2024年高中物理第七章機(jī)械能守恒定律第四節(jié)重力勢能訓(xùn)練含解析新人教版必修2

PAGE5-重力勢能A級抓基礎(chǔ)1．關(guān)于重力做功和物體的重力勢能，下列說法中錯誤的是()A．當(dāng)重力對物體做正功時，物體的重力勢能肯定削減B．物體克服重力做功時，物體的重力勢能肯定增加C．地球上任何一個物體的重力勢能都有一個確定值D．重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)解析：重力做正功時，物體由高處向低處運動，重力勢能肯定削減，反之物體克服重力做功時，重力勢能肯定增加，故選項A、B正確；重力勢能的大小與參考平面的選取有關(guān)，故選項C錯誤；重力做多少功，物體的重力勢能就改變多少，重力勢能的改變量與參考平面的選取無關(guān)，所以重力做功多少與參考平面的選取無關(guān)，故選項D正確．答案：C2．如圖所示，質(zhì)量為m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中達(dá)到的最高點位置2的高度為h，已知重力加速度為g.下列說法正確的是()A．足球由1運動到2的過程中，重力做的功為mghB．足球由2運動到3的過程中，重力勢能削減了mghC．足球由1運動到3的過程中，重力做的功為2mghD．因為沒有選定參考平面，所以無法確定重力勢能改變了多少解析：足球由1運動到2的過程中，物體高度上升，重力做負(fù)功，所以重力做的功為－mgh，A錯誤；足球由2運動到3的過程中，重力做正功，重力勢能削減了mgh，B正確；足球由1運動到3的過程中，高度沒有改變，所以重力做功為零，C錯誤；重力勢能改變量與參考平面無關(guān)，重力勢能大小與參考平面有關(guān)，D錯誤．答案：B3．如圖所示，靜止的小球沿不同的軌道由同一位置滑到水平桌面上，軌道高度為h，桌面距地面高為H，物體質(zhì)量為m，則以下說法正確的是()A．小球沿豎直軌道下滑到桌面上的過程，重力做功最少B．小球沿曲線軌道下滑到桌面上的過程，重力做功最多C．以桌面為參考面，小球的重力勢能的削減量為mghD．以地面為參考面，小球的重力勢能的削減量為mg(H＋h)解析：靜止的小球沿不同的軌道由同一位置滑到水平桌面上，由于高度差相同，所以重力做功相同，故A、B錯誤；重力勢能的改變量與零勢能平面的選取無關(guān)，重力做的正功等于重力勢能的減小量，重力做功為mgh，則重力勢能的減小量為mgh，故C正確，D錯誤．答案：C4.如圖所示，某物塊分別沿三條不同的軌道由離地高h(yuǎn)的A點滑到同一水平面上，軌道1、2是光滑的，軌道3是粗糙的，則()A．沿軌道1滑下重力做功多B．沿軌道2滑下重力做功多C．沿軌道3滑下重力做功多D．沿三條軌道滑下重力做的功一樣多解析：重力做的功等于重力乘以物塊沿豎直方向的位移，因此物塊沿各個軌道滑下時重力做的功相同，故D正確．答案：D5．如圖所示，質(zhì)量為m的小球從高度為h處的斜面上的A點滾下，經(jīng)過水平面BC后，再滾上另一斜面，當(dāng)它到達(dá)高為eq\f(h,4)的D點時，速度為零，在這個過程中，重力做功為()A.eq\f(mgh,4) B.eq\f(3mgh,4)C．mgh D．0解析：A、D間的高度差Δh＝h－eq\f(1,4)h＝eq\f(3,4)h，則重力做功W＝eq\f(3,4)mgh，則B正確，A、C、D錯誤．答案：B6．運動員跳傘將經(jīng)驗加速下降和減速下降兩個過程．將人和傘看成一個系統(tǒng)，在這兩個過程中，下列說法正確的是()A．阻力對系統(tǒng)始終做負(fù)功B．系統(tǒng)受到的合外力始終向下C．重力做功使系統(tǒng)的重力勢能增加D．隨意相等的時間內(nèi)重力做的功相等解析：由于阻力的方向始終與運動方向相反，因此阻力始終做負(fù)功，選項A正確；系統(tǒng)在減速下降過程中所受合外力的方向與運動方向相反，即合外力向上，選項B錯誤；系統(tǒng)始終向下運動，因此重力始終做正功，重力勢能削減，選項C錯誤；由于系統(tǒng)做變速運動，因此在相等的時間內(nèi)下落的高度不肯定相等，故重力做的功不肯定相等，選項D錯誤．答案：A7．如圖所示，一根長為l，質(zhì)量為m的勻質(zhì)軟繩懸于O點，若將其下端向上提起使其對折，則做功至少為()A．