人教版高中物理（必修二）同步講義+練習(xí)8.2 重力勢(shì)能 （含解析）

8.2重力勢(shì)能學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)理解重力勢(shì)能，知道重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系。定性了解彈性勢(shì)能。1、通過不同路徑重力做功的分析，歸納出重力做功與路徑無關(guān)的特點(diǎn)。2、理解重力勢(shì)能的表達(dá)式。通過重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系體會(huì)功能關(guān)系。3、知道重力勢(shì)能的大小與參考平面的選取有關(guān)，即重力勢(shì)能具有相對(duì)性，但重力勢(shì)能的變化量與參考平面的選取無關(guān)。4、了解彈性勢(shì)能的決定因素。002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識(shí)：一、重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系1.重力做功的特點(diǎn)(1)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。(2)重力做功不引起物體機(jī)械能的變化。2.重力勢(shì)能(1)表達(dá)式：Ep＝mgh。(2)重力勢(shì)能的特點(diǎn)重力勢(shì)能是物體和地球所共有的，重力勢(shì)能的大小與參考平面的選取有關(guān)，但重力勢(shì)能的變化與參考平面的選取無關(guān)。3.重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系(1)定性關(guān)系：重力對(duì)物體做正功，重力勢(shì)能就減??；重力對(duì)物體做負(fù)功，重力勢(shì)能就增大。(2)定量關(guān)系：重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減小量，即WG＝－(Ep2－Ep1)＝－ΔEp。二、彈力做功與彈性勢(shì)能(1)彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系類似于重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系。(2)對(duì)于彈性勢(shì)能，一般物體的彈性形變量越大，彈性勢(shì)能越大。（二）即時(shí)練習(xí)：【小試牛刀1】（多選）如圖所示是跳高運(yùn)動(dòng)員正在飛越橫桿時(shí)的情景。對(duì)運(yùn)動(dòng)員從起跳到圖示位置的過程，下列說法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)員的重心升高B．運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能增大C．運(yùn)動(dòng)員所受重力做負(fù)功D．運(yùn)動(dòng)員所受重力做正功答案：ABC解析：跳高運(yùn)動(dòng)員飛越橫桿時(shí)，重心升高，重力的方向與位移方向相反，則重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增大。故選ABC?！拘≡嚺５?】2020年2月15日，世界田聯(lián)·2020室內(nèi)巡回賽展開英國(guó)格拉斯哥站的角逐，在男子撐桿跳高決賽中，瑞典20歲帥哥阿曼德-杜普蘭蒂斯又一次刷新了世界紀(jì)錄，躍過6.18米的橫桿。假設(shè)如圖所示為運(yùn)動(dòng)員成功刷新世界紀(jì)錄的驚人一跳，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）A．加速助跑過程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增加B．起跳上升過程中，桿的彈性勢(shì)能一直增加C．越過橫桿的過程中，運(yùn)動(dòng)員的重心在橫桿上方D．越過橫桿后下落過程，運(yùn)動(dòng)員一定做自由落體運(yùn)動(dòng)【答案】A【解析】加速助跑過程中，運(yùn)動(dòng)員的速度增加，則動(dòng)能增加，選項(xiàng)A正確；起跳上升過程中，桿的形變量先增加后減小，則彈性勢(shì)能先增加后減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；人在越過橫桿的過程中，身體的彎曲程度發(fā)生變化，身體的重心可以不在身體上，則身體的重心可以低于橫桿的高度，故C錯(cuò)誤；越過橫桿后下落過程，運(yùn)動(dòng)員有一定的水平速度，則不是做自由落體運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！