廣西專版2024-2025學(xué)年新教材高中物理第8章機(jī)械能守恒定律2重力勢能課后訓(xùn)練新人教版必修第二冊

2重力勢能課后·訓(xùn)練提升合格考過關(guān)檢驗(yàn)一、選擇題(第1~5題為單選題,第6~8題為多選題)1.下列關(guān)于重力勢能和彈性勢能的相關(guān)說法,正確的是()A.重力勢能與重力做功親密相關(guān),重力做功與路徑有關(guān)B.抬高物體,物體具有重力勢能,重力勢能是地球上的物體單獨(dú)具有的C.彈簧受力發(fā)生彈性形變,具有彈性勢能,彈性勢能是這個(gè)力和彈簧共同具有的D.選擇不同的參考平面,重力勢能不相同,但是對于同一過程重力勢能的變更都是相同的答案:D解析:重力勢能與重力做功親密相關(guān),重力做功與路徑無關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;抬高物體,物體具有重力勢能,重力勢能是地球上的物體與地球共有的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;力只是使物體變更自身狀態(tài)的緣由,可以使物體的彈性勢能增加,卻不能說力具有彈性勢能,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;選擇不同的參考平面,重力勢能不相同,但是對于同一過程重力勢能的變更都是相同的,選項(xiàng)D正確。2.一實(shí)心的正方體鐵塊與一實(shí)心的正方體木塊質(zhì)量相等,將它們放在水平地面上,下列結(jié)論正確的是(以水平地面為參考平面)()A.鐵塊的重力勢能大于木塊的重力勢能B.鐵塊的重力勢能小于木塊的重力勢能C.鐵塊的重力勢能等于木塊的重力勢能D.上述三種狀況都有可能答案:B解析:由于鐵塊的密度大于木塊的密度,質(zhì)量相等時(shí),鐵塊的體積小于木塊的體積,因此鐵塊的重心低于木塊的重心,故鐵塊的重力勢能小于木塊的重力勢能,選項(xiàng)B正確。3.如圖所示,甲、乙兩名學(xué)生的質(zhì)量都是m,且身高相同,當(dāng)他們從地面分別以圖示的路徑登上高h(yuǎn)的階梯頂端A時(shí),他們的重力做功狀況是()A.甲的重力做的功多B.乙的重力做的功多C.甲、乙的重力做的功一樣多D.無法推斷答案:C解析:甲、乙同學(xué)從地面爬到A點(diǎn),重力做功W=mghcos180°=-mgh即他們克服重力做的功是W1=mgh,選項(xiàng)C正確。4.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,在此過程中小華的()A.重力做功為2000J,重力勢能增加了2000JB.重力做功為-2000J,重力勢能增加了2000JC.重力做功為2000J,重力勢能減小了2000JD.重力做功為-2000J,重力勢能減小了2000J答案:B解析:重力做功為W=-mgh=-50×10×4J=-2000J,即克服重力做功2000J,重力勢能增加了2000J,故選項(xiàng)B正確。5.如圖所示,質(zhì)量為m的小球從高為h處的斜面上的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),速度不為零,在小球由A運(yùn)動(dòng)到D的這個(gè)過程中,重力勢能的變更為(A.削減mgh4C.削減mgh D.不能確定答案:B解析:A、D間的高度差為Δh=h-h4=34h,則重力做的功為W=mgΔh=346.物體在運(yùn)動(dòng)過程中,克服重力做功100J,則以下說法正確的是()A.物體的高度肯定降低了B.物體的高度肯定上升了C.物體的重力勢能肯定是100JD.物體的重力勢能肯定增加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,高度上升,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,故選項(xiàng)B、D正確,A、C錯(cuò)誤。7.如圖所示,一小球貼著光滑曲面自由滑下,依次經(jīng)過A、B、C三點(diǎn),以下說法正確的是()A.若以地面為參考平面,小球在B點(diǎn)的重力勢能比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)的重力勢能大于零D.無論以何處水平面為參考平面,小球在B點(diǎn)的重力勢能均比C點(diǎn)大答案:AD解析:若以地面為參考平面,B的高度比C的高度大,依據(jù)Ep=mgh知,B點(diǎn)的重力勢能大于C點(diǎn)的重力勢能,選項(xiàng)A正確。以A點(diǎn)為參考平面,B、C的高度都為負(fù)值,但是B的高度仍舊大于C的高度,則B點(diǎn)的重力勢能比C點(diǎn)的重力勢能大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。若以B點(diǎn)所在的水平面為參考平面,小球在C點(diǎn)的重力勢能小于零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。無論以何處為參考平面,小球在B點(diǎn)的重力勢能均比C點(diǎn)大,選項(xiàng)D正確。8.質(zhì)量為m的物體從地面上方h0高處無初速度釋放,落在地面后出現(xiàn)一個(gè)深度為h的坑,如圖所示,則整個(gè)過程中()A.重力對物體做功為mgh0B.物體的重力勢能削減了mg(h0+h)C.重力對物體做的功為mg(h0+h)D.物體的重力勢能削減了mgh0答案:BC解析:在整個(gè)過程中,物體下落的高度為h0+h,則重力對物體做的功為mg(h0+h),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確;依據(jù)重力做多少功物體的重力勢能就削減多少,可知物體的重力勢能削減了mg(h0+h),故選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤。二、計(jì)算題9.