【同步備課】2020年高中物理課時訓練(新人教必修二)7.4《重力勢能》6

第七章第四節(jié)鞏固基礎1．下面說法中正確的是()A．地面上的物體重力勢能肯定為零B．質量大的物體重力勢能肯定大C．不同的物體中離地面最高的物體其重力勢能最大D．離地面有肯定高度的物體其重力勢能可能為零解析：物體的重力勢能值與重力勢能的零勢能面的選取有關，故此題D選項正確．答案：D2.質量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地面高度為h，如右圖所示，若以桌面為參考平面，那么小球落地時的重力勢能及整個下落過程中重力勢能的變化分別為()A．mgh，削減mg(H－h(huán))B．mgh，增加mg(H＋h)C．－mgh，增加mg(H－h(huán))D．－mgh，削減mg(H＋h)解析：小球從初始位置下落到地面，重力做功，重力勢能削減了mg(H＋h)；以桌面重力勢能為零位置，在地面時重力勢能為－mgh.故D選項正確．答案：D3．下列關于重力勢能的說法正確的是()A．重力勢能是地球和物體共同具有的，而不是物體單獨具有的B．重力勢能的大小是相對的C．重力勢能等于零的物體，不行能對別的物體做功D．在地面上的物體，它的重力勢能肯定等于零解析：重力勢能是由于地球和物體相互作用憑相對位置所具有，是地球和物體組成的系統(tǒng)所共有的，所以A正確．重力勢能的大小沒有確定的數(shù)值，零勢能面位置的選取不同，物體系統(tǒng)的重力勢能也不同，所以說重力勢能的大小是相對于零勢面而言的，B正確．重力勢能等于零的物體僅能說明物體在零勢面上，完全可能對零勢面以下的物體做功，所以C不正確．在地面上的物體，只要零勢面不選在地面上，它的重力勢能肯定不等于零，所以D不正確．答案：AB4．質量為m的物體，沿傾角為α的光滑斜面由靜止下滑，當下滑t(s)時重力勢能削減量為()A.eq\f(1,2)mg2t2sinα B.eq\f(1,2)mg2t2C．mg2t2 D.eq\f(1,2)mg2t2sin2α解析：物體下滑的加速度a＝gsinα，t時物體下滑的距離s＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)gsinα·t2，下滑的高度h＝ssinα，物體重力勢能的削減ΔEp＝mgh＝eq\f(1,2)mg2t2sin2α.答案：D5．下列關于重力勢能的說法中，正確的是()A．有A、B兩個物體，A的高度是B的高度的2倍，那么物體A的重力勢能的數(shù)值肯定是物體重力勢能數(shù)值的2倍B．從同一高度將某一物體以相同的速度豎直上拋或平拋，從拋出到落地過程中，物體重力勢能的變化是相同的C．有一物體從頂樓落到地面，假如受到空氣阻力，物體重力勢能的削減量小于自由下落時重力勢能的削減量D．重力做功時，不僅與物體運動的高度有關，還與物體運動的路徑有關解析：由Ep＝mgh可知，只有mA＝mB時，A的重力勢能才是B的重力勢能的2倍，故A選項錯誤；重力做功與路徑無關．僅由初末位置的高度差打算，而且重力做的功等于重力勢能的削減量，與物體是否受其他外力無關，故C、D選項錯誤，B選項正確．答案：B6．要將一個質量為m，邊長為a的勻質正方體推翻，推力對它做的功至少為()A.eq\r(2)mga B.eq\f(\r(2)mga,2)C.eq\f(\r(2)＋1mga,2) D.eq\f(\r(2)－1mga,2)解析：未推時，其重心離地面的高度為eq\f(a,2)，翻倒過程中，其重心離地面的最大高度為eq\f(\r(2),2)a，克服重力做功為W＝mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)a－\f(1,2)a))＝eq\f(\r(2)－1mga,2)，所以推翻該立方體至少做功為eq\f(\r(2)－1mga,2)，D選項正確．答案：D提升力量7．如圖所示，質量為M的物體放在水平地面上，物體上方安裝一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，在彈簧處于原長時，用手拉著其上端P點很緩慢地向上移動，直到物體脫離地面對上移動一段距離．在這一過程中，P點的位移為H，則物體重力勢能的增加量為()A．MgHB．MgH＋eq\f(M2g2,k)C．MgH－eq\f(M2g2,k)D．MgH－eq\f(Mg,K)解析：物體離開地面時，彈簧的伸長量x＝eq\f(Mg,k)，物體上升的距離h＝H－x，則物體重力勢能的增加量ΔEp＝Mgh＝MgH－eq\f(Mg2,k)，故C選項正確．答案：C8．在高處的某一點將兩個重力相同的小球以相同速率v0分別豎直上拋和豎直下拋，下列結論正確的是(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，重力分別對兩球做的總功都是正功C．從拋出到剛著地，重力對兩球的平均功率相等D．兩球剛著地時，重力的瞬時功率相等解析：兩球的始末位置相同，所以重力對兩球所做的功相同，選項A正確；著地時兩球的重力勢能都是削減的，所以重力對兩球所做的功都是正功，選項B正確；雖然重力對兩球所做的功相同，但做功所用的時間不同，豎直上拋的小球用的時間要長一些，所以重力對兩球的平均功率不相等，選項C錯誤；兩球著地時的速度相同，所以重力的瞬時功率相等，選項D正確．