拘≡嚺５?】每年春節(jié)前農(nóng)村都有打年糕的習(xí)俗，借此來寓意“年年發(fā)財(cái)、步步高升”。打年糕時(shí)，一人將“石杵”一起一落揮動(dòng)，另一人在“石杵”揮動(dòng)的間隙迅速翻動(dòng)米粉團(tuán)，直到米粉團(tuán)柔軟而有彈性。已知“石杵”質(zhì)量為20kg，每分鐘上下?lián)]動(dòng)20下，每次重心上升的高度約為90cm，則人揮動(dòng)“石杵”1分鐘做的功約為()A．60JB．180JC．3600JD．10800J解析：選C揮動(dòng)“石杵”一次所做的功W＝mgh＝180J；1min內(nèi)做的總功W總＝nW＝3600J，故C正確。003題型精講【題型一】重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能【典型例題1】如圖所示，是人們用打“夯”的方式把松散的地面夯實(shí)的情景。假設(shè)兩人同時(shí)通過繩子對(duì)質(zhì)量為m的重物各施加一個(gè)力，大小均為F，方向都與豎直方向成α，重物離開地面h后兩人同時(shí)停止施力，最后重物下落把地面砸深x。重力加速度為g。求：(1)停止施力前重物上升過程中加速度大小a；(2)以地面為零勢(shì)能面，重物具有重力勢(shì)能的最大值Epm；(3)重物砸入地面過程中，對(duì)地面的平均沖擊力大小eq\o(F,\s\up6(－))。答案(1)eq\f(2Fcosα－mg,m)(2)2Fhcosα(3)eq\f(2Fhcosα,x)＋mg解析(1)施力時(shí)重物所受的合力為F合＝2Fcosα－mg則重物上升過程中加速度大小a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(2Fcosα－mg,m)。(2)重物上升過程中由動(dòng)能定理2Fcosα·h－mgH＝0以地面為零勢(shì)能面，重物具有重力勢(shì)能的最大值Epm＝mgH＝2Fhcosα。(3)重物砸入地面過程中由動(dòng)能定理mg(H＋x)－eq\o(F,\s\up6(－))x＝0解得eq\o(F,\s\up6(－))＝eq\f(2Fhcosα,x)＋mg?！镜湫屠}2】(多選)關(guān)于彈性勢(shì)能，下列說法中正確的是()A.任何發(fā)生彈性形變的物體，都具有彈性勢(shì)能B.任何具有彈性勢(shì)能的物體，一定發(fā)生了彈性形變C.物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢(shì)能D.彈簧的彈性勢(shì)能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度有關(guān)答案AB【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】甲、乙兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物體的位置如圖所示，甲在桌面上，乙在地面上，質(zhì)量關(guān)系為m甲<m乙，若取桌面為零勢(shì)能面，甲、乙的重力勢(shì)能分別為Ep1、Ep2，則（）A．Ep1>Ep2 B．Ep1<Ep2 C．Ep1=Ep2 D．無法判斷答案：A解析：取桌面為零勢(shì)能面，則Ep1=0物體乙，在桌面以下Ep2<0所以Ep1>Ep2故A正確，BCD錯(cuò)誤?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】如圖所示，一輕質(zhì)彈簧一端系在墻上的P點(diǎn)，另一端與質(zhì)量為m的小物塊相連，彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)物塊位于O點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）。現(xiàn)用水平向左的外力把物塊壓至A點(diǎn)，撤去外力后物塊由靜止向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過O點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，已知物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定。在此過程中，下列說法正確的是（）A．物塊經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)所受合外力為零B．物塊經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速度最大C．