【全程方略】高中物理 7.4 重力势能课时提升 新人教版必修2(1).doc

【全程方略】2014年高中物理 7.4 重力势能课时提升 新人教版必修2一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分。每小题至少一个选项正确)1.下列关于物体的重力势能的说法中正确的是()a.物体重力势能的数值随选择的参考平面的不同而不同b.物体的重力势能实际上是物体和地球组成的系统所共有的c.重力对物体做正功,则物体的重力势能增加d.物体位于所选的参考平面以下时,物体的重力势能为负值2.(2013东城高一检测)利用超导材料和现代科技可以实现磁悬浮。若磁悬浮列车的质量为20t,因磁场间的相互作用,列车浮起的高度为100mm,则该过程中磁悬浮列车克服重力做功是()a.20jb.200jc.2.0107jd.2.0104j3.北京时间2013年6月11日17时38分,“神舟十号”载人飞船成功发射。飞船发射上升过程中,其重力做功和重力势能变化的情况为()a.重力做正功,重力势能减小b.重力做正功,重力势能增加c.重力做负功,重力势能减小d.重力做负功,重力势能增加4.如图所示,一物体从a点沿粗糙面ab与光滑面ac分别滑到同一水平面上的b点与c点,则下列说法中正确的是()a.沿ab面重力做功多b.沿两个面重力做的功相同c.沿ab面重力势能减少得多d.沿两个面减少的重力势能相同5.(能力挑战题)质量相等的均质柔软细绳a、b平放于水平地面,绳a较长。分别捏住两绳中点缓慢提起,直至全部离开地面,两绳中点被提升的高度分别为ha、hb,上述过程中克服重力做功分别为wa、wb。若()a.ha=hb,则一定有wa=wbb.hahb,则可能有wawbc.hahb,则一定有wawb6.物体从某高度处做自由落体运动,以地面为重力势能零点,下列所示图像中,能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是()二、计算题(本大题共2小题,共20分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位) 7.(10分)广州塔位于广州市中心,塔高约450m,天线桅杆约160m,整体高约610m。站在400m高处,质量为60kg的游客,在下列情况中,重力势能是多少?(g取10m/s2)(1)以地面为参考系;(2)以塔顶为参考系;(3)以桅杆顶为参考系。8.(10分)如图所示,质量为m的小球,用一长为l的细线悬于o点,将悬线拉直成水平状态,并给小球一个向下的速度让小球向下运动,o点正下方d处有一钉子,小球运动到b处时会以d为圆心做圆周运动,并经过c点,若已知od=23l,则小球由a点运动到c点的过程中,重力势能减少了多少?重力做功为多少?答案解析1.【解析】选a、b、d。根据重力势能的相对性,a项正确;根据重力势能的系统性,b项正确;根据重力做功与重力势能变化的关系,c项错误;根据重力势能正、负的含义,d项正确。2.【解析】选d。重力做功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差wg=mgh1-mgh2=-20 000100.1j=-2.0104j,所以克服重力做功2.0104j,故d正确。3.【解析】选d。飞船发射时高度逐渐上升,飞船的重力做负功,重力势能越来越大,故d正确。4.【解析】选b、d。物体重力做功的多少只与它运动的初、末位置的高度差有关,与其他因素无关,所以沿两个面重力做的功相同,a错误,b正确;由于重力势能的变化总等于重力所做的功,故沿两个面减少的重力势能相同,c错误,d正确。【变式备选】沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端,下列说法正确的是()a.沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多b.沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动,物体克服重力做功多c.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动,物体克服重力做功多d.不管沿怎样的斜面运动,物体克服重力做功都相同,物体增加的重力势能也相同【解析】选d。重力做功的多少与物体的运动路径无关,只与初、末状态物体的高度差有关,不论是光滑路径还是粗糙路径,也不论是直线运动还是曲线运动,物体克服重力做多少功(重力做多少负功),它的重力势能必增加多少,故a、b、c错误,d正确。5.【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)克服重力做的功等于重力势能的增加量。(2)两绳被提起一定的高度时,要注意比较两绳重心升高的高度。【解析】选b。克服重力做的功等于重力势能的增加量,两绳都离开地面时,若ha=hb或hahb,则绳a的重心低于绳b的重心,克服绳a的重力做的功较小,所以wahb,则绳a的重心可能比绳b的高,也可能低,也可能等高,所以克服绳a的重力做的功可能比克服绳b的重力做的功大,也可能小,还可能相等,故选项b对、d错。6.【解析】选b。设物体开始下落时的重力势能为ep0,物体下落高度h过程中重力势能减少量ep=mgh,故物体下落高度h时的重力势能ep=ep0-ep=ep0-mgh,即ep-h图像为倾斜直线,b正确。7.【解析】(1)游客到地面的高度为400m,所以重力势能ep=mgh=6010400j=2.4105j(2)游客在塔顶下方50m,所以重力势能ep=mgh=-601050j=-3104j(3)游客在桅杆顶下方210m,所以重力势能ep=mgh=-6010210j=-1.26105j答案:(1)2.4105j(2)-3104j(3)-1.26105j8.【解析】从a点运动到c点,小球下落h=13l,故重力做功wg=mgh=13mgl,重力势能的变化量ep=-wg=-13mgl负号表示小球的重力势能减少了。答案:13mgl13mgl【总结提升】重力势能变化的两种求解方法方法一:应用重力势能变化公式ep=ep2-ep1来求。具体方法是首先选取参考平面,然后应用ep=mgh求出物体