mgl B.eq\f(1,2)mglC.eq\f(1,3)mgl D.eq\f(1,4)mgl解析：將軟繩下端向上提起，相當(dāng)于把下半段向上移動了eq\f(l,2)，重力勢能增加了eq\f(1,2)mg·eq\f(l,2)＝eq\f(1,4)mgl，即外力至少要做的功為eq\f(1,4)mgl，D正確．答案：DB級提實力8．如圖所示，在光滑的桌面上有一根勻稱松軟的質(zhì)量為m、長度為l的繩子，繩子的eq\f(1,4)懸于桌面下，從繩子起先下滑至繩子剛好全部離開桌面的過程中，重力對繩子做功為多少？繩子的重力勢能改變量為多少(桌面離地面高度大于l)?解析：取桌面為參考平面，剛起先時繩子的重力勢能為Ep1＝eq\f(1,4)mg×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(1,8)l))＝－eq\f(1,32)mgl，當(dāng)繩子剛好全部離開桌面時，繩子的重力勢能為Ep2＝mg×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(1,2)l))＝－eq\f(1,2)mgl，則ΔEp＝Ep2－Ep1＝－eq\f(1,2)mgl－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(1,32)mgl))＝－eq\f(15,32)mgl，由W＝－ΔEp知重力做功eq\f(15,32)mgl.答案：eq\f(15,32)mgl－eq\f(15,32)mgl9．如圖所示，一質(zhì)量為m、邊長為a的正方體物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.1.為使它水平移動距離a，可以用將它翻倒或向前緩慢平推兩種方法，則下列說法中正確的是()A．將它翻倒比平推前進(jìn)做功少B．將它翻倒比平推前進(jìn)做功多C．兩種狀況做功一樣多D．兩種狀況做功多少無法比較解析：使物體水平移動距離a，若將它翻倒一次，須要克服重力做功，使其重心位置由離地h1＝eq\f(a,2)增加到h2＝eq\f(\r(2),2)a，所以至少須要做功W1＝mg(h2－h(huán)1)＝eq\f(1,2)mg(eq\r(2)－1)a；而緩慢平推須要做功W2＝μmga＝0.1mga<W1.答案：B10．物體做自由落體運動，以下有關(guān)其相對于地面的重力勢能與下落速度的關(guān)系圖中正確的是()解析：設(shè)物體原來高度為h0，具有重力勢能為Ep0＝mgh0，下落過程中有Ep＝mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h0－\f(1,2)gt2))＝Ep0－eq\f(1,2)mg2t2＝Ep0－eq\f(1,2)mv2，即C正確．答案：C11.如圖所示，一個質(zhì)量為M的物體放在水平地面上，物體上方安裝一個長度為l、勁度系數(shù)為k的輕彈簧，現(xiàn)用手拉著彈簧上端的P點緩慢向上移動，直到物體離開地面一段距離．在這一過程中，P點的位移(起先時彈簧處于原長)是H，則物體重力勢能的增加量為()A．MgH B．Mg＋eq\f(（Mg）2,k)C．MgH－eq\f(（Mg）2,k) D．MgH－eq\f(Mg,k)解析：P點緩慢向上移動時，設(shè)彈簧伸長Δx，物體距離地面高為h，則有H＝h＋Δx，物體增加的重力勢能等于克服重力所做的功，即ΔEp＝Mgh，P點緩慢向上移動過程中，物體處于平衡狀態(tài)，物體受重力Mg和彈簧的彈力，依據(jù)二力平衡的條件和胡克定律，有kΔx＝Mg，所以Δx＝eq\f(Mg,k)，故h＝H－Δx＝H－eq\f(Mg,k)，物體增加的重力勢能ΔEp＝Mgh＝Mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H－\f(Mg,k)))＝MgH－eq\f(（Mg）2,k)，所以選項C正確．答案：C12．如圖所示，在半徑為R質(zhì)量分布勻稱的鉛球中挖取一球形空穴，空穴與原球面最高點相切，并通過鉛球的球心，在未挖去空穴前鉛球的質(zhì)量為m，挖去空穴后的鉛球相對水平地面的重力勢能是多大？解析：采納補(bǔ)償法；挖去球的