物塊在A、B點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能相等D．物塊從A到O速度先增加后減小，從O到B加速度一直增大答案：D【題型二】重力做功【典型例題3】如圖所示，質(zhì)量為m的小球A沿高度為h、傾角為θ的光滑斜面由靜止滑下，另一質(zhì)量與A相同的小球B自相同高度同時(shí)由靜止落下。下列說法正確的是（）A．從靜止到最終到達(dá)地面，重力對(duì)兩球做的功相等B．落地前的瞬間A球的速度與B球的速度相同C．兩球重力的平均功率相等D．兩球落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率相等【答案】A【解析】設(shè)A、B兩球的加速度分別為aA、aB，從初位置到達(dá)地面所用時(shí)間分別為tA、tB，落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率分別為PA、PB。A、B兩球質(zhì)量相同，所受重力相同，A、B從開始到最終落到地面，重力方向上的位移都為h，因此重力對(duì)兩球所做的功都為mgh，A正確；對(duì)小球A進(jìn)行受力分析，得到小球A的加速度為gsinθ，小球A沿斜面方向的位移為SKIPIF1<0，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式SKIPIF1<0可求出A球到達(dá)斜面底部的速度大小SKIPIF1<0同理可求出B球落地的速度大小SKIPIF1<0A、B落地時(shí)速度大小相等，但速度方向不同，一個(gè)沿斜面向下，一個(gè)豎直向下，B錯(cuò)誤。兩球均做初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間SKIPIF1<0兩球落地速度大小相等，即SKIPIF1<0相同，又由于SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0整個(gè)過程中A、B所受重力做功相同，根據(jù)平均功率SKIPIF1<0可以得出B球重力的平均功率大于A球重力的平均功率，C錯(cuò)誤；落地時(shí)兩球速度大小相等，重力的瞬時(shí)功率等于重力乘以重力方向上的分速度，則SKIPIF1<0SKIPIF1<0D錯(cuò)誤?！镜湫屠}4】（多選）如圖所示，某人把一個(gè)質(zhì)量SKIPIF1<0的小球從SKIPIF1<0高處以SKIPIF1<0角斜向上拋出，初速度SKIPIF1<0，不計(jì)空氣阻力，重力加速度SKIPIF1<0，取地面為零勢(shì)能面。則下列說法正確的是（）A．拋出過程中，人對(duì)小球做的功是SKIPIF1<0B．小球落地時(shí)速度大小為SKIPIF1<0C．小球拋出后會(huì)繼續(xù)上升，故從拋出到落地過程中重力對(duì)小球所做的功大于SKIPIF1<0D．小球到達(dá)最高點(diǎn)的重力勢(shì)能為SKIPIF1<0【答案】AB【解析】拋出過程中，根據(jù)動(dòng)能定理可知人對(duì)小球做的功為SKIPIF1<0A正確；從拋出到落到過程，根據(jù)動(dòng)能定理可得SKIPIF1<0解得小球落地時(shí)速度大小為SKIPIF1<0B正確；重力做功與路徑無關(guān)，從拋出到落地過程中重力對(duì)小球所做的功SKIPIF1<0C錯(cuò)誤；小球拋出后上升的最大高度為SKIPIF1<0小球到達(dá)最高點(diǎn)的重力勢(shì)能為SKIPIF1<0D錯(cuò)誤?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】引體向上是中學(xué)生體育測(cè)試的項(xiàng)目之一，引體向上運(yùn)動(dòng)的吉尼斯世界紀(jì)錄是54次/分鐘。若一個(gè)普通高中生在30秒內(nèi)完成20次引體向上，該學(xué)生此過程中克服重力做功的平均功率最接近于()A．2W B．20WC．200W D．2000W解析：選C普通高中學(xué)生的體重大約60kg，引體向上時(shí)向上運(yùn)動(dòng)的位移大約0.4m，引體向上一次克服重力做功為：W＝mgh＝240J，則克服重力做功的平均功率為：P＝eq\f(W,t)＝160W，最接近的是C選項(xiàng)。【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4】某游客領(lǐng)著孩子游泰山時(shí)，孩子不小心將手中的皮球滑落，球從A點(diǎn)經(jīng)C點(diǎn)滾到了山腳下的B點(diǎn)，高度標(biāo)記如圖所示。已知皮球質(zhì)量為m，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．