《4 重力勢能》（同步訓(xùn)練）高中物理必修2-蘇教版-2024-2025學(xué)年

《4重力勢能》同步訓(xùn)練(答案在后面)一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、一個(gè)物體在地球表面附近，從靜止開始下落，不考慮空氣阻力，重力對(duì)物體所做的功等于：A.物體動(dòng)能的增加量B.物體重力勢能的減少量C.物體總機(jī)械能的減少量D.物體的質(zhì)量與下落高度的乘積2、一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從高度h自由下落至地面，不考慮空氣阻力，物體落地時(shí)的速度v為：A.v=√(2gh)B.v=ghC.v=2ghD.v=√(gh)3、一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度h自由落下，不計(jì)空氣阻力，下列關(guān)于重力勢能的說法正確的是：A.物體在下落過程中，重力勢能減少的量等于物體所受重力做的功B.物體在下落過程中，重力勢能減少的量小于物體所受重力做的功C.物體在下落過程中，重力勢能減少的量大于物體所受重力做的功D.物體在下落過程中，重力勢能保持不變4、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在地球表面處具有的重力勢能是E_p，若將該物體移動(dòng)到離地面高度為2h的位置，則物體的重力勢能變?yōu)椋篈.E_pB.2E_pC.E_p/2D.3E_p5、一個(gè)物體從地球表面以一定的初速度豎直上拋，不考慮空氣阻力，下列關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)過程中重力勢能的說法正確的是：A.物體上升過程中，重力勢能逐漸減小B.物體下落過程中，重力勢能逐漸增大C.物體在最高點(diǎn)時(shí)，重力勢能最大D.物體的重力勢能與其速度無關(guān)6、一個(gè)物體在地球表面附近的重力勢能為E，如果將其提升到離地球表面高度為h的位置，重力勢能將變?yōu)椋篈.E+mghB.E-mghC.E-hD.E+h7、一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度h自由下落到地面，不考慮空氣阻力。下列關(guān)于物體下落過程中重力勢能和動(dòng)能的說法正確的是：A.物體的重力勢能始終不變B.物體的動(dòng)能始終不變C.物體的重力勢能減少的同時(shí)，動(dòng)能增加，且減少的重力勢能等于增加的動(dòng)能D.物體的重力勢能和動(dòng)能之和始終保持不變二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、關(guān)于重力勢能，以下說法正確的是：A.重力勢能的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與高度無關(guān)。B.重力勢能是物體在地球引力場中由于位置而具有的能量。C.重力勢能的值可以小于零，取決于參考點(diǎn)的選擇。D.物體在重力勢能最大的位置，其動(dòng)能一定為零。2、一個(gè)物體從高度h處自由落下，以下關(guān)于其重力勢能和動(dòng)能的說法正確的是：A.物體下落過程中，重力勢能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增加。B.物體下落到地面時(shí)，重力勢能減少的量等于動(dòng)能增加的量。C.物體下落過程中，重力勢能和動(dòng)能的總和保持不變。D.物體下落到地面時(shí)，重力勢能和動(dòng)能的總和小于物體在高度h處的重力勢能。3、一個(gè)物體從高度h處自由落體，不考慮空氣阻力，下落到高度為h/2時(shí)，物體的動(dòng)能與重力勢能之比為：A.2:1B.1:2C.1:1D.1:4三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題：一物體從離地面高度為h處自由落下，不計(jì)空氣阻力。已知物體質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。請(qǐng)回答以下問題：（1）物體落地前瞬間的速度v是多少？（2）物體落地前瞬間的重力勢能Ep是多少？（3）物體落地前瞬間動(dòng)能Ek是多少？（4）物體落地前瞬間動(dòng)能與重力勢能之和E是多少？第二題：一質(zhì)塊從地面以初速度v0豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力。設(shè)地面處重力勢能為零，重力加速度為g（1）質(zhì)塊在最高點(diǎn)的重力勢能；（2）質(zhì)塊在最高點(diǎn)的動(dòng)能；（3）質(zhì)塊從拋出點(diǎn)到達(dá)最高點(diǎn)過程中，重力勢能和動(dòng)能的變化量。