第4节重力势能课时训练(含解析)

1、第4节重力势能iliii辰课时训练夯实双基提升素能» at 础训练jichu xunlian重力势能的理解1. （2016 -山西太原期末）一个实心铁球与一实心木球质量相等，将它们放在同一水 平地面上,下列结论中正确的是（选地面为参考平面）（c ）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1）上述三种情况都有可能解析：由于铁球和木球的密度不同，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. （2016 山东泰安期末）物体做自由

2、落体运动，其相对于地面的重力势能与下落速度的关系，正确的是（c ）avb解析:设物体原来高度为h0,具有重力势能为epo=mgho,下落过程中有ep=mg （h0-扌g#）二epo-扣g+二epo-扣v：选项c正确.重力做功与重力势能的关系3. 选择不同的水平面作为参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能的改变量（1）a. 都具有不同的数值b. 都具有相同的数值c. 前者具有相同数值，后者具有不同数值d. 前者具有不同数值，后者具有相同数值解析:物体的重力势能与参考平面的选择有关,同一物体在同一位置相对不同的参 考平面，重力势能的数值不同;物体重力势能的改变量跟参考平面无关选项d

3、正确.口dc4如图所示,在水平地面上平铺着n块砖，每块砖的质量为m,厚度为h.如果工人将 砖一块一块地叠放起来，那么工人至少做功(b )4rntn该ha. n (n-1) mgh b. £n (nl) mghc. n (n+1) mghd.斗n (n+1) mgh解析:本题关键在于分析各块砖的重心位置变化情况，从而找出n块砖的重力势能变 化.把n块砖看做一个整体，其总质量是m=nm,以地面为零势能面,n块砖都平放在地 上时,其重心都在吕高处,所以这n块砖的初始重力势能为e沪呼;当n块砖叠放在一 起时,其总高度为h=nh,其总的重心位置在牛密处,所以末态重力势能为e沪nmg牛 玛巴人做

4、的功至少等于重力势能的增量，即w=aep=ep2-ep1=|n(n-l)mgh,选项b正确.5. (2016 江苏扬州期末)如图所示，某游客领着孩子爬山时,孩子不小心将手中一 质量为m的皮球滑落，球从a点滚到了 b点，高度标记如图所示，则下列说法正确的是(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）i）.从a到b重力做功mgh解析:重力做功与路径无关，与是否受其他力也无关，只与初、末位置有关,wc=mgh, 选项d正确，a,b,c错误.6. （2016 江苏苏州质检）运动员跳

5、伞将经历加速、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 ）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i）.任意相等的时间内重力做的功相等解析：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,重力势能减小，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同，故重力做的功不一定相等，选 项i）错误.7. （2016 云南昆明期末）质量相等的均质柔软细绳a,

6、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氐萬上述过程中克服重力做功分别为臨魅若（b ）a. h.lhp,则一定有 wa=wbb. ha>hb,则可能有 wa<wbc. ha<hb,则可能有wa二i）. ha>hb,则一定有 wa>wb解析: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，若砧山或ha<hb, 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wa<wb,选项a, c错 误;若hqhn,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

7、比克服绳b的重力做的功大，也可能小，也可能相等，故选项b正 确，d错误.重力势能变化量的求解& （2016 -山西大同检测）一根粗细均匀的长直铁棒重600 n,平放在水平地面上现 将一端从地面抬高0. 50 m,而另一端仍在地面上，则（b ）a.铁棒的重力势能增加了 300 jb铁棒的重力势能增加了 150 jc. 铁棒的重力势能增加量为0d. 铁棒重力势能增加多少与参考平面选取有关,所以无法确定解析:铁棒的重心升高的高度h=o. 25 m,铁棒增加的重力势能等于克服重力做的功, 与参考平面选取无关，即 ep=mgh=600x0. 25 j=150 j,故选项b正确.9在2016年5月

8、18日，我国撑杆跳运动员薛长锐在“2016国际田联世界田径挑战 赛”北京站比赛中以5. 70 m获得第三名.已知薛长锐身高188叫则他从起跳到跳 11 5. 70 m的过程中，为克服重力至少要做多少功?他的重力势能改变了多少？ （g取 10 m/s2）解析：由于人的重心大约在人身高一半的位置，即0. 94 m处，在撑杆跳的过程中，人 的重心升高的高度为h二5. 70 m0. 94 m=4. 76 m克服重力所做的功为w二high二75x10x4. 76 j二3 570 j重力势能增加了 3 570 j.答案：3 570 j 3 570 j»索能捉升suneng tisheng10.