從A到B的曲線軌跡長(zhǎng)度不知道，無法求出此過程中重力做的功B．從A到B過程中阻力大小不知道，無法求出此過程中重力做的功C．從A到B過程中重力做功為mg（H+h）D．從A到C過程中重力做功為mg（H-h）【答案】D【解析】重力做功與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)，只與物體初、末位置的高度差有關(guān)，從A到B的高度差是H，故從A到B過程中重力做功為mgH，故ABC錯(cuò)誤；從A到C的高度差是（H-h），故從A到C過程中重力做功為mg（H-h），故D正確?！绢}型三】等效法【典型例題5】如圖所示，粗細(xì)均勻，兩端開口的U形管內(nèi)裝有同種液體、開始時(shí)兩邊液面高度差為h，管中液柱總長(zhǎng)度為4h，后來讓液體自由流動(dòng)，當(dāng)兩液面高度相等時(shí)，右側(cè)液面下降的速度為()A．eq\r(\f(1,8)gh)B．eq\r(\f(1,6)gh)C．eq\r(\f(1,4)gh)D．eq\r(\f(1,2)gh)解析：選A當(dāng)兩液面高度相等時(shí)，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為整個(gè)液體的動(dòng)能，如圖所示，根據(jù)功能關(guān)系有eq\f(1,8)mg·eq\f(1,2)h＝eq\f(1,2)mv2，解得：v＝eq\r(\f(1,8)gh)，故A正確?！镜湫屠}6】如圖所示，AB為光滑的水平面，BC是傾角為α的足夠長(zhǎng)的光滑斜面，斜面體固定不動(dòng)。AB、BC間用一小段光滑圓弧軌道相連。一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻柔軟鏈條開始時(shí)靜止的放在ABC面上，其一端D至B的距離為L(zhǎng)－a?，F(xiàn)自由釋放鏈條，則：(1)鏈條下滑過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒？簡(jiǎn)述理由；(2)鏈條的D端滑到B點(diǎn)時(shí)，鏈條的速率為多大？解析：(1)鏈條在下滑過程中機(jī)械能守恒，因?yàn)樾泵鍮C和水平面AB均光滑，鏈條下滑時(shí)只有重力做功，符合機(jī)械能守恒的條件。(2)設(shè)鏈條質(zhì)量為m，可以認(rèn)為始、末狀態(tài)的重力勢(shì)能變化是由L－a段下降引起的，高度減少量h＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a＋\f(L－a,2)))sinα＝eq\f(L＋a,2)sinα該部分的質(zhì)量為m′＝eq\f(m,L)(L－a)由機(jī)械能守恒定律可得：eq\f(m,L)(L－a)gh＝eq\f(1,2)mv2，可解得：v＝eq\r(\f(g,L)L2－a2sinα)。答案：(1)守恒理由見解析(2)eq\r(\f(g,L)L2－a2sinα)【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練5】(多選)內(nèi)徑面積為S的U形圓筒豎直放在水平面上，筒內(nèi)裝水，底部閥門K關(guān)閉時(shí)兩側(cè)水面高度分別為h1和h2，如圖所示。已知水的密度為ρ，不計(jì)水與筒壁的摩擦阻力?，F(xiàn)把連接兩筒的閥門K打開，當(dāng)兩筒水面高度相等時(shí)，則該過程中()A．水柱的重力做正功B．大氣壓力對(duì)水柱做負(fù)功C．水柱的機(jī)械能守恒D．當(dāng)兩筒水面高度相等時(shí)，水柱的動(dòng)能是eq\f(1,4)ρgS(h1－h(huán)2)2[解析]把連接兩筒的閥門打開到兩筒水面高度相等的過程中大氣壓力對(duì)左筒水面做正功，對(duì)右筒水面做負(fù)功，抵消為零。水柱的機(jī)械能守恒，重力做功等于重力勢(shì)能的減少量，等于水柱增加的動(dòng)能，等效于把左管高eq\f(h1－h(huán)2,2)的水柱移至右管，如圖中的斜線所示，重心下降eq\f(h1－h(huán)2,2)，重力所做正功：WG＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(h1－h(huán)2,2)))ρgS·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(h1－h(huán)2,2)))＝eq\f(1,4)ρgS(h1－h(huán)2)2，故A、C、D正確，B錯(cuò)誤。[答案]ACD【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練6】如圖所示，有一條長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1m的均勻金屬鏈條，有一半長(zhǎng)度在光滑的足夠高的斜面上，斜面頂端是一個(gè)很小的圓弧，斜面傾角為30°，另一半長(zhǎng)度豎直下垂在空中，當(dāng)鏈條從靜止開始釋放后鏈條滑動(dòng)，則鏈條剛好全部滑出斜面時(shí)的速度為(g取10m/s2)()A．