質(zhì)量m=60kg的跳水運(yùn)動(dòng)員從距水面高h(yuǎn)=10m的跳臺(tái)上以v0=5m/s的速度斜向上起跳,最終落入水中。若將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn),以水面為參考平面,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,求:(1)運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)上時(shí)具有的重力勢能;(2)運(yùn)動(dòng)員跳水過程中,重力勢能變更了多少?答案:(1)6000J(2)削減了6000J解析:(1)取水面為參考平面,人的重力勢能是Ep=mgh=6000J。(2)取水面為參考平面,水面處的重力勢能為零,所以ΔEp=-Ep=-6000J。等級(jí)考素養(yǎng)提升一、選擇題(第1~4題為單選題,第5~6題為多選題)1.如圖所示,A、B兩個(gè)小球質(zhì)量相同,從同一高度處由靜止釋放,A沿曲面下滑,B豎直下落,在兩個(gè)球落到地面的過程中,下列說法正確的是()A.重力對A球做功比重力對B球做功多B.重力對B球做功比重力對A球做功多C.兩球重力勢能的變更量相同D.兩球重力勢能肯定總是正值答案:C解析:重力做功只與物體運(yùn)動(dòng)的初末位置的高度差有關(guān),即W=mgh,由于兩個(gè)小球的質(zhì)量相同,下降的高度相同,故重力做功相同,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;依據(jù)功能關(guān)系可知,兩球重力勢能的變更量等于重力做功,選項(xiàng)C正確;重力勢能的大小與參考平面的選取有關(guān),選取不同的參考平面,重力勢能可能為負(fù)值,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.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.卡車的重力勢能先削減后增加,重力先做負(fù)功后做正功C.卡車的重力勢能先增加后削減,重力先做正功后做負(fù)功D.卡車的重力勢能先增加后削減,重力先做負(fù)功后做正功答案:D解析:由M到O的過程中,卡車向高處運(yùn)動(dòng),重力勢能增加,重力做負(fù)功,由O到N的過程中,卡車向低處運(yùn)動(dòng),重力勢能削減,重力做正功,選項(xiàng)D正確。3.起跳摸高是同學(xué)們常常進(jìn)行的一項(xiàng)活動(dòng)。某學(xué)生身高為1.80m,質(zhì)量為70kg,他站立舉臂,手指摸到的高度為2.10m。在一次摸高測試中,假如他先下蹲,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)他從蹬地到離開地面所用的時(shí)間為0.7s。不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,該同學(xué)跳起后增加的重力勢能最大值是()A.1260JB.1470JC.315JD.1785J答案:C解析:人的重心上升的高度為Δh=2.55m-2.10m=0.45m,故該同學(xué)跳起后增加的重力勢能最大值是Ep=mgΔh=70×10×0.45J=315J。選項(xiàng)C正確。4.如圖所示,在水平地面上平鋪著n塊磚,每塊磚的質(zhì)量為m,厚度為h。假如工人將磚一塊一塊地疊放起來,那么工人至少做功()A.n(n-1)mgh B.12n(n-1)C.n(n+1)mgh D.12n(n+1)答案:B解析:本題關(guān)鍵在于分析各塊磚的重心位置變更狀況,從而找出n塊磚的重力勢能變更。把n塊磚看作一個(gè)整體,其總質(zhì)量是m'=nm,以地面為參考平面,n塊磚都平放在地上時(shí),其重心都在h2高處,所以n塊磚的初始重力勢能為E1=nmg當(dāng)n塊磚疊放在一起時(shí),其總高度為h'=nh,其總的重心位置在h'2=nh2處,所以末態(tài)重力勢能為E2=nmgh'2=n2mg5.關(guān)于重力勢能,下列說法正確的是()A.物體的位置一旦確定,它的重力勢能的大小也隨之確定B.重力勢能是物體和地球所共有的C.一個(gè)物體的重力勢能從-5J變到-3J,重力勢能變大了D.重力對物體做正功,物體的重力勢能削減答案:BCD解析:重力勢能具有相對性,某個(gè)物體處于某個(gè)位置,相對不同的參考平面具有不同的重力勢能,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;重力勢能是物體與地球共有的,選項(xiàng)B正確;重力勢能可以為負(fù),一個(gè)物體的重力勢能從-5J變更到-3J,說明物體克服重力做功,重力勢能變大,選項(xiàng)C正確;只要重力做功,高度肯定變更,故重力勢能肯定變更,重力對物體做正功,物體的重力勢能削減,選項(xiàng)D正確。6.一升降機(jī)箱底部裝有若干個(gè)彈簧,設(shè)在某次事故中,升降機(jī)吊索在空中斷裂,忽視摩擦和空氣阻力的影響,則升降機(jī)在從彈簧下端觸地直到最低點(diǎn)的一段運(yùn)動(dòng)過程中()A.升降機(jī)的速度不斷減小B.升降機(jī)的加速度不斷變大C.先是彈力做的負(fù)功小于重力做的正功,然后是彈力做的負(fù)功大于重力做的正功D.重力勢能減小,彈性勢能增大答案:CD解析:從彈簧下端觸地直到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中,彈簧的彈力不斷變大。當(dāng)彈力小于重力大小時(shí),升降機(jī)加速度方向向下,升降機(jī)做加速運(yùn)動(dòng),由a=mg-Fm可知,加速度減小,重力做的功要大于彈力做的負(fù)功;當(dāng)彈力大于重力大小時(shí),升降機(jī)加速度方向向上,升降機(jī)做減速運(yùn)動(dòng),由二、計(jì)算題7.如圖所示,兩個(gè)底面積都是S的圓桶,用一根帶閥門的