新教材2024高中物理第八章機(jī)械能守恒定律8.2重力勢(shì)能同步測(cè)試新人教版必修第二冊(cè)

第八章機(jī)械能守恒定律2重力勢(shì)能【基礎(chǔ)鞏固】1.(多選)有關(guān)重力勢(shì)能的改變,下列說(shuō)法正確的是 ()A.物體受拉力和重力作用向上運(yùn)動(dòng),拉力做功是1J,但物體重力勢(shì)能的增加量有可能不是1JB.從同一高度將某一物體以相同的速率平拋或斜拋,落到地面上時(shí),物體重力勢(shì)能的改變是相同的C.從同一高度落下的物體到達(dá)地面,考慮空氣阻力和不考慮空氣阻力的狀況下重力勢(shì)能的削減量是相同的D.物體運(yùn)動(dòng)中重力做功-1J,但物體重力勢(shì)能的增加量不是1J答案:ABC2.關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能(在彈簧的彈性限度內(nèi)),下列說(shuō)法正確的是 ()A.當(dāng)彈簧變長(zhǎng)時(shí),它的彈性勢(shì)能肯定變大B.當(dāng)彈簧變短時(shí),它的彈性勢(shì)能肯定變小C.在伸長(zhǎng)量相同時(shí),勁度系數(shù)越大的彈簧,它的彈性勢(shì)能越大D.彈簧在拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能肯定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能解析:彈簧變長(zhǎng)(或變短)時(shí),彈簧的形變量不肯定變大(或變小),比如彈簧在被壓縮著的時(shí)候,長(zhǎng)度稍變長(zhǎng)一點(diǎn),彈性勢(shì)能反而變小,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;彈性勢(shì)能的大小取決于彈簧的形變量和勁度系數(shù),形變量相同時(shí),勁度系數(shù)越大,彈性勢(shì)能越大,選項(xiàng)C正確;一般取彈簧原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為0,當(dāng)彈簧的壓縮量和伸長(zhǎng)量相等時(shí),彈性勢(shì)能相同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:C3.某游客帶著孩子爬山時(shí),孩子不當(dāng)心將手中的皮球滑落,球從A點(diǎn)滾到了山腳下的B點(diǎn),高度標(biāo)記如圖所示.下列說(shuō)法正確的是 ()A.從A到B的曲線軌跡長(zhǎng)度不知道,無(wú)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(wú)法求出此過程重力做的功C.從A到B重力做功mg(h0+h)D.從A到B重力做功mgh0答案:D4.如圖所示,質(zhì)量為m的小球從高為h處斜面上的A點(diǎn)滾下經(jīng)過水平面BC后,再滾上另一斜面,當(dāng)它到達(dá)高為h4的D點(diǎn)時(shí),速度為0.在這個(gè)過程中,重力做功為 (A.mgh4 B.3mg答案:B5.一個(gè)100g的球從1.8m的高處落到一個(gè)水平板上又彈回到1.25m的高度,g取10m/s2.下列說(shuō)法正確的是 ()A.整個(gè)過程中重力做功為1.8JB.整個(gè)過程中重力做了0.55J的負(fù)功C.整個(gè)過程中物體的重力勢(shì)能肯定削減0.55JD.整個(gè)過程中物體的重力勢(shì)能肯定增加1.25J答案:C6.(2024·廣東模擬)為了平安,跨河大橋通常建成拱形,如圖所示,M、N為水平面上的兩點(diǎn),O點(diǎn)為拱橋的最高點(diǎn),且最高點(diǎn)距離水平面的高度為h,一質(zhì)量為m的卡車以恒定不變的速率由M經(jīng)O到達(dá)N點(diǎn).則()A.由于M、N在同一水平面上,則卡車在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中重力始終不做功B.卡車的重力勢(shì)能先減小后增大,重力先做負(fù)功后做正功C.卡車的重力勢(shì)能先增大后減小,重力先做正功后做負(fù)功D.卡車的重力勢(shì)能先增大后減小,重力先做負(fù)功后做正功解析:由M點(diǎn)到O點(diǎn)的過程中,卡車向高處運(yùn)動(dòng),重力勢(shì)能增大,重力做負(fù)功;由O點(diǎn)到N點(diǎn)的過程中,卡車向低處運(yùn)動(dòng),重力勢(shì)能減小,重力做正功,選項(xiàng)D正確.答案:D7.運(yùn)動(dòng)員在一次跳傘中將經(jīng)驗(yàn)加速下降和減速下降兩個(gè)過程.將人和傘看成一個(gè)系統(tǒng),在這兩個(gè)過程中,下列說(shuō)法正確的是 ()A.阻力對(duì)系統(tǒng)始終做負(fù)功B.系統(tǒng)受到的合力始終向下C.重力做功使系統(tǒng)的重力勢(shì)能增加D.