第三題：一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度h處自由落下，落地時(shí)速度為v。不計(jì)空氣阻力，求：（1）物體落地過程中重力做的功；（2）物體的重力勢能減少了多少？第四題：一質(zhì)量為2kg的物體從地面被豎直向上拋出，初速度為10m/s，空氣阻力可以忽略不計(jì)。求：（1）物體上升過程中重力所做的功；（2）物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，重力勢能和動(dòng)能分別為多少？第五題：一個(gè)物體從高度為h的平臺(tái)上自由下落到地面，忽略空氣阻力。已知物體的質(zhì)量為m，重力加速度為g。求：（1）物體在落地瞬間具有的重力勢能；（2）物體在落地瞬間具有的動(dòng)能；（3）物體在落地過程中重力所做的功?！?重力勢能》同步訓(xùn)練及答案解析一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、一個(gè)物體在地球表面附近，從靜止開始下落，不考慮空氣阻力，重力對(duì)物體所做的功等于：A.物體動(dòng)能的增加量B.物體重力勢能的減少量C.物體總機(jī)械能的減少量D.物體的質(zhì)量與下落高度的乘積答案：B解析：根據(jù)能量守恒定律，不考慮空氣阻力的情況下，物體下落過程中，重力所做的功等于物體重力勢能的減少量。因此，正確答案是B。2、一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從高度h自由下落至地面，不考慮空氣阻力，物體落地時(shí)的速度v為：A.v=√(2gh)B.v=ghC.v=2ghD.v=√(gh)答案：A解析：根據(jù)能量守恒定律，物體從高度h自由下落至地面，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。重力勢能E_p=mgh，動(dòng)能E_k=1/2mv^2。因此，E_p=E_k，即mgh=1/2mv^2。解得v=√(2gh)，故正確答案是A。3、一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度h自由落下，不計(jì)空氣阻力，下列關(guān)于重力勢能的說法正確的是：A.物體在下落過程中，重力勢能減少的量等于物體所受重力做的功B.物體在下落過程中，重力勢能減少的量小于物體所受重力做的功C.物體在下落過程中，重力勢能減少的量大于物體所受重力做的功D.物體在下落過程中，重力勢能保持不變答案：A解析：根據(jù)重力勢能的定義，物體在高度h處的重力勢能為mgh。當(dāng)物體自由落下時(shí)，重力對(duì)物體做正功，使物體的重力勢能減少。根據(jù)功的定義，重力做的功W等于重力勢能的減少量，即W=mgh。因此，物體在下落過程中，重力勢能減少的量等于物體所受重力做的功，選項(xiàng)A正確。4、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在地球表面處具有的重力勢能是E_p，若將該物體移動(dòng)到離地面高度為2h的位置，則物體的重力勢能變?yōu)椋篈.E_pB.2E_pC.E_p/2D.3E_p答案：B解析：重力勢能的公式為E_p=mgh，其中h是物體相對(duì)于參考點(diǎn)的垂直高度。當(dāng)物體從地球表面移動(dòng)到高度為2h的位置時(shí)，其重力勢能變?yōu)镋_p’=mg(2h)=2mgh。因此，物體的重力勢能變?yōu)樵瓉淼膬杀叮?E_p，選項(xiàng)B正確。5、一個(gè)物體從地球表面以一定的初速度豎直上拋，不考慮空氣阻力，下列關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)過程中重力勢能的說法正確的是：A.物體上升過程中，重力勢能逐漸減小B.物體下落過程中，重力勢能逐漸增大C.物體在最高點(diǎn)時(shí)，重力勢能最大D.物體的重力勢能與其速度無關(guān)答案：C解析：物體上升過程中，重力做負(fù)功，重力勢能增加；物體下落過程中，重力做正功，重力勢能減少。因此，物體在最高點(diǎn)時(shí)，重力勢能最大，速度為零。選項(xiàng)A和B描述錯(cuò)誤，選項(xiàng)D與重力勢能的定義不符，因此選C。6、一個(gè)物體在地球表面附近的重力勢能為E，如果將其提升到離地球表面高度為h的位置，重力勢能將變?yōu)椋篈.E+mghB.E-mghC.E-hD.E+h答案：A解析：根據(jù)重力勢能公式E=mgh，物體在地球表面附近的重力勢能為E，將其提升到高度為h的位置，重力勢能將增加mgh，因此變?yōu)镋+mgh。選項(xiàng)B、C、D均不正確，故選A。