高中物理必修二新人教版課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)7-4重力勢(shì)能

課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)十五重力勢(shì)能(15分鐘·30分)一、選擇題(本題共5小題,每題4分,共20分)1.(2020·廈門高一檢測(cè))一位同學(xué)將一本掉在地板上的物理必修2課本慢慢撿回到課桌上,則該同學(xué)對(duì)教科書(shū)做功大約為(重力加速度g取10m/s2) ()J B.0.4JC.4J D.40J【解析】選C。課本大約重6N,桌面高度大約為0.7m,慢慢撿起認(rèn)為一直處于平衡狀態(tài),同學(xué)提供的支持力等于重力并且做正功W=FL=mgh=4.2J。C正確。2.沿著高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面將同一物體分別從底端拉到頂端,下列說(shuō)法正確的是 ()A.沿坡度小的斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)物體克服重力做功多B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)物體克服重力做功多C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)物體克服重力做功多D.不管沿怎樣的斜面運(yùn)動(dòng),物體克服重力做功相同,物體增加的重力勢(shì)能也相同【解析】選D。重力做功與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān),只與初、末狀態(tài)物體的高度差有關(guān),不論是光滑路徑還是粗糙路徑,也不論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng),物體克服重力做多少功(重力做多少負(fù)功),它的重力勢(shì)能就增加多少。3.起跳摸高是同學(xué)們經(jīng)常進(jìn)行的一項(xiàng)活動(dòng)。某學(xué)生身高1.80m,質(zhì)量70kg,他站立舉臂,手指摸到的高度為2.10m。在一次摸高測(cè)試中,如果他先下蹲,再用力蹬地向上跳起,同時(shí)舉臂,離地后手指摸到的高度為2.55m。設(shè)他從蹬地到離開(kāi)地面所用的時(shí)間為0.7s。不計(jì)空氣阻力(g取10m/s2),離地后該同學(xué)跳起后增加的重力勢(shì)能最大值是 ()A.1260J B.1470JC.315J D.1785J【解析】選C。人的重心升高的高度為:Δh=2.55m-2.10m=0.45m,故該同學(xué)跳起后增加的重力勢(shì)能最大值是:Ep【加固訓(xùn)練】如圖所示,斜坡式自動(dòng)扶梯將質(zhì)量為50kg的小華從地面送到4m高的二樓,g取10m/s2,在此過(guò)程中小華的 ()A.重力做功為2000J,重力勢(shì)能增加了2000JB.重力做功為2000J,重力勢(shì)能增加了2000JC.重力做功為2000J,重力勢(shì)能減小了2000JD.重力做功為2000J,重力勢(shì)能減小了2000J【解析】選B。重力做功為W=mgh=50×10×4J=2000J,即克服重力做功2000J,重力勢(shì)能增加了2000J,故A、C、D錯(cuò)誤,B正確。4.如圖所示,在高出地面H的A點(diǎn)將小球m豎直上拋,初速度為v0,則下列說(shuō)法中正確的是()A.小球在A點(diǎn)時(shí),重力勢(shì)能為mgHB.小球在A點(diǎn)時(shí),重力勢(shì)能為零C.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,重力勢(shì)能的變化量為mgHD.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,重力勢(shì)能的變化量為mgH【解析】選C。題目中沒(méi)有明確參考平面的位置,小球在A點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能無(wú)法確定,故A、B錯(cuò)誤;整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力做的功WG=mgH,由WG=ΔEp得ΔEp=mgH,故C正確,D錯(cuò)誤。5.(2020·濰坊高一檢測(cè))自然現(xiàn)象中蘊(yùn)藏著許多物理知識(shí),如圖所示為一個(gè)盛水袋,某人從側(cè)面緩慢推袋壁使它變形,則水的重力勢(shì)能 ()A.增大B.變小C.不變D.