2.5m/s B．eq\f(5\r(2),2)m/sC．eq\r(5)m/s D．eq\f(\r(35),2)m/s[解析]設(shè)鏈條的質(zhì)量為2m，以開始時(shí)鏈條的最高點(diǎn)為零勢(shì)能面，鏈條的機(jī)械能為E＝Ep＋Ek＝－eq\f(1,2)×2mg·eq\f(L,4)sin30°－eq\f(1,2)×2mg·eq\f(L,4)＋0＝－eq\f(3,8)mgL，鏈條全部下滑出后，動(dòng)能為Ek′＝eq\f(1,2)×2mv2，重力勢(shì)能為Ep′＝－2mg·eq\f(L,2)，由機(jī)械能守恒可得E＝Ek′＋Ep′，即－eq\f(3,8)mgL＝mv2－mgL，解得v＝2.5m/s，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。[答案]A004體系構(gòu)建1．重力做功與重力勢(shì)能(1)重力做功的特點(diǎn)：重力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置的高度差有關(guān)。(2)重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系定性關(guān)系重力對(duì)物體做正功，重力勢(shì)能就減少；重力對(duì)物體做負(fù)功，重力勢(shì)能就增加定量關(guān)系物體從位置A到位置B時(shí)，重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少量，即WG＝－ΔEp(3)重力勢(shì)能的變化量是絕對(duì)的，與參考面的選取無關(guān)。2．彈力做功與彈性勢(shì)能(1)彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系類似于重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系。(2)對(duì)于彈性勢(shì)能，一般物體的彈性形變量越大，彈性勢(shì)能越大。005記憶清單重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系(1)定性關(guān)系：重力對(duì)物體做正功，重力勢(shì)能就減?。恢亓?duì)物體做負(fù)功，重力勢(shì)能就增大。(2)定量關(guān)系：重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減小量，即WG＝－(Ep2－Ep1)＝－ΔEp。00601強(qiáng)化訓(xùn)練1．某水上樂園有兩種滑道，一種是直軌滑道，另一種是螺旋滑道，兩種滑道的高度及粗糙程度相同，但螺旋滑道的軌道更長(zhǎng)，某游客分別沿兩種不同的滑道由靜止從頂端滑下，在由頂端滑至底端的整個(gè)過程中，沿螺旋滑道下滑()A．重力對(duì)游客做的功更多B．重力對(duì)游客做的功更少C．摩擦力對(duì)游客做的功更多D．摩擦力對(duì)游客做的功更少解析：選C重力做功WG＝mg·Δh，與路徑無關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān)，而兩種軌道的高度差相同，則重力對(duì)游客做功相同，故A、B錯(cuò)誤；由于螺旋軌道的軌道更長(zhǎng)，因此沿螺旋軌道運(yùn)動(dòng)的摩擦力更大，則摩擦力對(duì)游客做的功更多，故C正確，D錯(cuò)誤。2.若規(guī)定無窮遠(yuǎn)處物體的重力勢(shì)能為零，則質(zhì)量為m的物體對(duì)應(yīng)重力勢(shì)能的表達(dá)式為，r為物體離地心的距離，M為地球質(zhì)量，G為萬有引力常量．則一質(zhì)量為m、離地面的高度為R（R為地球半徑）的人造衛(wèi)星，運(yùn)行時(shí)的總機(jī)械能為（將人造衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地表重力加速度為g）()A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C. D.SKIPIF1<0答案：A解析：對(duì)衛(wèi)星：，又SKIPIF1<0，所求動(dòng)能為SKIPIF1<0，得SKIPIF1<0；衛(wèi)星的重力勢(shì)能為SKIPIF1<0，得衛(wèi)星總機(jī)械能為SKIPIF1<0．3.如圖所示，一根繩的兩端分別固定在兩座猴山的A、B處，A、B兩點(diǎn)水平距離為16m，豎直距離為2m，A、B間繩長(zhǎng)20m。