考点一重力做功1.如图所示，质量关系为m1>m2>m3的三个小球分别沿三条不同的轨道1、2、3由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、3是光滑的，轨道2是粗糙的，重力对小球做的功分别为W1、W2、W3，则下列判断正确的是()A.W1>W2=W3 B.W1=W3>W2C.W1=W2=W3 D.W1>W2>W32.某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中质量为m的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A.从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功B.从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功C.从A到B重力做功mg(H+h)D.从A到B重力做功mgH考点二重力势能3.(2023·天津市高一期末)关于重力势能，下列说法正确的是()A.重力势能的变化与物体实际经过的路径有关B.重力势能的变化只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关C.重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表面以下为负D.在地面上的物体，它的重力势能一定等于零4.(2023·连云港市高一期中)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1运动到3的过程中，重力做的功为2mghC.足球由2运动到3的过程中，重力势能减少了mghD.如果没有选定参考平面，就无法确定重力势能变化了多少5.广西壮族“三月三”是壮族人民的传统节日，该节日民族活动很丰富，其中抛绣球是男女青年最喜欢的项目。假设某一青年女子在楼上将绣球水平抛出，抛出点离地4.5m，绣球质量0.6kg，在离地2.0m处被一男青年抢到。重力加速度取10m/s2，在绣球被抛出至被抢到的过程中，下列说法正确的是()A.重力做功15JB.重力势能增加了15JC.若以抛出点为参考平面，绣球被抢到时的重力势能为-27JD.若以地面为参考平面时，上述过程中绣球重力势能的变化量最大考点三弹性势能6.(2024·盐城市高一期中)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加B.当弹簧变短时，它的弹性势能一定减少C.弹簧拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能D.在拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，它的弹性势能越大7.如图所示，在光滑水平面上有一物体与水平轻质弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，在水平力F的作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动。在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是()A.弹簧的弹性势能逐渐减小B.弹簧的弹性势能逐渐增大C.弹簧的弹性势能先增大后减小D.弹簧的弹性势能先减小后增大8~10题每题9分，11题14分，共41分8.一根粗细均匀的长直铁棒重力为600N，平放在水平地面上。现将其一端从地面抬高0.50m，而另一端仍在地面上，则铁棒()A.重力势能增加150J B.重力势能增加300JC.克服重力做功400J D.克服重力做功600J9.如图所示，一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距13l。重力加速度大小为gA.19mgl B.1C.13mgl D.110.(2023·沈阳市高一期末)如图所示，质量为m的物块与弹簧连接，静止在倾角为θ的光滑斜面上，且弹簧与斜面平行。用一外力使物块缓慢沿斜面运动直至弹簧恢复原长，重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k。该过程中，下列说法正确的是()A.弹簧弹力做负功B.弹簧的弹性势能一直增大C.物块的重力势能增加了mD.物块的重力势能增加了m11.(14分)在离地面80m处无初速度释放一小球，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)(6分)在第2s末小球的重力势能；(2)(8分)在第3s内重力所做的功和重力势能的变化量。(10分)12.一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1.8kg的物体在外力作用下缓慢放在竖直弹簧的上端，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，取重力加速度大小g=10m/s2，则下列说法正确的是()A.弹簧的压缩量为30cmB.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0.54JD.物体静止时，弹簧的弹性势能为0.27J

答案精析1.D[重力做功W=mgh，h相等，由于m1>m2>m3，所以W1>W2>W3，故D正确。]2.D[重力做功与物体的运动路径无关，只与物体初、末位置的高度差有关。从A到B的高度差是H，故从A到B重力做的功是mgH，选项D正确。]3.B[重力势能的变化跟高度变化有关，与实际路径无关，A错误；重力势能的变化与重力做功之间的关系为WG=-ΔEp，与其他力做功无关，B正确；重力势能是标量，物体在参考平面以上为正，在参考平面以下为负，而参考平面的选取是任意的，因参考平面选取不同，则在地面上的物体的重力势能不一定等于零，故C、D错误。]4.C[足球由1运动到2的过程中，高度增加，重力做负功，重力做功为-mgh，A错误；足球由1运动到3的过程中，足球初、末位置的高度一致，重力不做功，B错误；足球由2运动到3的过程中，足球的高度越来越低，重力做正功，重力势能减少，2、3两位置的高度差是h，所以重力势能减少了mgh，C正确；分析重力势能的变化，只要找出高度的变化即可，与参考平面的选取没有关系，D错误。]5.A[重力做功为WG=mgΔh=0.6×10×(4.5-2.0)=15J，A正确；重力做正功，重力势能减小，故重力势能减少了15J，B错误；若以抛出点为参考平面，绣球被抢到时的重力势能Ep=-mg(h-h1)=-0.6×10×(4.5-2)J=-15J，C错误；重力势能的变化量与重力做功对应，与参考平面的选取无关，D错误。]6.D[当弹簧始终处于压缩状态时，弹簧变长后弹性势能将减小，弹簧变短后弹性势能将增大，故A、B错误；弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量有关，在弹簧劲度系数k相同，弹簧拉伸和压缩的形变量相等的情况下，两者弹性势能相等，故C错误；在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大，故D正确。]7.D[由于在水平力F的作用下物体处于静止状态，此时弹簧处于压缩状态，撤去力F后，在物体向右运动的过程中，弹簧先恢复到原长，然后继续伸长，弹簧的弹力对物体先做正功后做负功，所以弹簧的弹性势能先减小后增大，故D正确。]8.A[由几何关系可知铁棒的重心上升的高度为h=12×0.5m=0.25m，克服重力做功W克G=Gh=600×0.25J=150J，故铁棒重力势能增加150J，故选A。9.A[由题意可知，PM段细绳的重力势能不变，MQ段细绳的重心升高了l6，则重力势能增加ΔEp=23mg·l6=19mgl，故选项A正确，B、C10.D[对物块受力分析，弹簧弹力沿斜面向上，弹簧处于伸长状态，用一外力使物块缓慢沿斜面运动直至弹簧恢复原长，弹簧弹力做正功，弹簧弹性势能减小，故A、B错误；物块静止时，根据受力平衡有mgsinθ=kx，弹簧恢复原长的过程中，物块的重力势能增加了ΔEp=mgxsinθ=m2g2sin11.(1)-40J(2)50J减少50J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h=-12gt2=-12×10×22m=-20重力势能Ep=mgh=0.2×10×(-20)J=-40J(2)在第3s末小球所处的高度h'=-12gt'2=-12×10×32m=-45第3s内重力做功W=mg(h-h')=0.2×10×(-20+45)J=50J，重力势能的