8.2　重力勢能同步練2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

新人教版高中物理必修第二冊PAGEPAGE12重力勢能考點一重力做功的特點1.某游客帶著孩子游泰山時，不小心將手中質(zhì)量為m的皮球滑落，球從山上的位置A滾到了山腳下的位置B，高度標(biāo)記如圖1所示，則下列說法正確的是(重力加速度為g)()圖1A.從A到B的曲線長度不知道，無法求出此過程重力做的功B.從A到B過程中阻力大小不知道，無法求出此過程重力做的功C.從A到B重力做功mg(H＋h)D.從A到B重力做功mgH答案D解析重力做功與路徑無關(guān)，根據(jù)兩點間的高度差即可求得重力做的功.因A、B兩點間的高度差為H，則重力做功W＝mgH，D正確.2.(多選)在高處的某一點將兩個質(zhì)量相等的小球以相同速率v0分別豎直上拋和豎直下拋，下列結(jié)論正確的是(不計空氣阻力)()A.從拋出到剛著地，重力對兩球所做的功相等B.從拋出到剛著地，重力對兩球做的功都是正功C.從拋出到剛著地，重力對兩球做功的平均功率相等D.兩球剛著地時，重力的瞬時功率相等答案ABD解析從拋出點到著地點高度差相同，由W＝mgh可知，重力對兩球所做的功相等，且都做正功，故A、B項正確；由于豎直上拋比豎直下拋的運動時間長，由P＝eq\f(W,t)，知P上＜P下，故C項錯誤；由運動學(xué)公式v2－v02＝2gh得出兩球剛著地時速度相同，重力的瞬時功率P＝mgv相同，故D項正確.考點二重力勢能重力做功與重力勢能變化的關(guān)系3.下列關(guān)于重力勢能的幾種理解，正確的是()A.重力勢能等于零的物體，一定不能對別的物體做功B.放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零C.選取地面為參考平面，從不同高度將同一物體拋出，落地時物體的重力勢能不相等D.選取不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重力勢能，但在兩位置重力勢能之差相同答案D4.一物體以初速度v豎直向上拋出，做豎直上拋運動，則物體的重力勢能Ep－路程s圖像應(yīng)是下列四個圖中的()答案A解析以拋出點為零勢能點，則上升階段路程為s時，克服重力做功mgs，重力勢能Ep＝mgs，即重力勢能與路程s成正比；下降階段，物體距拋出點的高度h＝2h0－s，其中h0為上升的最高點與拋出點的距離，故重力勢能Ep＝mgh＝2mgh0－mgs，故下降階段，隨著路程s的增大，重力勢能線性減小，選項A正確.5.(多選)(2018·石室中學(xué)期末)如圖2所示，質(zhì)量相同的A、B兩小球用長度不同的兩輕繩懸于等高的O1、O2點，繩長LA、LB的關(guān)系為LA>LB，將輕繩水平拉直，并將小球A、B由靜止開始同時釋放，取釋放的水平位置為零勢能參考平面，則下列說法正確的是()圖2A.在下落過程中，當(dāng)兩小球到同一水平線L上時具有相同的重力勢能B.兩小球分別下落到最低點的過程中減少的重力勢能相等C.A球通過最低點時的重力勢能比B球通過最低點時的重力勢能大D.A、B兩小球只要在相同的高度，它們所具有的重力勢能就相等答案AD解析下落過程中，當(dāng)兩小球到同一水平線L上時，因它們的質(zhì)量相同，則具有相同的重力勢能，故A正確；根據(jù)重力勢能的變化與重力及下落的高度有關(guān)知兩小球分別下落到最低點的過程中減少的重力勢能不相等，故B錯誤；取釋放的水平位置為零勢能參考平面，則根據(jù)重力勢能的定義知，A球通過最低點時的重力勢能比B球通過最低點時的重力勢能小，故C錯誤；兩小球只要在相同的高度，它們所具有的重力勢能就相等，故D正確.6.(多選)物體在運動過程中，克服重力做功100J，則以下說法正確的是()A.物體的高度一定降低了B.物體的高度一定升高了C.物體的重力勢能一定是100JD.物體的重力勢能一定增加100J答案BD解析克服重力做功，即重力做負(fù)功，重力勢能增加，高度升高，克服重力做多少功，重力勢能就增加多少，但重力勢能是相對的，增加100J的重力勢能，并不代表現(xiàn)在的重力勢能就是100J，故B、D正確，A、C錯誤.7.如圖3所示，質(zhì)量為m的小球，用一長為l的細(xì)線懸于O點，將懸線拉直成水平狀態(tài)，并給小球一個豎直向下的速度讓小球向下運動，O點正下方D處有一釘子，小球運動到B處時會以D為圓心做圓周運動，并經(jīng)過C點，若已知OD＝eq\f(2,3)l，重力加速度為g，則小球由A點運動到C點的過程中()圖3A.重力做功eq\f(1,3)mgl，重力勢能減少eq\f(1,3)mglB.重力做功eq\f(5,3)mgl，重力勢能減少eq\f(5,3)mglC.重力做功eq\f(2,3)mgl，重力勢能減少eq\f(2,3)mglD.重力做功eq\f(1,3)mgl，重力勢能增加eq\f(1,3)mgl答案A解析小球由A點運動到C點的過程中，小球下落的高度為h＝eq\f(1,3)l，故重力做功WG＝mgh＝eq\f(1,3)mgl，重力做正功，重力勢能減少eq\f(1,3)mgl，選項A正確.考點三彈力做功與彈性勢能8.(多選)圖4甲是玩家玩“蹦極”游戲的圖片，玩家將一根長為AB的彈性繩子的一端系在身上，另一端固定在跳臺，然后從跳臺跳下，圖乙是玩家到達(dá)最低點時的情況，其中AB為彈性繩子的原長，C點是彈力等于重力的位置，D點是玩家所到達(dá)的最低點，對于玩家離開跳臺至最低點的過程中，下列說法正確的是()圖4A.