質(zhì)量為10kg的猴子抓住套在繩上的滑環(huán)從A處滑到B處。以A點(diǎn)所在水平面為參考平面，猴子在滑行過程中重力勢(shì)能的最小值約為（繩處于拉直狀態(tài)）（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】B【解析】重力勢(shì)能最小的點(diǎn)為最低點(diǎn)，此時(shí)兩側(cè)繩子與水平方向的夾角相等，假設(shè)為SKIPIF1<0，設(shè)右側(cè)繩長(zhǎng)為SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0，SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0所以最低點(diǎn)距離參考平面的高度差為SKIPIF1<0猴子的重心比繩子最低點(diǎn)大約低0.5m，所以最低點(diǎn)猴子的重力勢(shì)能約為SKIPIF1<0故B正確，ACD錯(cuò)誤。4.如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條放在光滑水平桌面上，且使長(zhǎng)度的eq\f(1,4)垂在桌邊，松手后鏈條從靜止開始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開桌邊時(shí)的速度大小為()A．eq\r(\f(3,2)gL) B．eq\f(\r(gL),4)C．eq\f(\r(15gL),4) D．4eq\r(gL)解析：選C由機(jī)械能守恒定律ΔEp減＝ΔEk增，即eq\f(3,4)mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L－\f(3L,8)))＝eq\f(1,2)mv2，所以v＝eq\f(\r(15gL),4)。5.如圖所示為小明同學(xué)在體育測(cè)試中“原地?cái)S實(shí)心球”的場(chǎng)景，則球（）A．在空中飛行時(shí)不受重力作用B．在地面上滾動(dòng)時(shí)受到的重力和摩擦力是一對(duì)平衡力C．在飛行過程中，若所受外力突然消失，球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)D．在飛行過程中，重力勢(shì)能不斷增大【答案】C【解析】在空中飛行時(shí)受重力作用，A錯(cuò)誤；在地面上滾動(dòng)時(shí)受到的重力豎直向下，摩擦力沿水平方向，與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，所以不是一對(duì)平衡力，B錯(cuò)誤；在飛行過程中，若所受外力突然消失，由于慣性，球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，C正確；在飛行過程中，重力做正功，重力勢(shì)能不斷減小，D錯(cuò)誤。6.如圖所示，同一質(zhì)量為SKIPIF1<0的物塊分別沿三條不同的軌道由A點(diǎn)滑到同一水平面上，其中軌道1是粗糙的，軌道2、3是光滑的，A離地面的豎直高度為SKIPIF1<0。下列說法正確的是（）A．沿軌道1下滑重力做功最多B．沿軌道2下滑重力做功等于SKIPIF1<0C．沿軌道3下滑重力勢(shì)能改變量為mgHD．沿三條軌道下滑重力勢(shì)能改變量都為SKIPIF1<0【答案】D【解析】AB．物塊分別沿三條不同的軌道由A點(diǎn)滑到同一水平面上，三條不同的軌道高度相同，重力做功都是SKIPIF1<0所以物塊沿三條不同軌道滑下重力做的功一樣多，AB錯(cuò)誤；

SKIPIF1<0CD．由重力做正功等于物體重力勢(shì)能的減少，因此重力勢(shì)能的改變量為SKIPIF1<0則有沿三條軌道下滑重力勢(shì)能改變量都為SKIPIF1<0，C錯(cuò)誤，D正確。7.一質(zhì)量為5kg的物塊，在豎直方向的拉力作用下運(yùn)動(dòng)的SKIPIF1<0圖象如圖所示（向上為運(yùn)動(dòng)的正方向），取SKIPIF1<0，下列說法正確的是（）A．前6s內(nèi)，物塊的重力勢(shì)能一直增加B．第3s內(nèi)，物塊的重力勢(shì)能不變C．第1s末物塊的動(dòng)能為45JD．前6s內(nèi)，物塊動(dòng)能增量為10J【答案】A【解析】前6s內(nèi)，物體一直向上運(yùn)動(dòng)，所以重力勢(shì)能一直增加，故A正確；前3s內(nèi)，物體向上運(yùn)動(dòng)，所以重力勢(shì)能一直增加，故B錯(cuò)誤；第1s末物塊的速度為3m/s，所以動(dòng)能SKIPIF1<0故C錯(cuò)誤；前6s內(nèi)，物塊動(dòng)能增量為SKIPIF1<0故D錯(cuò)誤。8．