高一必修2重力势能.doc

第4节重力势能 【测控导航】知识点题号1.重力做功3、4、6、102.重力势能1、23.重力做功与重力势能变化的关系5、7、8、9、11巩固基础1.关于重力势能,下列说法中正确的是(D)A.重力势能的大小只由物体本身决定B.重力势能恒大于零C.在地面上的物体,它具有的重力势能一定等于零D.重力势能是物体和地球所共有的解析:根据Ep=mgh知,重力势能由物体所受的重力和它所处的高度共同决定,故选项A错误.重力势能是物体和地球组成的系统所共有的,故选项D正确.重力势能是相对量,只有相对一个参考平面,重力势能才有确定值,在地面上的物体,重力势能不一定为零,故选项C错误.重力势能有正负,故选项B错误.2.(2012年佛山高一检测)下列关于重力势能的说法正确的是(AB)A.重力势能是地球和物体共同具有的,而不是物体单独具有的B.重力势能的大小是相对的C.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功D.在地面上的物体,它的重力势能一定等于零解析:重力势能是地球与物体组成的系统共有的,其大小与参考平面的选取有关,重力势能为零,也可能对外做功,故选项A、B正确,选项C、D错误.3.某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,球从A点滚到了山脚下的B点,高度标记如图所示,则下列说法中正确的是(D)A.从A到B的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程重力做的功B.从A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程重力做的功C.从A到B重力做功mg(H+h)D.从A到B重力做功mgH解析:重力对物体所做的功只与初、末位置的高度差有关,大小为WG=mgH,故正确选项为D.4.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(D)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时物体克服重力做功多C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多D.不管沿怎样的斜面运动,物体克服重力做功相同,物体增加的重力势能也相同解析:重力做功的特点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,它的重力势能就增加多少,选项D正确. 重力对物体做功与物体的运动状态、运动路径无关,若物体沿闭合的路径运动一周,则重力做功为零.5.关于重力做功和物体的重力势能,下列说法中不正确的是(C)A.重力对物体做正功时,物体的重力势能一定减少B.物体克服重力做功时,物体的重力势能一定增加C.地球上任何一个物体的重力势能都是一个确定值D.重力做功的多少与重力势能的变化都与参考平面的选取无关解析:重力做正功,物体的重力势能减少,重力做多少功,重力势能就减少多少,选项A正确,同理选项B正确.物体的重力势能大小除与其质量有关外,还与物体所处的高度有关,在不同高度(不同的零势能面确定),同一物体的重力势能不同,选项C错误.重力做功的特点是重力做功多少只与初末位置的高度差有关,与参考平面的选取无关,而重力势能的变化等于重力做的功,故选项D正确.6.物体在某一运动过程中,受到的重力对它做了40 J的负功,下列说法中正确的是(AD)A.物体的高度一定升高了B.物体的重力势能一定减少了40 JC.物体重力势能的改变量不一定等于40 JD.物体克服重力做了40 J的功解析:重力做负功,所以物体的高度一定升高了,故选项A正确;由于WG=-Ep,因此Ep=-WG=40 J,即mgh2-mgh1=40 J所以物体的重力势能增加了40 J,故选项B、C均错误.重力做负功又可以说成物体克服重力做功,故选项D正确.7.升降机中有一质量为m的物体,当升降机以加速度a匀加速上升h高度时,物体增加的重力势能为(A)A.mghB.mgh+mahC.mahD.mgh-mah解析:重力势能的增加量等于物体克服重力做的功,选项A正确,选项B、C、D错误.8.一只100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度,则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g=10 m/s2)(C)A.重力做功为1.8 JB.重力做了0.55 J的负功C.球的重力势能一定减少0.55 J D.球的重力势能一定增加1.25 J解析:重力做功W=mgh=mg(h1-h2)=0.55 J,因此重力势能减少0.55 J,选项C正确.提升能力9.如图所示,一个质量为M的物体放在水平地面上,物体上方安装一个长度为l、劲度系数为k的轻弹簧,现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向上移动,直到物体离开地面一段距离.在这一过程中,P点的位移是H(开始时弹簧处于原长),则物体重力势能的增加量为(C)A.MgH B.Mg+(Mg)2kC.MgH-(Mg)2k D.MgH-Mgk解析:P点缓慢向上移动时,设弹簧伸长x,物体距离地面高为h,则有H=h+x,物体增加的重力势能等于克服重力所做的功,即Ep=Mgh.P点缓慢向上移动过程中,物体处于平衡状态,物体受重力Mg和弹簧的弹力,根据二力平衡的条件和胡克定律,有kx=Mg.所以x=Mgk,h=H-x=H-Mgk.物体增加的重力势能Ep=Mgh=Mg(H-Mgk)=MgH-(Mg)2k.所以选项C正确. 物理题中常出现带有弹簧的问题,一般物理过程较复杂,解答时最好画出草图,标出长度变化,寻找各量的关系.本题中正确找出P点移动的距离、弹簧伸长量和物体上升高度间的关系是解题的关键.10.(2012年太原高一质检)2010年3月28日,山西临汾王家岭发生特大矿难事故,由于井下透水,153名矿工被困井下,经广大人员的奋力营救,被困多日的115名矿工兄弟安全升井,创下了世界上类似矿难的营救奇迹.设在某次营救中,工作人员用升降机将被救的几名矿工提升到井口,若井深200 m,升降机连同人员质量为500 kg,升降机的钢丝绳每米质量约为5 kg,求每次把升降机提升至井口,至少要克服重力做多少功?(g=10 m/s2)解析:升井过程中,需要克服升降机连同人员和钢绳的重力做功:W=MgH+mgH2=(50010200+2005102002) J=2106 J.答案:2106 J11.在离地面80 m处无初速度地释放一小球,小球质量为m=200 g,不计空气阻力,g取10 m/s2,取最高点所在水平面为参考平面.求:(1)在第2 s末小球的重力势能.(2)在第3 s内重力所做的功和重力势能的变化.解析:(1)2 s内小球下落的高度为h=12gt2=121022 m=20 m.以最高点为零势能点,所以第2 s末小球的重力势能为Ep=-mgh=-20010-31020 J=-40 J.(2)3 s内小