2019年高中物理课下能力提升十六第七章第4节重力势能含解析新人教版必修220190531278.wps

重力势能 基础练 一、选择题 1如图所示，甲、乙两名学生的质量都是 m，当他们分别以图示的路径登上高 h 的阶梯 顶端 A 时，他们的重力做功情况是( ) A甲的重力做功多 B乙的重力做功多 C甲、乙的重力做功一样多 D无法判断 2多选(2016·锦州高一检测)质量为 m 的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用， 4 下落的加速度为 g，在物体下落 h 的过程中，下列说法正确的是( ) 5 A物体重力做的功为 mgh B物体所受阻力做功为 mgh 5 C物体重力势能减少了 mgh D物体克服阻力所做的功为 mgh 5 3如图所示，ACP 和 BDP 是竖直平面内两个半径不同的半圆形光滑轨道，A、P、B 三点位 于同一水平面上，C 和 D 分别为两轨道的最低点，将两个质量相同的小球分别从 A 和 B 两处同 时无初速度释放，则( ) A沿 BDP 光滑轨道运动的小球的重力势能永远为正值 B两小球到达 C 点和 D 点时，重力做功相等 C两小球到达 C 点和 D 点时，重力势能相等 D两小球刚开始从 A 和 B 两处无初速度释放时，重力势能相等 4多选关于重力势能，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一物体的重力势能从5 J 变化到3 J，重力势能变大了 D重力势能的减少量等于重力对物体做的功 5多选大型拱桥的拱高为 h，弧长为 L，如图所示，质量为 m 的汽车在以不变的速率 v 由 A 点运动到 B 点(两点高度相同)的过程中，以下说法中正确的是( ) A由 A 到 B 的过程中，汽车的重力势能不变，重力始终不做功 B由 A 到 B 的过程中，汽车的重力势能的总变化量为零，重力做的总功等于零 1 C汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为零，重力先做正功，后做负功，总功为 零 D汽车的重力势能先增大后减小，上坡时重力做负功，下坡时重力做正功，总功为零 二、非选择题 6有一上端挂在墙上的长画，从画的上端到下端长 1.8 m，下端画轴重 1 N，画重 0.8 N(画 面处处均匀)，现将长画从下向上卷起来，求长画的重力势能增加了多少？ 提能练 一、选择题 1(2016·泰州高一检测)关于重力做功和重力势能，下列说法正确的是( ) A重力做功与物体运动的路径有关 B重力对物体做负功时，物体的重力势能一定减小 C物体处在零势能面以下时，其重力势能为负值 D重力势能的变化与零势能面的选取有关 2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 h 上另一斜面，当它到达 处时，速度减为零，则整个过程中，重力做功为( ) 4 mgh 3 A. B. mgh 4 4 Cmgh D0 3一条长为 L、质量为 m 的匀质轻绳平放在水平地面上，在缓慢提起全部绳子过程中， 设提起前半段绳子过程中人做的功为 W1，提后半段绳子过程中人做的功为 W2，则 W1W2等于 ( ) A11 B12 C13 D14 4多选如图所示，倾角 30° 的粗糙斜面固定在地面上，长为 l、质量为 m、粗细 均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接， 物块由静止释放后向下运动直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中 ( ) 1 A软绳重力势能共减少了 mgl 2 1 B软绳重力势能共减少了 mgl 4 C软绳重力势能的减少等于软绳的重力所做的功 D软绳重力势能的减少等于物块对它做的功与软绳克服自身重力、摩擦力所做功之和 5多选竖直上抛一个小球，从抛出到落回原抛出点的过程中，它的速度、重力势能、 位移、加速度随时间变化的函数图象(如图所示)中正确的是(不计空气阻力，以竖直向下为正 2 方向，图中曲线为抛物线，抛出点为零势能点，重力加速度 g9.8 m/s2)( ) 二、非选择题 6(2016·上海高一检测)如图所示，质量为 m 的小球，用一长为 l 的细线悬于 O 点，将 悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O 点正下方 D 处有一钉子， 2 小球运动到 B 处时会以 D 为圆心做圆周运动，并经过 C 点，若已知 OD l，则小球由 A 点运 3 动到 C 点的过程中，重力势能减少了多少？