（多選）用長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的細(xì)線把小球A和小球B懸掛起來，二者靜止時(shí)的狀態(tài)如圖所示。今對(duì)小球A加一水平向左的恒力F1，對(duì)小球B加一水平向右的恒力F2，且F1=F2，物體在運(yùn)動(dòng)過程中和空氣之間由于摩擦而生熱，最后兩個(gè)小球再次靜止不動(dòng)。則當(dāng)兩個(gè)小球從最初靜止?fàn)顟B(tài)到最后再次靜止不動(dòng)的過程中，下列說法正確的是（）A．恒力F1對(duì)小球A做正功 B．恒力F2對(duì)小球B做正功C．小球A和小球B的重力勢(shì)能均增加 D．小球A的重力勢(shì)能不變，小球B的重力勢(shì)能增加【答案】BD【解析】因?yàn)镕1=F2，把AB看成整體，水平方向F1、F2平衡，則豎直方向?qū)向上的拉力與AB的重力平衡，所以A不動(dòng)，B向右偏離原位置，所以恒力F1對(duì)小球A不做功，恒力F2對(duì)小球B做正功；故A錯(cuò)誤，B正確；A的位置不動(dòng)，所以小球A的重力勢(shì)能不變，小球B向右上方偏，小球B的勢(shì)能增加，故C錯(cuò)誤，D正確。9.關(guān)于重力勢(shì)能，下列說法中正確的是()A.物體的位置一旦確定，它的重力勢(shì)能的大小也隨之確定B.物體與零勢(shì)能面的距離越大，它的重力勢(shì)能也越大C.一個(gè)物體的重力勢(shì)能從－5J變化到－3J，重力勢(shì)能減少了D.重力勢(shì)能的減少量等于重力對(duì)物體做的功答案D10．一棵樹上有一個(gè)質(zhì)量為0.3kg的熟透了的蘋果P，該蘋果從樹上與A等高處先落到地面C最后滾入溝底D。已知AC、CD的高度差分別為2.2m和3m，以地面C為零勢(shì)能參考平面，A、B、C、D、E面之間豎直距離如圖所示。算出該蘋果從A落下到D的過程中重力勢(shì)能的減少量和在D處的重力勢(shì)能分別是(g取10m/s2)()A．15.6J和9J B．9J和－9JC．15.6J和－9J D．15.6J和－15.6J解析：選C以地面C為零勢(shì)能面，根據(jù)重力勢(shì)能的計(jì)算公式得D處的重力勢(shì)能Ep＝mgh＝－9J，從A下落到D的過程中重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝mgΔh＝15.6J，C正確。11．(多選)長(zhǎng)征途中，為了突破敵方關(guān)隘，戰(zhàn)士爬上陡峭的山頭，居高臨下向敵方工事內(nèi)投擲手榴彈。戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質(zhì)量均為m的手榴彈。手榴彈從投出的位置到落地點(diǎn)的高度差為h，在空中的運(yùn)動(dòng)可視為平拋運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示，重力加速度為g，下列說法正確的有()A．甲在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比乙的長(zhǎng)B．兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等C．從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢(shì)能減少mghD．從投出到落地，每顆手榴彈的機(jī)械能變化量為mgh解析：選BC甲、乙兩顆手榴彈豎直方向下落的高度相同，由平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，它們的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，A錯(cuò)誤。落地前瞬間，PG＝mgvy＝mg2t，由于運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，故重力的瞬時(shí)功率相等，B正確。從投出到落地，重力做功為mgh，故重力勢(shì)能減少mgh，C正確。從投出到落地過程中只有重力做功，手榴彈的機(jī)械能守恒，D錯(cuò)誤。12.跳傘運(yùn)動(dòng)非常驚險(xiǎn)，被世人譽(yù)為“勇敢者的運(yùn)動(dòng)”。假設(shè)質(zhì)量為m的跳傘運(yùn)動(dòng)員由靜止開始下落，在打開傘之前受恒定的阻力作用，下落的加速度為a，重力加速度為g，則在運(yùn)動(dòng)員豎直下落h的過程中，下列說法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能增加了mghB．運(yùn)動(dòng)員克服阻力所做的功為mahC．合力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功為SKIPIF1<0D．