2019-2020学年新教材高中物理 课时跟踪训练（十八）重力势能 新人教版必修第二册

1 课时跟踪训练 十八 课时跟踪训练 十八 重力势能重力势能 a 级 学考达标 1 关于重力做功 重力势能变化的说法正确的是 a 当物体向下运动时 重力对物体做负功 b 当物体向下运动时 重力势能增大 c 当物体向上运动时 重力势能增大 d 当物体向上运动时 重力对物体做正功 解析 选 c 当物体向下运动时 由于重力和位移方向相同 故重力对物体做正功 a 错误 当物体向下运动时 重力做正功 重力势能减小 故 b 错误 物体向上运动时 重 力向下 位移方向向上 故重力做负功 重力势能增大 故 c 正确 d 错误 2 如图所示 静止的物体沿不同的光滑轨道由同一位置滑到水平桌 面上 轨道高度为h 桌面距地面高为h 物体质量为m 重力加速度为 g 则以下说法正确的是 a 物体沿竖直轨道下滑到桌面上 重力势能减少最少 b 物体沿曲线轨道下滑到桌面上 重力势能减少最多 c 以桌面为参考平面 物体重力势能减少mgh d 以地面为参考平面 物体重力势能减少mg h h 解析 选 c 重力做功与路径无关 所以无论沿哪条轨道下落 重力做功相同 重力 做功w mgh 再由w ep 所以 ep mgh 即物体重力势能减少mgh 故 c 正确 a b d 错误 3 一实心铁球与一实心木球质量相等 将它放在同一水平地面上 下列结论正确的是 a 铁球的重力势能大于木球的重力势能 b 铁球的重力势能等于木球的重力势能 c 铁球的重力势能小于木球的重力势能 d 木球的重力势能不会大于铁球的重力势能 解析 选 c 因为铁球和木球的密度不同 所以 质量相等的铁球和木球 木球的体 积较大 放在同一水平地面上时 木球的重心高 因此 木球的重力势能大于铁球的重力 势能 选项 c 正确 2 4 如图是位于锦江乐园的摩天轮 高度为 108 m 直径是 98 m 一 质量为 50 kg 的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需 25 min 如果以地面为零势能面 则他到达最高处时的 取g 10 m s2 a 重力势能为 5 4 104 j 角速度为 0 2 rad s b 重力势能为 4 9 104 j 角速度为 0 2 rad s c 重力势能为 5 4 104 j 角速度为 4 2 10 3 rad s d 重力势能为 4 9 104 j 角速度为 4 2 10 3 rad s 解析 选 c 以地面为零势能面 游客到达最高处时的重力势能 ep mgh 50 10 108 j 5 4 104 j 由角速度与周期之间的关系得 2 t rad s 4 2 10 3 rad s 故 c 正确 2 3 14 25 60 5 2019 衡水高一检测 起跳摸高是同学们经常进行的一项活动 某学生身高 1 80 m 质量 70 kg 他站立举臂 手指摸到的高度为 2 10 m 在一次摸高测试中 如果他先下 蹲 再用力蹬地向上跳起 同时举臂 离地后手指摸到的高度为 2 55 m 设他从蹬地到离 开地面所用的时间为 0 7 s 不计空气阻力 g取 10 m s2 该同学跳起后增加的重力势能 最大值是 a 1 260 j b 1 470 j c 315 j d 1 785 j 解析 选 c 人的重心升高的高度为 h 2 55 m 2 10 m 0 45 m 故该同学跳起 后增加的重力势能最大值是 ep mg h 70 10 0 45 j 315 j c 正确 6 运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程 将人和伞看成一个系统 在这两 个过程中 下列说法正确的是 