【同步備課】2020年高中物理課時(shí)訓(xùn)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(chǔ)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(zhì)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(guān)，故此題D選項(xiàng)正確．答案：D2.質(zhì)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(shí)的重力勢能及整個(gè)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(shí)重力勢能為－mgh.故D選項(xiàng)正確．答案：D3．下列關(guān)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(dú)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(zhì)量為m的物體，沿傾角為α的光滑斜面由靜止下滑，當(dāng)下滑t(s)時(shí)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(shí)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(guān)于重力勢能的說法中，正確的是()A．有A、B兩個(gè)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(shí)重力勢能的削減量D．重力做功時(shí)，不僅與物體運(yùn)動(dòng)的高度有關(guān)，還與物體運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān)解析：由Ep＝mgh可知，只有mA＝mB時(shí)，A的重力勢能才是B的重力勢能的2倍，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；重力做功與路徑無關(guān)．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(guān)，故C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確．答案：B6．要將一個(gè)質(zhì)量為m，邊長為a的勻質(zhì)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(shí)，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(xiàng)正確．答案：D提升力量7．如圖所示，質(zhì)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(shí)，用手拉著其上端P點(diǎn)很緩慢地向上移動(dòng)，直到物體脫離地面對上移動(dòng)一段距離．在這一過程中，P點(diǎn)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(shí)，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(xiàng)正確．答案：C8．在高處的某一點(diǎn)將兩個(gè)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(jié)論正確的是(不計(jì)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(shí)，重力的瞬時(shí)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(xiàng)A正確；著地時(shí)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(xiàng)B正確；雖然重力對兩球所做的功相同，但做功所用的時(shí)間不同，豎直上拋的小球用的時(shí)間要長一些，所以重力對兩球的平均功率不相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；兩球著地時(shí)的速度相同，所以重力的瞬時(shí)功率相等，選項(xiàng)D正確．答案：ABD9．(2010·山東)1970年4月24日，我國自行設(shè)計(jì)、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(jì)元．“東方紅一號”的運(yùn)行軌道為橢圓軌道，其近地點(diǎn)M和遠(yuǎn)地點(diǎn)N的高度分別為439km和2384km，則()A．衛(wèi)星在M點(diǎn)的勢能大于N點(diǎn)的勢能B．衛(wèi)星在M點(diǎn)的角速度大于N點(diǎn)的角速度C．衛(wèi)星在M點(diǎn)的加速度大于N點(diǎn)的加速度D．衛(wèi)星在N點(diǎn)的速度大于7.9km/s解析：衛(wèi)星在M點(diǎn)受到的萬有引力大于N點(diǎn)受到的萬有引力，所以衛(wèi)星在M點(diǎn)的加速度大于N點(diǎn)的加速度，C選項(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)誤；B選項(xiàng)正確；衛(wèi)星在N點(diǎn)的線速度肯定小于衛(wèi)星通過N做圓周運(yùn)動(dòng)的線速率，而做圓周運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的速度小于7.9km/s，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：BC10．物體沿不同的路徑從A運(yùn)動(dòng)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(guān)，所以有W1＝W2＝W3，由重力做功與重力勢能的變化關(guān)系可知ΔEp1＝ΔEp2＝ΔEp3.答案：＝＝＝＝11．質(zhì)量為5kg的鋼球，從離地面100m高處自由下落1s，1s內(nèi)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(dòng)身點(diǎn)所在平面為參考平面，1s末重力勢能為______________J.解析：1s內(nèi)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(shí)鋼球的重力勢能為Ep2＝mgh2＝5×10×94J＝4700J.1s末鋼球離動(dòng)身點(diǎn)的豎直距離為5m.此時(shí)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(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量為m1、m2的物塊1、2拴接，勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上(不拴接)，整個(gè)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(gè)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(shí)，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(shí)，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(zhì)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(zhì)量為m，開頭時(shí)，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(jì)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(zhuǎn)變量．解析：由于水池的面積很大，所以在木塊下壓時(shí)，水面高度的變化可以不計(jì)，將木塊從水面處下壓至池底的過程，等效于有一同體積質(zhì)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(zhuǎn)變量．ΔEp＝2mgh＝2mg(H