運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增加了mah答案：D解析：運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能減小了mgh，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律SKIPIF1<0運(yùn)動(dòng)員克服阻力所做的功為Wf=fh=(mg-ma)h選項(xiàng)B錯(cuò)誤；合力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功為SKIPIF1<0，根據(jù)動(dòng)能定理可知，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增加了mah，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選D。13.如圖所示，粗糙斜面AB的傾角α=37°，AB與光滑的水平面BC平滑連接，在C處利用擋板固定一個(gè)水平輕彈簧，一個(gè)質(zhì)量m=2kg的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）自斜面上的A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)t=1s到達(dá)斜面底端B點(diǎn)時(shí)的速度大小v=2.0m/s，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。求：（1）A點(diǎn)距水平面的高度h。（2）物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。（3）在物體與彈簧第一次作用的過程中，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能EP。【答案】（1）0.6m；（2）0.5；（3）4J【解析】（1）由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得SKIPIF1<0代入數(shù)據(jù)解得SKIPIF1<0（2）A到B的過程，由動(dòng)能定理得SKIPIF1<0代入數(shù)據(jù)解得SKIPIF1<0（3）當(dāng)物體向右壓縮彈簧使彈簧的形變量最大，即物體的速度減到零時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能最大，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，得SKIPIF1<014.如圖所示，質(zhì)量SKIPIF1<0的物塊放置在豎直固定的彈簧上方（未栓接），用力向下壓物塊至某一位置，然后由靜止釋放，取該位置為物塊運(yùn)動(dòng)的起始位置，物塊上升過程的SKIPIF1<0圖像如圖所示，不計(jì)空氣阻力，重力加速度SKIPIF1<0。則下列說法正確的是（）A．物塊運(yùn)動(dòng)過程的最大加速度大小為SKIPIF1<0 B．彈簧的勁度系數(shù)為SKIPIF1<0C．彈簧最大彈性勢(shì)能為SKIPIF1<0 D．物塊加速度為0時(shí)離開彈簧答案：A15.某位同學(xué)正在做俯臥撐，某時(shí)刻該同學(xué)身體降低到基本靠近地板，他保持軀干成一條直線，用力快速撐直手臂。在這個(gè)過程中，下列說法正確的是（）A．該同學(xué)受到的重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增大B．該同學(xué)受到的重力做負(fù)功，重力勢(shì)能減小C．該同學(xué)受到的重力做正功，重力勢(shì)能減小D．該同學(xué)受到的重力做正功，重力勢(shì)能增大答案：A16．（多選）如圖所示為一根彈簧的彈力F—伸長(zhǎng)量x圖線，關(guān)于彈簧伸長(zhǎng)的過程中彈力做功和彈性勢(shì)能的變化，下列說法正確的是（）A．從彈簧原長(zhǎng)到伸長(zhǎng)量為10cm的過程中，彈力做功為200JB．從彈簧原長(zhǎng)到伸長(zhǎng)量為10cm的過程中，彈性勢(shì)能改變量為-200JC．從伸長(zhǎng)量為10cm到伸長(zhǎng)量為20cm的過程中，克服彈力做功為3JD．從伸長(zhǎng)量為10cm到伸長(zhǎng)量為20cm的過程中，彈性勢(shì)能增加了3J【答案】CD【解析】由圖象可知，彈力與彈簧形變量成正比，由功的定義和圖形面積的含義可知，從彈簧原長(zhǎng)到伸長(zhǎng)量為10cm的過程中，彈力的做功為-1J，A錯(cuò)誤；從彈簧原長(zhǎng)到伸長(zhǎng)量為10cm的過程