9、（2016 湖北武汉期末）如图所示,质量为hl的小球，用一长为1的细线悬于0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,0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odl,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?解析:从a点运动到c点，小球下落h二爭, 故重力做功wg=jmgl, 由于肌0,则重力势能减小, 则 aep=wg=epl-ep2=|mgl 答案:訓gl |mgl11. (2016 -山东威海检测)如图所示，有一条长为l、质量为ni的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为0 ,另一半长度沿

10、竖直方向下垂在空中，当链条从静 止开始释放后链条滑动，以斜面最高点为重力势能的零点，求：(1) 开始时和链条刚好从右侧全部滑出斜面时重力势能各是多大?(2) 此过程中重力势能减少了多少？解析：(1)开始时，左边一半链条重力势能为右边一半的重力势能为ep2二-影左右两部分总的重力势能为ep二epi +ep2二-jngl(1+sin 0 ),最后链条从右侧刚好全部滑出时，重力势能 即二-舸.(2)重力势能减少量厶e尸e厂即=|nigl(3-sin 0).答案：-|mgl(l+sin 0 ) -訓gl(2)jmgl(3-sin 0 )(教师备用)【补偿题组】1.如图所示,acp和bdp是竖直平面内两

11、个半径不同的半圆形光滑轨道,a, p, b三点 位于同一水平面上,c和d分别为两个轨道的最低点，将两个质量相同的小球分别从 a和b两处同时无初速度释放，则（d ）a. 沿bdp光滑轨道运动的小球的重力势能永远为正值b. 两个小球到达c点和d点时,重力做功相等c. 两个小球到达c点和i）点时,重力势能相等i）.两个小球刚开始从a和b两处释放时,重力势能相等解析:不管选哪一个水平面为零势能面,a点和b点相对零势能面的竖直高度均相 等,所以重力势能相等两小球到达c点和d点时，重力势能不相等重力势能 ep=mgh,具有相对性,如果选a, p, b三点所在水平面为零势能参考平面，则两球在运 动过程中的重

12、力势能恒为非正值;如果选c点所在水平面为零势能参考平面， 则两球在运动过程中的重力势能恒为非负值另外，重力做功跟路径无关，只取决于 物体在初始和最终两点在竖直方向的高度差，两球从开始运动至到达c点和d点时 竖直高度差不相等，所以，重力做功不相等，选项d正确.2. （2016 广东梅州检测）大型拱桥的拱高为h,弧长为1,如图所示,质量为m的汽车 在以不变的速率v由a点运动到b点的过程中，以下说法正确的是（d ）a. 由a到b的过程中，汽车的重力势能始终不变，重力始终不做功b. 汽车的重力势能先减小后增加,总的变化量为0,重力先做负功，后做正功，总功为零c. 汽车的重力势能先增大后减小,总的变化量为0,重力先做正功，后做负功，总功 为零i).汽车的重力势能先增大后减小,总的变化量为0,重力先做负功，后做正功，总功 为零解析:前半阶段，汽车向高处运动，重力势能增加,重力做负功;后半阶段，汽车向低 处运动，重力势能减小，重力做正功，选项d正确.3在离地面80 in高处无初速度释放一小球，小球质量为m=200 g,不计空气阻力,g 取10 m/s2,取释放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)以释放点所在水平面为参考平面，在第2 s末小球所处的高度为 h=-gt2=-x10x22 in二-20 m重