不能確定【解析】選A。從側(cè)面緩慢推袋壁使它變形,水的重心升高,根據(jù)Ep=mgh,知重力勢(shì)能增大,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。故選A。二、計(jì)算題(10分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)6.(2020·六安高一檢測(cè))如圖所示,斜面ABC中AB段粗糙,BC段長(zhǎng)1.6m且光滑。質(zhì)量為1kg的物塊由A處以12m/s的初速度沿斜面向上滑行,到達(dá)C處速度為零,此過(guò)程中物塊在AB段速度的變化率是BC段的2倍,兩段運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等。以A為零勢(shì)能點(diǎn),重力加速度g取10m/s2。求:(1)物塊通過(guò)B處的速度;(2)物塊經(jīng)過(guò)AB段克服摩擦力做功;(3)物塊在C處的重力勢(shì)能?！窘馕觥?1)設(shè)物塊在AB段加速度大小為a1,BC段加速度大小為a2,由題意知,a1=2a2,t1=t2,則有QUOTE=2QUOTE解得vB=4m/s(2)由題意分析可知,滑動(dòng)摩擦力與重力沿斜面向下的分力大小相等,故WG=Wf從A到B,對(duì)物塊分析,根據(jù)動(dòng)能定理有Wf+WG=QUOTEmQUOTEQUOTEmQUOTE解得Wf=32J故物體克服摩擦力做功W克服f=32J(3)從A到C,對(duì)物塊分析,根據(jù)動(dòng)能定理有Wfmgh=0QUOTEmQUOTE解得EpC=mgh=40J答案:(1)4m/s(2)32J(3)40J(10分鐘·20分)7.(6分)(多選)(2020·安慶高一檢測(cè))如圖所示,一小球貼著光滑曲面自由滑下,依次經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)。以下表述正確的是 ()A.若以地面為參考平面,小球在B點(diǎn)的重力勢(shì)能比C點(diǎn)大B.若以A點(diǎn)所在的水平面為參考平面,小球在B點(diǎn)的重力勢(shì)能比C點(diǎn)小C.若以B點(diǎn)所在的水平面為參考平面,小球在C點(diǎn)的重力勢(shì)能大于零D.無(wú)論以何處為參考平面,小球在B點(diǎn)的重力勢(shì)能均比C點(diǎn)大【解析】選A、D。由于B點(diǎn)位置比C點(diǎn)高,無(wú)論以何處為參考平面,小球在B點(diǎn)的重力勢(shì)能都大于C點(diǎn)的重力勢(shì)能,選項(xiàng)A、D正確。8.(14分)質(zhì)量為m的均勻鏈條長(zhǎng)為L(zhǎng),剛開(kāi)始放在光滑的水平桌面上(桌面高度大于L),有QUOTEL的長(zhǎng)度懸在桌面邊緣,如圖所示。松手后,鏈條滑離桌面,求從開(kāi)始到鏈條剛滑離桌面的過(guò)程中重力勢(shì)能變化了多少?【解析】解法一:(等效法)由圖中初態(tài)和末態(tài)比較,可等效成將開(kāi)始桌面上QUOTEL長(zhǎng)的鏈條移至末態(tài)的下端QUOTEL處,故重心下降了QUOTEL,所以重力勢(shì)能減少了QUOTEmg·QUOTEL=QUOTEmgL,即ΔEp=QUOTEmgL。解法二:用定義式ΔEp=Ep2Ep1來(lái)求解。設(shè)桌面為參考平面,開(kāi)始時(shí)重力勢(shì)能Ep1=QUOTEmg×(QUOTE)=QUOTE,末態(tài)時(shí)重力勢(shì)能Ep2=mg×(QUOTE)=QUOTE,故重力勢(shì)能變化量ΔEp=Ep2Ep1=QUOTEmgL。答案:減少了QUOTEmgL【規(guī)律總結(jié)】(1)不能看成質(zhì)點(diǎn)的物體相對(duì)于參考平面的高度是指其重心相對(duì)參考平面的高度。(2)粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)直鏈條、繩索等,其重心在長(zhǎng)度的一半處。(3)研究對(duì)象呈折線狀放置時(shí),整體重心位置不好確定,可采用分段法,如T8所示,將鏈條分為開(kāi)始時(shí)的水平和豎直兩段,分別求出兩段重力做的功或勢(shì)能變化,再將所得結(jié)果求和便可?！炯庸逃?xùn)練】?jī)蓚€(gè)底面積都是S的圓桶放在同一水平面上,桶內(nèi)裝水,水面高度分別為h1和h2,如圖所示。已知水的密度為ρ?，F(xiàn)把連接兩桶的閥門打開(kāi),不計(jì)摩擦阻力,當(dāng)兩桶水面高度相等時(shí),水的重力做功多少?重力勢(shì)能變化多少?【解析】圓桶中水的總質(zhì)量為m=ρS(h1+h2),對(duì)于圓桶中的水,當(dāng)