8.2重力势能—人教版(2019)高中物理必修第二册练习

1、2.重力势能一、单选题. 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）（）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.上述三种情况都有可能.如图所示，运动员在粗糙塑胶跑道上负重起跑训练. 较粗弹性橡皮条一端跨套在运动员的腰上， 另一端系在加重汽车轮胎上，起跑过程可简化如下：运动员起跑拉动橡皮条使其变长，稍后轮胎在 橡皮条牵引下开始运动，最后轮胎与运动员一起运动.在负重起跑时，橡皮条从原长拉伸到最长过 程中，下列说法正确的是（）KiA.橡皮条对轮胎做了正功，弹性势能减小

2、B.橡皮条对人做了负功，弹性势能增加C.橡皮条的弹性势能减小，其值等于轮胎的动能增加量D.橡皮条的弹性势能增加，运动员的动能减小3.如图所示，桌面离地高为 h,质量为m的小球从离桌面高为 H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能是（A. mghB. mgHC. mg （H + h）D. mg （H-h）4.如图所示，质量为 m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他起跳时的重心高出 h,则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功（）A.都必须大于mghB.都不一定大于mghC,用背越式不一定大于 mgh,用跨越式必须大

3、于 mghD,用背越式必须大于 mgh,用跨越式不一定大于 mgh.韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J,他克服阻力做功100J。韩晓鹏在此过程中（）A.动能增加了 1900JB.重力势能减小了 1900JC.动能增加了 2000JD,重力势能减小了 2000J.如图所示，质量分布均匀、长度均为L的A、B棒的质量分别为 m、2m,将它们叠放后置于水平地面上如图甲所示，若将它们的叠放顺序改为如图乙所示，则A、B棒整体的重力势能（）777/7777777X77/777A.增加了mgLB.增加了

4、0.5mgLC.减少了mgLD.减少了 0.5mgL二、多选题.关于重力势能和弹性势能，下列说法正确的是（A.物体重力做的功只跟它的起点和终点的位置有关，与物体运动的路径无关B .重力势能是物体和地球所组成的“系统”所共有的C.重力势能与零势能面的选取有关，具有相对性；而弹性势能与零势能位置的选取无关D.只有弹簧才能具有弹性势能，其它物体即使发生弹性形变也没有弹性势能.如图所示，甲、乙、丙三个光滑斜面，它们的高度相同、倾角沿三个斜面由静止从顶端下滑到底端，物块沿斜面下滑的过程中重力做功为W、现让同一物块先后重力做功的平均功率为P,则（）A. W甲VW乙VW丙B. Wt=WW丙D . P甲=P乙

5、=P丙C. P甲vP乙vP丙.如图所示，一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的油中由静止开始下落。它们都由高度为hi的地方下落到高度为 h2的地方。在这两种情况下，下列说法正确的是（A.动能的变化相等C.重力做的功相等B.重力势能的变化相等D.重力势能全部转化为动能.质量为m的物体，在距地面h高处以3 g的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（）A.物体的重力势能减少 3mghB.物体的重力势能减少 | mghC.阻力做的功为|mghD.重力做功为mgh.如图所示，质量相同的 A、B两小球用长度不同的两轻绳悬于等高的Oi、O2点，绳长La、Lb的关系为La Lb

6、,将轻绳水平拉直，并将小球 A、B由静止开始同时释放，取释放的水平位置为零势 能的参考面，则下列说法正确的是（）： 即 ：IIA.在下落过程中，当两小球到同一水平线L上时具有相同的重力势能B .两小球分别落到最低点的过程中减少的重力势能相等A球通过最低点时的重力势能比B球通过最低点时的重力势能大A、B两小球只要在相同的高度，它们所具有的重力势能就相等.将质量为0.2kg的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示，迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置 C (图丙).途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态 (图乙).已知B、A的高度差为0.1mvC、B的高度差为0.2m,弹簧的质

7、量和空气阻力都可忽略，重力加速度 TOC o 1-5 h z g=10m/s2,贝U有()A.小球从A上升至B的过程中，弹簧的弹性势能一直减小，小球的动能一直增加B.小球从B上升到C的过程中，小球的动能一直减小，势能一直增加C.小球在位置 A时，弹簧的弹性势能为0.6JD.小球从位置 A上升至C的过程中，小球的最大动能为0.4J三、解答题.疫情期间，质量为 25kg的小孩在如图所示的小区游乐场荡秋千。小孩可以看作质点，小孩坐在秋千板上静止时，小孩离系绳子的横梁2.5m；如果秋千板摆到最低点时，小孩的速度为5m/s；如果秋千板摆到最高点时，距离最低点1.25m o (取g=10m/s2)求：(1

