2019-2020学年高中物理 第7章 机械能守恒定律 第4节 重力势能随堂演练（含解析）新人教版必修2

第四节重力势能1.关于重力势能，下面的陈述是正确的一个物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也就确定了物体与零势能面之间的距离越大，其重力势能就越大物体的重力势能从- 5 j变为- 3 j，重力势能变小重力势能的减少等于重力对物体所做的功在确定了解析位置并选择了零势能面之后，物体的重力势能就被确定了，a是错误的。如果物体位于零势能面以下，物体与零势能面之间的距离越大，重力势能越小，误差越大；重力势能的正负代表大小，-3j大于-5j，c是错误的，只有d是正确的。答案d2.(多选)如图7-4-4所示，质量为m的球在半径为r的半圆形轨道上来回移动。下面的说法是正确的图7-4-4a.如果a和b的高度相等，从a到b的重力作功是mg2rb.如果a和b的高度相等，从a到b的重力功为零。如果轨道上有摩擦，重力做的最多的功是mgr。如果在轨道上有摩擦，重力所做的功可以比mgr大。如果a和b在高度上相等，从a到b，球在垂直方向上的位移为零，所以重力做功为零，a是错的，b是对的。球下落的高度最多是r，所以如果轨道是粗糙的，重力做功最多是mgr，所以c是对的，d是错的。回答bc3.用绳子吊起一个质量为m的物体，使其匀速加速上升，在这个过程中，物体增加的重力势能为a.mgh b.mgh+mahc.mgh-mah分析了重力位能ep=-wg=-mgh，a所做的功是正确的。回答a60分钟中的45分钟一、选择题(每题4分，共40分)1.以下陈述是正确的地面上物体的重力势能必须为零质量物体的重力势能必须很大不同物体中离地面最远的物体具有最大的重力势能物体在离地面一定高度的重力势能可能为零解析重力势能具有相对性，定量分析物体的重力势能必须首先选择零势能面。零势能面的选择是任意的。一般来说，选择地面作为零势能面，但有时为了研究问题的方便，也选择其他高度。第四项是正确的。答案d2.航天飞机将在绕地球一段时间后返回地面。在退货过程中，以下说法是正确的重力不起作用，物体的重力势能也不会改变重力做正功，物体的重力势能变大重力不起作用，但是物体的重力势能变小了重力做正功，重力势能变小通过分析功的公式，我们可以知道重力做正功。通过分析重力功和重力势能之间的关系，我们可以知道重力势能的减少和d对。答案d3.(多选)以下陈述是正确的a.物体自由下落时，重力势能在第一秒和第二秒的减少比率是1: 3对于垂直向上运动的物体，从投掷到返回投掷点，重力对物体所做的功为零。当物体沿一条均匀的直线运动时，重力势能不会改变。物体在平衡力作用下运动的重力势能必须是常数第一秒钟的下落高度与第二秒钟的下落高度之比为1: 3，因此重力势能的减少比率为1: 3。对于垂直投掷的物体，从投掷到返回点的那一刻起，重力不起作用。回答ab4.大拱桥的拱高为h，弧长为l。如图7-4-5所示，当5.一根长度为l、质量为m的均匀轻质绳索平放在水平地面上。在缓慢提升整根绳子的过程中，提升绳子前半部分的人所做的功是w1，提升绳子后半部分的人所做的功是w2，那么w1: w2等于a11b . 12c13d 14在分析前后的提升过程中，绳索重力势能的增加是不同的，定量计算应单独分析。提升绳索前半部分的人所做的工作增加了绳索的重力势能，即w1=ep1，ep1=mg=mgl；提升绳索后半部分的人所做的功增加了重力势能w2=ep2=镁-mgl=mgl，所以w1: w2=1: 3。答案c6.一个物体自由下落。关于其相对于地面的重力势能与其下落速度之间的关系，下列数字是正确的图7-4-6该分析假设当物体开始下落时离地面的高度为h0，并且当物体下落时重力势能ep=mgh 0-mv2，因此，ep和v之间的关系图像是抛物线的一部分，并且开口向下。因此，选项c是正确的。答案c7.(多选)如图7-4-7所示，在“蹦极”运动中，人从高空跌落到最低点的全过程中，以下说法是正确的图7-4-7a.重力对人有积极的作用b.人类重力势能的减少橡皮绳对人有积极的作用d.橡胶绳弹性势能的增加对人的分析一直在下降，所以重力对人起积极作用，人的重力势能不断下降，a和b是正确的；由于橡胶绳的不断伸长，弹力对人产生负作用，从而增加了橡胶绳的弹性势能。因此，c是错误的，d是正确的。回答abd8.(多项选择)质量为m的物体由人的手以a和h的均匀加速度从静止提升到垂直。关于这个过程，下列陈述是正确的a.提升m (a g) h过程中用手在物体上完成的工作b.在提升过程中，组合外力确实对物体产生作用c.物体的重力势能在上升过程中增加了m (a g) hd.物体克服重力在提升过程中做功分析物体上的力，如图所示，f-mg=ma，所以手在物体上做功w1=fh=m (g a) h，所以a是正确的；外力的功w=f=h=mah，b是正确的；物体上升，克服重力做功，重力势能增加，c和d对是错的。回答abd9.如图7-4-8所示，acp和bdp是两个半圆形的光滑轨道，在垂直面上半径不同。三个点a、p和b位于同一水平面上。c和d分别是两条轨道的最低点。如果两个质量相同的小球同时从a和b中释放出来，没有初始速度，那么图7-4-8a.沿着平轨道运动的球的重力势能总是正的当两个小球到达c点和d点时，重力做功相等c.当两个球体到达点c和d时，重力势能相等。d.当两个小球没有从a和b释放初始速度时，重力势能相等。无论选择哪一点作为零势能点，点a和点b相对于零势能面的垂直高度都是相等的，所以重力势能是相等的。当两个球到达点c和d时，重力势能不相等。重力势能ep=mgh具有相对性。如果在零势能参考面上选择三个点a、p和b，两个球在运动过程中的重力势能将为常数负值。如果点c被选择在零势能参考面上，两个球在运动过程中的重力势能将为常数正。此外，重力所做的功与路径无关，仅取决于物体在初始点和最终点的垂直方向上的高度，并且当两个球从运动开始到达点c和d时，它们的垂直高度不相等，因此重力所做的功不相等。答案d10.要翻转质量为m、边长为a的同质立方体，推力至少要做以下工作a.管理学士c.d.a11.(10分)如图7-4-9所示，质量为m的球在点o处被长度为l的细线悬挂，悬挂的线被拉直到水平状态，并且允许球以向下的速度移动。在点o正下方的点d处有一个钉子。当球移动到点b时，它将以d为圆心做圆周运动，并通过点c。如果od=l已知，在球从点a移动到点c的过程中，重力势能减少了多少？重力做多少功？图7-4-9分析从a点到c点的运动，下降高度h=l，因此，重力功wg=mgh=mgl，重力势能的变化ep=-wg=-mgl负号表示球的重力势能降低了。回答mgl mgl12.(10分)一个小球在离地面80米处释放，没有初始速度。球的质量为m=200 g。不考虑空气阻力，g取为10 m/s2，最高点的水平面作为参考平面。计算：(1)球在2s末端的重力势能；(2)第3秒重力和重力势能做功的变化分析(1)第二秒结束时球的高度h=-gt2=-1022 m=-20 m重力势能ep=mgh