隨意相等的時(shí)間內(nèi)重力做的功相等解析:因?yàn)樽枇Φ姆较蚴冀K與運(yùn)動(dòng)方向相反,因此阻力始終做負(fù)功,選項(xiàng)A正確;系統(tǒng)在減速下降過程中所受合力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,即合力向上,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;系統(tǒng)始終向下運(yùn)動(dòng),因此重力始終做正功,重力勢(shì)能削減,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于系統(tǒng)做變速運(yùn)動(dòng),在相等的時(shí)間內(nèi)下落的高度不肯定相等,故重力做的功不肯定相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:A【拓展提高】8.質(zhì)量為m的物體,在t=0時(shí)刻沿傾角為α的光滑斜面由靜止下滑,到t時(shí)刻重力勢(shì)能的削減量為()A.12mg2t2sinα B.12mg2t2C.mg2t2 D.12mg2t2解析:物體下滑的加速度a=gsinα,t時(shí)刻物體下滑的距離x=12at2=12gsinα·t2,下滑的高度h=xsinα=12gt2sin2α,物體重力勢(shì)能的削減量ΔEp=mgh=12mg2t2sin答案:D9.(2024·廣東卷)(多選)如圖所示,載有防疫物資的無(wú)人駕駛小車,在水平MN段以恒定功率為200W、速度為5m/s勻速行駛,在斜坡PQ段以恒定功率為570W、速度為2m/s勻速行駛.已知小車總質(zhì)量為50kg,lMN=lPQ=20m,PQ段的傾角為30°,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力.下列說(shuō)法正確的有()A.從M到N,小車牽引力大小為40NB.從M到N,小車克服摩擦力做功為800JC.從P到Q,小車重力勢(shì)能增加1×104JD.從P到Q,小車克服摩擦力做功為700J答案:ABD10.一豎直彈簧下端固定于水平地面上,小球從彈簧正上方高為h的地方自由下落到彈簧上,如圖所示.經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點(diǎn)A,則 ()A.h越大,彈簧最終在A點(diǎn)的壓縮量越大B.彈簧最終在A點(diǎn)的壓縮量與h無(wú)關(guān)C.h越大,小球最終靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能越大D.小球第一次到達(dá)A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能比最終靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能大解析:最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí),小球受重力與彈簧的彈力作用,它們是一對(duì)平衡力,故mg=kx,彈簧在A點(diǎn)的壓縮量x=mgk,x與下落時(shí)的高度h無(wú)關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確.對(duì)同一彈簧,它的彈性勢(shì)能大小僅與彈簧的形變量有關(guān),小球最終靜止在A點(diǎn)和經(jīng)過A點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能相同,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤答案:B11.如圖所示,在光滑水平面上有A、B兩物體,它們中間連一彈簧,已知mA=2mB,今用水平恒力F向右拉B,當(dāng)A、B一起向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能為Ep1,假如用水平恒力F向左拉A,當(dāng)A、B一起向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能為Ep2,比較Ep1與Ep2的大小.解析:設(shè)mB=m,則mA=2m,設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k.向右拉B時(shí)加速度a1=F3對(duì)A有kx1=2ma1,得x1=2ma1向左拉A時(shí),加速度a2=F3對(duì)B有kx2=ma2,得x2=ma2k可見,x1>x2,所以Ep1>Ep2.答案:Ep1>Ep2【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】12.下圖所示的摩天輪高度為108m,直徑是98m.一質(zhì)量為50kg的游客乘坐該摩天輪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)一圈需25min,g取10m/s2.假如以地面為參考平面,則他到達(dá)最高處時(shí) ()A.重力勢(shì)能為5.4×104J,角速度為0.2rad/sB.重力勢(shì)能為4.9×104J,角速度為0.2rad/sC.重力勢(shì)能為5.4×104J,角速度為4.2×10-