高中物理2习题：7.4重力势能

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精4。重力势能基础巩固1(多选）下列关于重力势能的说法正确的是（)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A、B正确,C、D错误。答案：AB2关于重力做功和重力势能,下列说法正确的是（)A。重力做功与物体运动的路径有关B。重力对物体做负功时,物体的重力势能一定减小C。物体处在零势能面以下时,其重力势能为负值D。重力势能的变化与零势能面的选取有关答案:C3利用超导材料和科学技术可以实现磁浮.若磁浮列车的质量为2×104kg，因磁场间的相互作用而浮起的高度为10mm，则该过程中磁浮列车增加的重力势能是(g取10m/s2)(）A。20JB。200JC.2.0×103J D.2。0×107J解析:列车浮起的高度为10mm，增加的重力势能为ΔEp=mgh=2×104×10×10×10—3J=2.0×103J,选项C正确。答案：C4物体做自由落体运动，其相对于地面的重力势能与下落速度的关系如图所示,其中正确的是（)解析:设物体原来的高度为h0,具有重力势能Ep0=mgh0，下落过程中有Ep=mgh0答案:C5（多选)如图所示，物体沿不同的路径从A运动到B，其中按不同的路径:①有摩擦作用;②无摩擦作用；③无摩擦，但有其他外力拉它。比较这三种情况下重力做的功W1、W2、W3，重力势能的变化量ΔEp1、ΔEp2、ΔEp3的关系,以下正确的是(）A.W1>W2>W3B。W1=W2=W3C.ΔEp1=ΔEp2=ΔEp3 D。ΔEp1〈ΔEp2〈ΔEp3解析:重力做功与路径无关，只取决于物体的初、末位置，且与物体受不受其他力无关。重力势能的变化量只取决于重力做的功,因此，三种情况下重力做功相同，重力势能的变化量也相同。答案:BC6在离地面80m处无初速度释放一小球,小球质量为m=200g,不计空气阻力,g取10m/s2，取最高点所在水平面为参考平面,求：(1）在第2s末小球的重力势能。（2）在第3s内重力所做的功和重力势能的变化.解析：（1）在第2s末小球所处的高度h=-1=—20m。重力势能Ep=mgh=0.2×10×(—20）J=—40J。Ep<0说明小球在参考平面的下方。（2)在第3s末小球所处的高度h’=-1=-45m。第3s内重力做功W=mg(h-h’)=0.2×10×(—20+45）J=50J，即小球的重力势能减少50J。答案：（1）-40J(2)50J减少50J7如图所示，桌面距地面0。8m，一物体质量为2kg,放在距桌面0。4m的支架上。g取10m/s2,求:(1）以地面为零势能位置，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中,重力势能减少多少。(2)以桌面为零势能位置时，计算物体具有的重力势能,并计算物体由支架下落到桌面过程中重力势能减少多少。解析：根据物体相对零势能位置的高度,直接应用公式计算即可。(1）以地面为零势能位置,物体的高度h1=1.2m，因而物体的重力势能Ep1=mgh1=2×10×1.2J=24J物体落至桌面时的重力势能Ep2=mgh2=2×10×0.8J=16J物体重力势能的减少量ΔEp=Ep1—Ep2=24J-16J=8J。(2）以桌面为零势能参考平面，物体距零势能位置的高度h1'=0.4m,物体的重力势能Ep1'=mgh1'=2×10×0。4J=8J物体落至桌面时,重力势能的减少量ΔEp=8J。答案：(1)24J8J(2）8J8J能力提升1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:下落过程中，阻力的方向始终与速度方向相反,做负功,选项A正确;加速下降时，合力方向向下,减速下降时,合力方向向上，选项B错误;重力做功使系统的重力势能减少,选项C错误;在相等的时间内,系统下落的高度不同，所以相等的时间内重力做的功不相等,选项D错误.答案：A2(多选）如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到达同一水平面,则（）A。重力对两物体做功相同B。重力的平均功率相同C。到达底端时重力的瞬时功率PA〈PBD。到达底端时两物体的速度相同解析:由重力做功特点可知，下落高度相同,重力做功相同，A对。两过程所用时间不同,重力的平均功率不同，B错.下落相同高度后速度大小相同，但重力与速度方向间夹角不同，瞬时功率不同，且PA〈PB,C对，D错。答案:AC3以一定初速度竖直向上抛出一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小为Ff，则从抛出点到返回至原出发点的过程中，下列说法中正确的是（)A。空气阻力对小球做的功为零,重力对小球做的功也为零B。空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功为2mghC.空气阻力对小球做的功为-2Ffh，重力对小球做的功为零D。空气阻力对小球做的功为—2Ffh,重力对小球做的功为2mgh解析:阻力做功与路径有关，整个过程中阻力始终做负功,故WFf=—Ffh—Ffh=-2Ffh；重力做功与路径无关,WG=0。答案:C4一根粗细均匀的长直铁棒重600N，平放在水平地面上。现将一端从地面抬高0.50m，而另一端仍在地面上，则()A。铁棒的重力势能增加了300JB.铁棒的重力势能增加了150JC.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=0.25m，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ΔEp=mgh=600×0.25J=150J.答案:B5一条长为L、质量为m的匀质轻绳平放在水平地面上，在缓慢提起全绳过程中，设提起前半段绳过程中人做的功为W1，在提后半段绳过程中人做的功为W2，则W1∶W2为（）A.1∶1 B.1∶2C。1∶3 D.1∶4解析：提起前半段绳子时,前半段绳子的重心升高了14L,所以做的功W1=12mg×14L=18mgL,提起后半段绳子时答案:C6起重机以g解析:由题意可知起重机的加速度a=g4,物体上升高度所以F=mg-ma=mg—m×所以拉力做功WF=Fh=重力做功WG=mghcos180°=—mgh即物体克服重力做功为mgh又因为WG=Ep1—Ep2=—mgh<0，所以物体的重力势能增加了mgh。答案:★7如图所示，有一条长为L、质量为m的均匀金属链条,一半在光滑斜面上，斜面倾角为θ,另一半沿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，则:(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，左边一半链条的重力势能为Ep1=-m右边一半链条的重力势能为Ep2=-左右两部分总的重力势能为