2025版新教材高中物理第八章机械能守恒定律2重力势能微点5重力的功及重力势能的计算课时作业新人教版必修第二册

微点5重力的功及重力势能的计算1．一个100g的球从1.8m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25m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改变是(g取10m/s2)()A．重力做功为1.8JB．重力做了0.55J的负功C．球的重力势能肯定削减0.55JD．球的重力势能肯定增加1.25J2．(多选)质量为m的物体，在距地面h高处以eq\f(g,3)的加速度由静止竖直下落到地面的过程中(g为重力加速度)，下列说法正确的是()A．重力做的功为mghB．重力做的功为eq\f(1,3)mghC．物体的重力势能削减了eq\f(2,3)mghD．物体的重力势能削减了mgh3．如图所示，质量为60kg的某运动员在水平地面上做俯卧撑运动，运动过程中可将他的身体视为一根直棒，已知重心在C点，过C点作地面的垂线，该垂线与脚及两手连线中点间的距离OA、OB分别为1.0m和0.60m，若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，g取10m/s2，则运动员1min内克服重力做功约为()A．150JB．204JC．4500JD．7200J4．[2024·山东菏泽高一下期中](多选)如今高层居民小区越来越多，家住高层，窗外“风光无限”，可电梯房虽好，就是怕停电，要是电梯停运了，就会给高层住户的生活带来许多不便．家住十楼的李同学某次停电时步行从一楼走楼梯回家，已知该同学质量为50kg，每层楼的高度为3m，取g＝10m/s2，则该同学在这个过程中()A．重力做负功，楼梯的支持力做正功B．重力做负功，楼梯的支持力不做功C．重力势能增加1.5×104JD．重力势能增加1.35×104J5．如图所示，甲、乙、丙三个光滑斜面，它们的高度相同、倾角不同，θ1<θ2<θ3.现让完全相同的物块沿斜面由静止从顶端运动究竟端．关于物块沿不同斜面运动时重力做的功W和重力做功的平均功率P，下列说法正确的是()A．W甲<W乙<W丙B．W甲>W乙>W丙C．W甲＝W乙＝W丙D．P甲＝P乙＝P丙6．(多选)长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹．战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹．手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，在空中的运动可视为平抛运动．轨迹如图所示，重力加速度为g.下列说法正确的有()A．甲在空中的运动时间比乙的长B．两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率相等C．从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能均削减mghD．从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能均增加mgh7．如图所示，质量为m的物体放于水平面上，物体上竖直固定一原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧．现用手拉住处于原长状态的弹簧上端P缓慢向上提，使物体离开地面上升一段距离．在这一过程中，若P端上移的距离为H，则物体重力势能的增加量为()A．mgHB．mgH－eq\f(m2g2,k)C．mgH＋eq\f(m2g2,k)D．mgH－eq\f(mg,k)8．一根弹簧的弹力和形变量的关系图像如图所示，那么弹簧由伸长量为8cm到伸长量为4cm的过程中，弹力做的功和弹性势能的改变量分别为()A．3.6J，－3.6JB．－3.6J，3.6JC．－1.8J，1.8JD．1.8J，－1.8J9．如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处，A、B两点水平距离为16m，竖直距离为2m，A、B间绳长为20m．质量为10kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处．以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态)()A．－1.2×103JB．－7.5×102JC．－6.0×102JD．－2.0×102J10．