a 阻力对系统始终做负功 b 系统受到的合外力始终向下 c 重力做功使系统的重力势能增加 d 任意相等的时间内重力做的功相等 解析 选 a 由于阻力的方向始终与运动方向相反 因此阻力始终做负功 选项 a 正 确 系统在减速下降过程中所受合外力的方向与运动方向相反 即合外力向上 选项 b 错 误 系统一直向下运动 因此重力一直做正功 重力势能减少 选项 c 错误 由于系统做 变速运动 因此在相等的时间内下落的高度不一定相等 故重力做的功不一定相等 选项 d 错误 3 7 如图所示 质量相等的两木块中间连有一弹簧 开始时物体a静止 在弹簧上面 今用力f缓慢向上提a 直到b恰好离开地面 设开始时弹 簧的弹性势能为ep1 b刚要离开地面时 弹簧的弹性势能为ep2 则关于 ep1 ep2大小关系及弹性势能变化 ep 下列说法中正确的是 a ep1 ep2 b ep1 ep2 c ep 0 d ep 0 解析 选 a 开始时弹簧形变量为x1 有kx1 mg 设b离开地面时形变量为x2 有 kx2 mg 所以x1 x2 所以ep1 ep2 ep 0 a 正确 8 如图所示 在光滑的水平面上有一物体 它的左端连一弹簧 弹 簧的另一端固定在墙上 在力f作用下物体处于静止状态 当撤去f后 物体将向右运动 在物体向右运动过程中下列说法正确的是 a 弹簧的弹性势能逐渐减小 b 弹簧的弹性势能逐渐增大 c 弹簧的弹性势能先增大再减小 d 弹簧的弹性势能先减小再增大 解析 选 d 当撤去f后 物体向右运动的过程中 弹簧先由压缩状态变到原长 再 伸长 所以形变量先减小后增大 则弹簧的弹性势能先减小再增大 故 d 正确 9 质量为m的木球从离水面高度为h处由静止释放 落入水中后 在水中运动的最大 深度是h 最终木球停止在水面上 若木球在水中运动时 受到因运动而产生的阻力恒 为f 求 1 木球释放后的全部运动过程重力做的功是多少 2 木球的重力势能变化了多少 解析 因为重力做功与路径无关 只与过程初 末状态的高度有关 所以全过程尽管 木球在水下做了往复运动 但所做的功由h的大小决定 即wg mgh 木块的重力势能减 少了mgh 答案 1 mgh 2 减少了mgh b 级 选考提能 10 如图所示 一根长为l 质量为m的匀质软绳悬于o点 若将其下端向上提起使其对折 则做功至少为 a mgl b mgl 1 2 4 c mgl d mgl 1 3 1 4 解析 选 d 将软绳下端向上提起 相当于把下半段向上移动了 重力势能增加了 l 2 mg mgl 即外力至少要做的功为mgl d 正确 1 2 l 2 1 4 1 4 11 多选 图甲是玩家玩 蹦极 游戏的真实照片 玩家将一根长 为ab的弹性绳子的一端系在身上 另一端固定在高处 然后从高处跳 下 图乙是玩家到达最低点时的情况 其中ab为弹性绳子的原长 c点是弹力等于重力的 位置 d点是玩家所到达的最低点 对于玩家离开跳台至最低点的过程中 下列说法正确 的是 a 重力对人一直做正功 b 人的重力势能一直减小 c 玩家通过b点之后 绳子具有弹性势能 d 从a到d 弹性绳子的弹性势能一直增加 解析 选 abc 整个过程中 重力一直做正功 重力势能一直减小 人从高空落下到 弹性绳子达到原长的过程中 弹性绳子不做功 此后弹性绳子一直做负功 弹性势能一直 增加 故 a b c 正确 d 错误 12 弹簧原长l0 15 cm 受拉力作用后弹簧逐渐伸长 当弹簧伸长到l1 20 cm 时 作用在弹簧上的力为 400 n 问 1 弹簧的劲度系数k为多少 2 在该过程中弹力做了多少功 3 弹簧的弹性势能变化了多少 解析 1 据胡克定律f kx 得 k n m 8 000 n m f x 400 0 05 2 由于f