7、一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度h自由下落到地面，不考慮空氣阻力。下列關(guān)于物體下落過程中重力勢能和動(dòng)能的說法正確的是：A.物體的重力勢能始終不變B.物體的動(dòng)能始終不變C.物體的重力勢能減少的同時(shí)，動(dòng)能增加，且減少的重力勢能等于增加的動(dòng)能D.物體的重力勢能和動(dòng)能之和始終保持不變答案：C解析：根據(jù)機(jī)械能守恒定律，不考慮空氣阻力的情況下，物體下落過程中，重力勢能減少的量等于動(dòng)能增加的量。因此，選項(xiàng)C正確。選項(xiàng)A和B都是錯(cuò)誤的，因?yàn)橹亓菽芎蛣?dòng)能都會(huì)隨著下落過程發(fā)生變化。選項(xiàng)D雖然動(dòng)能和勢能之和保持不變，但題目要求的是關(guān)于勢能和動(dòng)能的具體變化，所以D不是最佳答案。二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、關(guān)于重力勢能，以下說法正確的是：A.重力勢能的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與高度無關(guān)。B.重力勢能是物體在地球引力場中由于位置而具有的能量。C.重力勢能的值可以小于零，取決于參考點(diǎn)的選擇。D.物體在重力勢能最大的位置，其動(dòng)能一定為零。答案：B、C解析：A選項(xiàng)錯(cuò)誤，重力勢能不僅與物體的質(zhì)量有關(guān)，還與物體所在的高度有關(guān)。B選項(xiàng)正確，重力勢能是物體在地球引力場中由于位置而具有的能量。C選項(xiàng)正確，重力勢能的值是相對(duì)于某個(gè)參考點(diǎn)（通常取地面或無窮遠(yuǎn)處）來計(jì)算的，因此可以小于零。D選項(xiàng)錯(cuò)誤，物體在重力勢能最大的位置，其動(dòng)能不一定為零，動(dòng)能的大小還取決于物體的速度。2、一個(gè)物體從高度h處自由落下，以下關(guān)于其重力勢能和動(dòng)能的說法正確的是：A.物體下落過程中，重力勢能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增加。B.物體下落到地面時(shí)，重力勢能減少的量等于動(dòng)能增加的量。C.物體下落過程中，重力勢能和動(dòng)能的總和保持不變。D.物體下落到地面時(shí)，重力勢能和動(dòng)能的總和小于物體在高度h處的重力勢能。答案：A、B、C解析：A選項(xiàng)正確，物體下落過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，因此重力勢能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增加。B選項(xiàng)正確，根據(jù)能量守恒定律，物體下落過程中重力勢能減少的量等于動(dòng)能增加的量。C選項(xiàng)正確，根據(jù)能量守恒定律，如果沒有非保守力做功，物體下落過程中重力勢能和動(dòng)能的總和保持不變。D選項(xiàng)錯(cuò)誤，物體下落到地面時(shí)，重力勢能減少的量等于動(dòng)能增加的量，因此重力勢能和動(dòng)能的總和與物體在高度h處的重力勢能相等。3、一個(gè)物體從高度h處自由落體，不考慮空氣阻力，下落到高度為h/2時(shí)，物體的動(dòng)能與重力勢能之比為：A.2:1B.1:2C.1:1D.1:4答案：C解析：根據(jù)機(jī)械能守恒定律，物體在下落過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，總機(jī)械能保持不變。設(shè)物體的質(zhì)量為m，重力加速度為g。初始時(shí)，物體的重力勢能為mgh，動(dòng)能為0。下落到高度h/2時(shí)，重力勢能為mg(h/2)，動(dòng)能為1/2*mv^2。由機(jī)械能守恒定律得：mgh=mg(h/2)+1/2*mv^2化簡得：1/2*mv^2=1/2*mgh動(dòng)能與重力勢能之比為：1/2*mv^2:mg(h/2)=1:1所以，選項(xiàng)C正確。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題：一物體從離地面高度為h處自由落下，不計(jì)空氣阻力。已知物體質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。請(qǐng)回答以下問題：（1）物體落地前瞬間的速度v是多少？（2）物體落地前瞬間的重力勢能Ep是多少？（3）物體落地前瞬間動(dòng)能Ek是多少？（4）物體落地前瞬間動(dòng)能與重力勢能之和E是多少？