如图所示，弹簧原长为L0，劲度系数为k.先把处于原长状态的弹簧缓慢拉伸L0，此时拉力为F1；再接着把它缓慢拉伸L0，此时拉力为F2，弹簧形变始终在弹性限度内．以下说法正确的是()A．第一次拉力做功W1与其次次拉力做功W2之比为1∶2B．第一次拉伸后弹簧的弹性势能Ep1与其次次拉伸后弹簧的弹性势能Ep2之比为1∶4C．第一次拉伸过程弹性势能的改变ΔEp1与其次次拉伸过程弹性势能的改变ΔEp2相等D．拉伸过程中弹簧的弹力做了正功，弹簧的弹性势能增加11．如图所示，质量为m的小球，被一长为l的细线悬挂于O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．O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D点为圆心做圆周运动，并经过C点．若已知OD＝eq\f(2,3)l，则小球由A点运动到C点的过程中，重力势能改变了多少？重力做的功为多少？微点5重力的功及重力势能的计算[过基础]1．答案：C解析：在整个过程中，球下降的高度h＝1.8m－1.25m＝0.55m，该过程中重力对球做的功W＝mgh＝0.1×10×0.55J＝0.55J，A、B错误；重力做了多少正功，重力势能就削减多少，故球的重力势能肯定削减0.55J，C正确，D错误．2．答案：AD解析：重力做的功W＝mgh，B错误，A正确；物体在下落的过程中，重力做正功，则重力势能削减了mgh，C错误，D正确．3．答案：C解析：由几何学问可知，当运动员肩部上升的距离为0.4m时，运动员重心上升的高度为h＝eq\f(OA,OA＋OB)×0.4m＝0.25m，则做一个俯卧撑克服重力做功W克1＝mgh＝60×10×0.25J＝150J，1min内做了30个俯卧撑，则运动员1min内克服重力做功W克＝30W克1＝4500J，故C正确．4．答案：BD解析：李同学步行从一楼走楼梯回十楼，位移方向与重力方向相反，所以重力做负功，当李同学受到楼梯的支持力时，支持力的作用点并没有发生位移，故楼梯的支持力不做功，故A错误，B正确；重力做负功，重力势能增加ΔEp＝－W＝mgh＝50×10×3×(10－1)J＝1.35×104J，故C错误，D正确．5．答案：C解析：三个物块下降的高度相同，依据W＝mgh知，重力做的功相同，A、B错误，C正确；依据牛顿其次定律得，物块下滑的加速度a＝gsinθ，依据eq\f(h,sinθ)＝eq\f(1,2)at2，解得t＝eq\r(\f(2h,gsin2θ))＝eq\f(1,sinθ)eq\r(\f(2h,g))，因为θ1<θ2<θ3，则t1>t2>t3，依据W＝Pt知P甲<P乙<P丙，D错误．6．答案：BC解析：甲、乙两颗手榴弹在竖直方向上下落的高度相同，由h＝eq\f(1,2)gt2可知，它们的运动时间相等，A错误．落地前瞬间，重力的功率PG＝mgvy＝mg2t，由于运动时间相等，故重力的瞬时功率相等，B正确．从投出到落地，重力做功为mgh，故重力势能削减mgh，C正确，D错误．7．答案：B解析：由题可知，手拉着弹簧上端P缓慢向上移动，物体始终处于平衡状态．依据胡克定律得弹簧的伸长量Δx＝eq\f(mg,k)，在这一过程中，P端上移的距离为H，所以物体上升的高度为H－eq\f(mg,k)，所以物体重力势能的增加量为mgH－eq\f(m2g2,k)，故选B.8．答案：D解析：弹力做的功W＝eq\f(30＋60,2)×0.04J＝1.8J>0，故弹性势能削减了1.8J，即ΔEp＝－1.8J，D正确．9．答案：B解析：重力势能最小的点为最低点，由于在同一根绳上张力大小相等，故猴子在最低点时，两侧绳子与水平方向夹角相同，设为θ，右侧绳长为a，左侧绳长为(20m－a)，由几何关系可知20m·cosθ＝16m，asinθ－(20m－a)sinθ＝2m，联立可得a＝eq\f(35,3)m，故最低点与参考平面的高度差为eq\f(35,3)m·sinθ＝7m，猴子的重心比绳子最低点大约低0.5m，故猴子在最低点的重力势能约为－7.5×102J，故B正确．10．答案：B解析：由于拉力是变力，且大小与位移是线性关系，所以求拉力做功时，需用平均力计算，则第一次拉力做功W1与其次次拉力做功W2之比为W1∶W2＝eq\f(kL0,2)·L0∶(eq\f(kL0＋2kL0,2)·L0)＝1∶3，A错误；依据功能关系，第一拉伸过程弹性势能的改变为ΔEp1＝W1，其次次拉伸过程弹性势能的改变为ΔEp2＝W2，所以两次弹性势能的改变之比为1∶3，C错误；又由于ΔEp1＝Ep1－0，ΔEp2＝Ep2－Ep1，所以第一次拉伸后弹簧的弹性势能Ep1与其次次拉伸后弹簧的弹性势能