答案：ABD9．(2010·山東)1970年4月24日，我國自行設計、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”放射成功，開創(chuàng)了我國航天事業(yè)的新紀元．“東方紅一號”的運行軌道為橢圓軌道，其近地點M和遠地點N的高度分別為439km和2384km，則()A．衛(wèi)星在M點的勢能大于N點的勢能B．衛(wèi)星在M點的角速度大于N點的角速度C．衛(wèi)星在M點的加速度大于N點的加速度D．衛(wèi)星在N點的速度大于7.9km/s解析：衛(wèi)星在M點受到的萬有引力大于N點受到的萬有引力，所以衛(wèi)星在M點的加速度大于N點的加速度，C選項正確；衛(wèi)星離地越高，線速度越小，角速度越小，重力勢能越大，所以A選項錯誤；B選項正確；衛(wèi)星在N點的線速度肯定小于衛(wèi)星通過N做圓周運動的線速率，而做圓周運動的線速率又肯定小于第一宇宙速度7.9km/s.所以衛(wèi)星在N點的速度小于7.9km/s，D選項錯誤．答案：BC10．物體沿不同的路徑從A運動到B，其中按路徑1走，有摩擦作用；按路徑2走，無摩擦作用；按路徑3走，既無摩擦，又不施加其它力．在這三種狀況下重力做的功W1________W2________W3，重力勢能ΔEp1________ΔEp2________ΔEp3(填“＞”“＝”“＜”)．解析：重力做功與路徑無關，所以有W1＝W2＝W3，由重力做功與重力勢能的變化關系可知ΔEp1＝ΔEp2＝ΔEp3.答案：＝＝＝＝11．質量為5kg的鋼球，從離地面100m高處自由下落1s，1s內鋼球重力勢能削減了______________J(g取10m/s2(選取地面為零勢能參考平面)，1s末鋼球的重力勢能為______________J；假如選取地面上1m處的平面為參考平面，1s末它的重力勢能為______________J；假如選取自由下落的動身點所在平面為參考平面，1s末重力勢能為______________J.解析：1s內鋼球下落的距離為h＝eq\f(1,2)gt2＝eq\f(1,2)×10×12m＝5m，削減的重力勢能ΔEp＝mgh＝5×10×5J＝250J.1s末鋼球離地面的高度為h1＝(100－5)m＝95m1s末鋼球的重力勢能為Ep1＝mgh1＝5×10×95J＝4750J.1s末鋼球離地面上1m處的平面的高度為h2＝(95－1)m＝94m.此時鋼球的重力勢能為Ep2＝mgh2＝5×10×94J＝4700J.1s末鋼球離動身點的豎直距離為5m.此時的重力勢能為Ep3＝5×10×(－5)J＝－250J.答案：25047504700－25012.如右圖所示，勁度系數(shù)為k1的輕質彈簧兩端分別與質量為m1、m2的物塊1、2拴接，勁度系數(shù)為k2的輕質彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上(不拴接)，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)施力將物塊1緩慢的豎直上提，直到下面那個彈簧的下端剛脫離桌面．在此過程中，物塊2的重力勢能增加了______________，物塊1的重力勢能增加了______________．解析：彈簧2原先被壓縮的長度Δx2＝eq\f(m1＋m2,k2)g，所以在下面的彈簧的下端剛脫離桌面時，物塊2的重力勢能增加ΔEp2＝m2gΔx2＝eq\f(m2m1＋m2,k2)g2，彈簧1原先被壓縮Δx1＝eq\f(m1g,k1)，彈簧2下端剛脫離桌面時，彈簧1伸長Δx1′＝eq\f(m2g,k1)，所以物塊1的重力勢能的增加量為ΔEp1＝m1g(Δx1＋Δx1′＋Δx2)＝m1(m1＋m2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,k1)＋\f(1,k2)))g2.答案：eq\f(m2m1＋m2,k2)g2m1(m1＋m2)(eq\f(1,k1)＋eq\f(1,k2))g213.如右圖所示，一條鐵鏈長為2m，質量為10kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的過程中，物體克服重力做功為多少？解析：鐵鏈從初狀態(tài)到末狀態(tài)，它的重心位置提高了h＝eq\f(l,2)，因而物體克服重力所做的功為W＝mgl/2＝eq\f(1,2)×10×9.8×2J＝98J.答案：98J14．面積很大的水池，水深為H，水面上浮著一正方體木塊，木塊邊長為a，密度為水的1/2，質量為m，開頭時，木塊靜止，有一半沒入水中，如下圖所示，現(xiàn)用力F將木塊緩慢地壓到池底，不計摩擦．求：從木塊剛好完全沒入水中到停止在池底的過程中，池水勢能的轉變量．解析：由于水池的面積很大，所以在木塊下壓時，水面高度的變化可以不計，將木塊從水面處下壓至池底的過程，等效于有一同體積質量為2m的水塊由池底上升至水面處，它的重力勢能的增加就是池水勢能的轉變量．ΔEp＝2mgh＝2mg(H