答案：（1）物體落地前瞬間的速度v是v=（2）物體落地前瞬間的重力勢能Ep是Ep（3）物體落地前瞬間的動(dòng)能Ek是Ek（4）物體落地前瞬間動(dòng)能與重力勢能之和E是E=解析：（1）根據(jù)機(jī)械能守恒定律，物體從高度h處自由落下，初始勢能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，可得：mgh=（2）重力勢能公式為：Ep（3）動(dòng)能公式為：Ek（4）由機(jī)械能守恒定律，物體落地前瞬間的動(dòng)能與重力勢能之和等于物體初始的重力勢能，即E=第二題：一質(zhì)塊從地面以初速度v0豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力。設(shè)地面處重力勢能為零，重力加速度為g（1）質(zhì)塊在最高點(diǎn)的重力勢能；（2）質(zhì)塊在最高點(diǎn)的動(dòng)能；（3）質(zhì)塊從拋出點(diǎn)到達(dá)最高點(diǎn)過程中，重力勢能和動(dòng)能的變化量。答案：（1）質(zhì)塊在最高點(diǎn)的重力勢能為Epmax=mg（2）質(zhì)塊在最高點(diǎn)的動(dòng)能為零，因?yàn)樵谧罡唿c(diǎn)時(shí)質(zhì)塊的速度為零。（3）質(zhì)塊從拋出點(diǎn)到達(dá)最高點(diǎn)過程中，重力勢能的增加量等于初始動(dòng)能，即ΔEp=解析：（1）根據(jù)機(jī)械能守恒定律，質(zhì)塊在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，即初始動(dòng)能等于最高點(diǎn)的重力勢能。因?yàn)樽罡唿c(diǎn)時(shí)動(dòng)能為零，所以重力勢能等于初始動(dòng)能。（2）質(zhì)塊在最高點(diǎn)時(shí)速度為零，因此動(dòng)能為零。（3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律，質(zhì)塊從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中，初始動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，動(dòng)能的變化量等于重力勢能的增加量。由于初始動(dòng)能為12mv第三題：一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度h處自由落下，落地時(shí)速度為v。不計(jì)空氣阻力，求：（1）物體落地過程中重力做的功；（2）物體的重力勢能減少了多少？答案：（1）物體落地過程中重力做的功為W=mgh。（2）物體的重力勢能減少了mgh。解析：（1）根據(jù)功的定義，功是力與物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積。在本題中，重力是使物體下落的力，物體在重力作用下下落的高度為h，因此重力做的功為W=F×s，其中F為重力，s為物體下落的高度。由于物體質(zhì)量為m，重力大小為mg，所以重力做的功W=mgh。（2）重力勢能是指物體在重力場中由于位置而具有的能量。在本題中，物體從高度h處自由落下，重力勢能減少了。根據(jù)重力勢能的表達(dá)式E_p=mgh，其中E_p為重力勢能，m為物體質(zhì)量，g為重力加速度，h為物體所處的高度。由于物體質(zhì)量為m，重力加速度為g，初始高度為h，所以物體的重力勢能減少了mgh。第四題：一質(zhì)量為2kg的物體從地面被豎直向上拋出，初速度為10m/s，空氣阻力可以忽略不計(jì)。求：（1）物體上升過程中重力所做的功；（2）物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，重力勢能和動(dòng)能分別為多少？答案：（1）物體上升過程中重力所做的功為：W=mgh=2kg×10N/kg×5m=100J解析：（1）根據(jù)功的計(jì)算公式W=mgh，其中m為物體質(zhì)量，g為重力加速度，h為物體上升的高度。由于物體從地面拋出，上升的高度為h=10m/s×1s=10m，代入公式計(jì)算得到重力所做的功為100J。（2）物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，速度為0，所以動(dòng)能為0。重力勢能的計(jì)算公式為E_p=mgh，其中m為物體質(zhì)量，g為重力加速度，h為物體上升的高度。代入公式計(jì)算得到重力勢能為E_p=2kg×10N/kg×5m=100J。解析：（2）由于物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為0，根據(jù)動(dòng)能的計(jì)算公式E_k=1/2mv^2，可得動(dòng)能為0。而重力勢能的計(jì)算