重力對玩家一直做正功B.玩家的重力勢能一直減小C.玩家通過B點之后，繩子具有彈性勢能D.從A到D，彈性繩子的彈性勢能一直增加答案ABC解析整個過程中，重力一直做正功，玩家的重力勢能一直減小；玩家從高空落下到彈性繩子達(dá)到原長過程中，彈性繩子不做功，此后彈性繩子一直做負(fù)功，彈性勢能一直增加.9.(2018·淄博實驗中學(xué)期末)如圖5所示，質(zhì)量相等的兩木塊中間連有一豎直彈簧，今用力F緩慢向上提A，直到B恰好離開地面.開始時木塊A靜止在彈簧上面.設(shè)開始時彈簧的彈性勢能為Ep1，B剛要離開地面時，彈簧的彈性勢能為Ep2，則關(guān)于Ep1、Ep2的大小關(guān)系及彈性勢能的變化ΔEp，下列說法中正確的是()圖5A.Ep1＝Ep2 B.Ep1＞Ep2C.ΔEp＞0 D.ΔEp＜0答案A解析開始時彈簧形變量為x1，有kx1＝mg，設(shè)B剛要離開地面時彈簧形變量為x2，有kx2＝mg，可知x1＝x2，所以Ep1＝Ep2，ΔEp＝0，A正確，B、C、D錯誤.10.(多選)如圖6所示，一輕彈簧一端固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面且使彈簧保持原長的A點無初速度釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力，在重物由A點擺向最低點B的過程中()圖6A.重力做正功，彈力不做功B.重力做正功，彈力做負(fù)功，彈性勢能增加C.若用與彈簧原長相等的不可伸長的細(xì)繩代替彈簧后，重力做正功，彈力不做功D.若用與彈簧原長相等的不可伸長的細(xì)繩代替彈簧后，重力做功不變，彈力不做功答案BC解析用不可伸長的細(xì)繩拴住重物向下擺動時，重力做正功，彈力不做功，C對；用彈簧拴住重物向下擺動時，彈簧要伸長，重物軌跡不是圓弧，彈力做負(fù)功，彈性勢能增加，重力做正功，且做功多，所以A、D錯，B對.11.如圖7所示，物體A的質(zhì)量為m，A的上端連接一個豎直輕彈簧，彈簧原長為L0，勁度系數(shù)為k，整個系統(tǒng)置于水平地面上，現(xiàn)將彈簧上端B緩慢地豎直向上提起，B點上移距離為L，此時物體A也已經(jīng)離開地面，則下列說法中正確的是(重力加速度為g)()圖7A.提彈簧的力對系統(tǒng)做功為mgLB.物體A的重力勢能增加mgLC.物體A的重力勢能增加mg(L－L0)D.物體A的重力勢能增加mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L－\f(mg,k)))答案D解析將彈簧上端B緩慢地豎直向上提起，由于開始時有支持力，故拉力先小于mg，物體離地后等于mg，拉力作用點的位移為L，故提彈簧的力對系統(tǒng)做功小于mgL，故A錯誤；B點上移距離為L，彈簧伸長量為ΔL＝eq\f(mg,k)，故A上升的高度為L－ΔL，所以物體A的重力勢能增加mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L－\f(mg,k)))，故B、C錯誤，D正確.12.一根長為2m、重為200N的均勻直木桿放在水平地面上，現(xiàn)將它的一端緩慢地從地面抬高0.5m，另一端仍放在地面上，則所需做的功為()A.50J B.100JC.200J D.400J答案A解析由幾何關(guān)系可知，桿的重心上升了h＝eq\f(0.5,2)m＝0.25m，故克服重力做功WG＝mgh＝200×0.25J＝50J，外力做的功等于克服重力做的功，即所需做的功為50J，選項A正確，B、C、D錯誤.13.如圖8所示，一質(zhì)量為m、長度為l的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛.用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點，M點與繩的上端P相距eq\f(1,3)l.重力加速度大小為g.在此過程中，繩的重力勢能增加()圖8A.eq\f(1,9)mgl B.eq\f(1,6)mglC.eq\f(1,3)mgl D.eq\f(1,2)mgl答案A解析由題意可知，PM段細(xì)繩的重力勢能不變，MQ段細(xì)繩的重心升高了eq\f(l,6)，則重力勢能增加ΔEp＝eq\f(2,3)mg·eq\f(l,6)＝eq\f(1,9)mgl，故選項A正確，B、C、D錯誤.14.如圖9甲所示，一滑塊沿光滑的水平面向左運動，與輕彈簧接觸后將彈簧壓縮到最短，然后反向彈回，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，圖乙為測得的彈簧的彈力與彈簧壓縮量之間的關(guān)系圖像，則彈簧的壓縮量由8cm變?yōu)?cm時，彈簧所做的功以及彈性勢能的變化量分別為()圖9A.3.6J、－3.6J B.－3.6J、3.6JC.1.8J、－1.8J D.－1.8J、1.8J答案C解析F－x圖60J－eq\f(1,2)×0.04×30J＝1.8J，根據(jù)W＝－ΔEp知，彈性勢能的變化量為－1.8J，C正確.15.(2018·高郵中學(xué)高一下學(xué)期期末)如圖10所示，一質(zhì)量為m＝2kg的物塊在大小為20N、方向沿斜面向上的拉力F作用下，由靜止沿傾角為θ＝37°的固定斜面向上運動.運動x＝10m時，速度達(dá)到v＝6m/s.已知g＝10m/s2，si