8、)若取秋千板摆到最低点时的最低点为零势能面，小孩在最高点时具有的重力势能为多少?(2)如果秋千板摆到到最低点时，小孩对秋千板的压力?.如图所示是某类潮汐发电示意图。涨潮时开闸，水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门（如图甲），落潮时，开闸放水发电（如图乙）。设海湾水库面积为 6.0 x 18m2,平均最 高水位与最低水位差为 4.0m, 一天涨落潮两次，发电机的平均能量转化效率为10%,则一天内发电的平均功率约为（P海水=1.0 x 13kg/m3, g取10m/s2）,结果保留一位有效数字。水期乙附施-破水发电.用一只动滑轮和一只定滑轮， 提升套在竖直杆上的质量 m 100kg

9、的重物P,拉力F1=1500N , 装置如图甲所示。设提升前，滑轮 A、B间的竖直高度差为 H 3.6m,水平距离L=1.5m。滑轮重 力及摩擦力均不计， g取10m/s2。（1）重物上升h 1.6m时，求合外力对重物所做的功。（2）若只用一只动滑轮，如图乙所示，拉力F2 1500N ,与竖直杆的夹角保持37不变，重物上升h 1.6m时，求合外力对重物所做的功。(sin37 0.6 , cos37 0.8 )图甲图乙.某撑杆跳高运动员的身高为1.83m,质量为82kg,他在某次比赛中的最好成绩是6.14m。请回答以下两个问题(g取10m/s2 ,设重心在身高一半的位置)。(1)他跳过6.14m

10、时，至少克服重力做了多少功？(2)他的重力势能改变了多少？.如图所示，粗细均匀的 U形管内装有总长为 4L ,总质量为m的水。开始时阀门 K闭合，左、右支管内水面高度差为 L。打开阀门KB,左、右水面刚好相平时水的重力势能减少多少？，一一 一， ，一一 ，一 ，1，、一.如图所示，质量均匀的链条放在光滑的水平桌面上，链条全长 1,质量为m,有的长度悬于4桌面下。链条由静止开始下滑，设桌面的高度大于1,则从链条开始下滑到刚离开桌面的过程中重力势能改变了多少？重力做功多少？(重力加速度大小为g)参考答案 C【解析】由于铁球的密度大，故体积小，重心的高度低；根据Ep=mgh ，铁球的重力势能小，故C

11、正确， ABD 错误 B【解析】橡皮条对轮胎的弹力方向与橡皮条伸长量方向相同，弹力对轮胎做正功，轮胎对橡皮条做负功弹性势能增加，故 A错误；橡皮条对人的弹力方向与橡皮条伸长量方向相反，弹力对人做负功，弹性势能增加，故B 正确；橡皮条从原长拉伸到最长过程中，弹性势能增加，运动员的动能也增加，故CD错误；故选BV【点睛】本题主要考查了弹力做功正负飞判断方法， 知道弹力做正功弹性势能减小， 做负功， 弹性势能增加 B【解析】 设桌面为零势能的参考平面， 则小球在图示位置处高度是H ， 根据重力势能的定义式可知，小球在图示位置处的重力势能是EpmgH故 B 正确， ACD 错误。故选 B 。 C【解析

12、】从图中可看出，用背越式越过横杆时运动员的重心可能在腰部下方，即重心可能在横杆的下方，运动员克服重力所做的功不一定大于mgh。而跨越式跨过横杆时，运动员的重心一定在横杆之上，运动员克服重力所做的功必须大于mgh,故C正确，ABD错误。故选 C 。【解析】AC.外力对物体所做的总功为W 总=WG+ W 阻=1900J- 100J=1800J是正功，根据动能定理得：动能增加了1800J,故AC错误；BD.重力对物体做功为 1900J,是正功，则物体重力势能减小了1900J,故B正确，D错误。故选B。A【解析】假设水平地面为零势能面，对图甲进行分析,A、B棒整体重力势能为Ep3L mgy2mgL 5

13、mgL22对图乙进彳r分析，a、b棒整体重力势能为3LEp 2mg 二mgL 7mgL22两者重力势能差为Ep Ep Ep mgL故A正确，BCD错误。故选AoAB【解析】A.根据重力做功的特点，可知物体重力做的功只跟它的起点和终点的位置有关，与物体运动的路径无关，故 A正确；物体因受地球所给的重力作用，物体才具有重力势能，所以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，故 B正确；C错误;C.重力势能与零势能面的选取有关，具有相对性；弹性势能与零势能位置的选取也有关，一般选原 长点为弹性势能的零点，离原长点越远，弹性势能越大，故D.发生弹性形变的物体的各部分之间,由于弹力作用而具有的