重力做功为多少？(重力加速度为 g) 答 案 基础练 1解析：选 C 因为重力做功只与物体的初、末位置有关，与运动路径无关，所以甲、 乙的重力做的功均为 mgh，C 正确。 4 2解析：选 ACD 因物体的加速度为 g，由牛顿第二定律可知，mgFfma 解得空气阻 5 1 1 力 Ff mg。重力做功 WGmgh，阻力做功 Wf mgh，A、D 正确，B 错误；重力做功与重力 5 5 势能变化的关系 WGEp，重力做正功，故重力势能减少 mgh，C 正确。 3解 析：选 D 不管选哪一平面为零势能面，A 点和 B 点相对零势能面的竖直高度均相等， 所以两小球重力势能相等，D 正确；两小球到达 C 点和 D 点时，重力势能不相等，C 错误；重 力势能 Epmgh，具有相对性，如果选 A、P、B 三点在零势能参考面上，则两球在运动过程中 的重力势能恒为负值；如果选 C 点在零势能参考面上，则两球在运动过程中的重力势能恒为正 值，A 错误；另外，重力做功跟路径无关，只取决于物体在初、末两点竖直方向的高度，两球 从开始运动到到达 C 点和 D 点时竖直高度不等，所以，重力做功不相等，B 错误。 4解析：选 CD 重力势能的大小与参考平面的选取有关，A 错误；当物体在参考平面的 下方时，距离越大，重力势能越小，B 错误；重力势能的正负号表示势能的相对大小，5 J 3 J，C 正确；由重力做功与重力势能变化的关系 WGEp可知，D 正确。 5解析：选 BD 因为 A、B 在同一高度上，汽车在运动过程中，位置先升高后降低，所 以重力先做负功，后做正功，总功为零，重力势能先增大后减小，总的变化量等于零，B、D 正确。 6解析：画面的重力势能增加了 3 l 1 Ep1G1· 0.8×1.8× J0.72 J 2 2 画轴的重力势能增加了 Ep2G2l1×1.8 J1.8 J 所以长画的重力势能增加了 EpEp1Ep22.52 J 答案：2.52 J 提能练 1解 析：选 C 重力做功与物体的运动路径无关，只与初、末位置的高度差有关，A 错误； 重力做负功时，重力势能增加，B 错误；物体在零势能面以上时，重力势能为正，在零势能面 以下时，重力势能为负，C 正确；重力势能与参考平面的选取有关，重力势能的变化与零势能 面的选取无关，D 错误。 3mgh 2解析：选 B 根据重力做功与路径无关的特点，Wmg(h1h2) ，B 正确。 4 1 1 3解析：选 C 提起前半段绳子时，前半段绳子的重心升高了 L，所以做的功 W1 mg× 4 2 1 1 1 1 1 3 L mgL，提起后半段绳子过程中，人做的功 W2mg× LW1 mgL mgL mgL 因此，W1W2 4 8 2 2 8 8 13，C 正确。 1 4解析：选 BC 选斜面顶端为参考平面，软绳重力势能共减少：mg( lsin )( 2 1 1 l) mgl，A 错误，B 正确；根据重力做功与重力势能变化的关系知，软绳重力势能的减少 2 4 等于软绳的重力所做的功，C 正确，D 错误。 5解析：选 ABC 以竖直向下为正方向，则初速度为负值最大，重力加速度为正，小球 匀减速运动到最高点速度为零，然后反向加速运动，A 正确；因为抛出点为零势能点，所以重 1 力势能最初为零，上升过程重力势能增大，下落过程则减小，回到原点变为零，又 Epmgx 2 1 mg2t2，B 正确；因为位移始终在抛出点上方，所以一直为负值，又 x gt2，C 正确；加速度 2 竖直向下，为正值，D 错误。 1 6解析：从 A 点运动到 C 点，小球下落高度 h l 3 1 故 重力做功 WGmgh mgl 3 1 重 力势能的变化量 EpWG mgl 3 负号表示小球的重力势能减少了。 1 1 答案： mgl mgl 3 3 4 5