14、势能，叫做弹性势能。所以任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能，故D错误。故选AB。8. BC【解析】AVB、三个物体下降的高度相同，根据W=mgh知，重力做功相同，故 A错误，B正确.CVD、根据牛顿第二定律得，物体下滑的加速度,八口 h 122ha=gsin根据 -at，得:t 2-sin 0 2y g sin因为1K 03,则tlVt2 Vt3,根据知,P甲VP乙VP丙，故C正确，D错误.故选BCX【点睛】本题考查了功和功率的基本运用，知道重力做功与路径无关，与首末位置的高度差有关, 知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法.BC【解析】A.在真空中只有重力做功，在液体中还有阻力

15、做功，可知总功不等，由动能定理可知动能变化不相等，故 A错误；BC.两球下落高度相同，由 W=mgh可知，重力做功相等，重力势能的变化量等于重力做的功，可知重力势能的变化相等，故 BC正确；D.在真空中，机械能守恒，重力势能完全转化为动能，而在液体中，阻力做功，机械能不守恒，重力势能转化为动能和内能，故D错误。故选BC。CD【解析】ABD .物体下落高度为 h,则重力做的功为 mgh,重力势能减少 mgh。AB错误，D正确。C.物体下落过程中，阻力大小为2一 mg ,故阻力做的功为32-mgho故C正确。3故选CD。11 AD【解析】A 、下落过程中，当两小球到同一水平线L 上时，因它们的质量

16、相同球，则具有相同的重力势能，故A 正确；B 、 根据重力势能的变化与重力做功有关， 及与下落的高度有关， 两小球分别落到最低点的过程中减少的重力势能不相等，故B 错误；C 、取释放的水平位置为零势能的参考面，A 球通过最低点时的重力势能与B 球通过最低点时的重力势能小，故C 错误；D 、两小球只要在相同的高度，它们所具有的重力势能就相等，故D 正确。故选 AD 。 BC【解析】Av当弹簧的弹力与小球重力平衡时，合力为零，加速度为零，速度达到最大.之后小球继续上升，弹簧弹力小于重力，球做减速运动，直到脱离弹簧，故小球从A 上升到B 的过程中，弹簧的弹性势能一直减小，动能先增大后减小，故A错误v

17、BV从B到C ,小球只受重力作用，做减速运动，所以动能一直减小，重力势能一直增加，故B正确VCv从A到C ,小球动能不变，重力势能增加，重力势能由弹簧弹性势能转化而来，而重力势能增量为Epmg h 0.2 10 0.1 0.20.6J,所以在A点弹簧的弹性势能为0.6J,故C正确vDv小球受力平衡时，因未给弹簧的劲度系数，则弹簧的形变量由题设条件无法求出，故无法求出小球最大动能，故 D错误.综上所述，本题正确答案为BC.故选VBCX点睛小球从A开始向上运动，开始做加速运动，当弹簧弹力与重力平衡时，小球速度达到最大，之后开始减速，运动到 B 时脱离弹簧，之后只在重力作用下减速 (1) 312.5

18、J ； (2) 500N ，方向竖直向下Ep， h=1.25m ，根据公式【解析】(1)若取最低点为零势能面，小孩在最高点时具有的重力势能为Ep=mgh 得Ep=25X 10 X 1.25J=312.5J(2)小孩到最低点时，受到重力mg、秋千板对小孩的支持力Fn,根据牛顿第二定律2 v Fn mg m 得Fn=500N根据牛顿第三定律 fN fN ,得FN 500N小孩到最低点时，对秋千板的压力为500N,方向竖直向下. 1,1 105kW【解析】利用潮汐发电，就是水的重力势能转化为电能，水能转化电能的效率是10%, 一次涨潮,退潮后水坝内水的势能增加W水 G h mg h 水Vg h 水 Shg h海水平均潮差为4.0m,则水的重心下降的高度,4.0。h m=2m2则水的势能可转变为电能W Wk 10% 水Sgh h 10% 1.0 103 6.0 108 10 4.0 2 0.1J 4.8 1012J每天2次涨潮，则该电站一天能发电9.6 1012j,所以每天的平均功率为_ _129.6 10524 360