【同步备课】2020年高中物理课时训练(新人教必修二)7.4《重力势能》7

4重力势能(时间：60分钟)学问点基础中档稍难重力势能的理解1、23重力做功的特点4、65重力做功与重力势能变化的数关系7、89综合提升1011、12学问点一重力势能的理解1．下面有关重力势能的说法中，正确的是()．A．被举得越高的物体，具有的重力势能越大B．质量越大的物体，具有的重力势能越大C．物体的重力势能不行能为零D．物体的重力势能可能小于零解析由物体的重力势能Ep＝mgh可知，举得越高的物体，具有的重力势能不肯定越大，质量越大的物体，具有的重力势能也不肯定越大，由于重力势能是一个相对量，与零势面的选择有关，故A、B错；当物体在零势面时，物体的重力势能为零，在零势面以下时，物体的重力势能就小于零，故D正确、C错误，故选D.答案D2．关于重力势能，下列说法中正确的是()．A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C．一个物体的重力势能从－5J变化到－3J，重力势能削减了D．重力势能的削减量等于重力对物体做的功解析物体的重力势能与参考面有关，同一物体在同一位置相对不同的参考面的重力势能不同，A选项错．物体在零势能面以上，距零势能面的距离越大，重力势能越大，物体在零势能面以下，距零势面的距离越大，重力势能越小，B选项错．重力势能中的正、负号表示大小，－5J的重力势能小于－3J的重力势能，C选项错．重力做的功量度了重力势能的变化，D选项正确．答案D3．如图7-4-9所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设以桌面处为零势能面，则小球落到地面时瞬间的重力势能为()．图7-4-9A．mgh B．mgHC．mg(h＋H) D．－mgh解析重力势能的大小是相对于参考平面而言的，选择不同的参考平面，同一物体在同一位置处的重力势能的大小不同．本题中已选定桌面为参考平面，则小球在最高点时的高度为H，小球在桌面处的高度为零，小球在地面时的高度为－h，所以小球落到地面时，它的重力势能为Ep＝－mgh.故选D.答案D学问点二重力做功的特点4．如图7-4-10所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则()．图7-4-10A．沿轨道1滑下重力做的功多B．沿轨道2滑下重力做的功多C．沿轨道3滑下重力做的功多D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多解析物体重力所做的功只与物体初末位置的高度差有关，与路径无关，故正确选项为D.答案D5．在高处的某一点将两个重力相同的小球以相同速率v0分别竖直上抛和竖直下抛，下列结论正确的是(不计空气阻力)()．A．从抛出到刚着地，重力对两球所做的功相等B．从抛出到刚着地，重力分别对两球做的功都是正功C．从抛出到刚着地，重力对两球的平均功率相等D．两球刚着地时，重力的瞬时功率相等解析重力做功只取决于初、末位置的高度差，与路径和运动状态无关．由W＝mgh得出大小只由重力和高度的变化打算，故A、B项正确．由于竖直上抛比竖直下抛的运动时间长，由P＝eq\f(W,t)，知P上<P下，故C项错误．由运动学公式得出落地时速度相同，重力的瞬时功率P＝mgv，则相同，故D项正确．答案ABD6．图7-4-11中虚线是一跳水运动员在跳水过程中其重心运动的轨迹，则从起跳至入水的过程中，该运动员的重力势能()．图7-4-11A．始终减小B．始终增大C．先增大后减小D．先减小后增大解析运动员的重心高度先增大后减小，所以其重力势能Ep＝mgh也先增大后减小，C项正确．答案C学问点三重力做功与重力势能变化的关系7．关于重力做功和物体的重力势能，下列说法中正确的是()．A．当重力对物体做正功时，物体的重力势能肯定削减B．物体克服重力做功时，物体的重力势能肯定增加C．地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值D．重力做功的多少与参考平面的选取无关解析重力势能的大小与参考平面的选取有关，故C错；重力做正功时，物体由高处向低处运动，重力势能肯定削减，反之物体克服重力做功时，重力势能肯定增加，故A、B均对；重力做多少功，物体的重力势能就变化多少，重力势能的变化与参考平面的选取无关，所以重力做功多少与参考平面的选取无关，故D对，正确答案为A、B、D.答案ABD8．升降机中有一质量为m的物体，当升降机以加速度a加速上升h高度时，物体增加的重力势能为()．A．mgh B．mgh＋mahC．mah D．mgh－mah解析重力做功WG＝－mgh，重力势能增加量ΔEp＝－WG＝mgh，A对．答案A9．一个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变化是(g＝10()．A．重力做功为1.8JB．重力做了0.55J的负功C．物体的重力势能肯定削减0.55JD．物体的重力势能肯定增加1.25J解析整个过程中重力做功WG＝mgΔh＝0.1×10×0.55J＝0.55J，故重力势能削减0.55J，所以选项C正确．答案C10．如图7-4-12所示，杆中点有一转轴O，两端分别固定质量为2m、m的小球a和b，当杆从水平位置转到竖直位置时，小球a和b图7-4-12解析重力对小球a做的功为W1＝2mgL重力对小球b做的功为W2＝－mgL则重力对由a、b组成的系统所做的总功为：WG＝W1＋W2＝2mgL＋(－mgL)＝mgL.由于WG>0，所以系统的重力势能削减，且削减了mgL.答案小球a和b构成的系统重力势能削减，且削减了mgL11．两个底面积均为S的圆桶，放在同一水平面上，桶内装水，水面高度分别为h1和h2，如图7-4-13所示．已知水的密度为ρ，现把两桶间的阀门K打开，最终两桶水面高度相等，则在此过程中重力所做的功等于多少？图7-4-13解析本题可以接受“等效法”来解决，连接两桶间的阀门打开后到两桶水面高度相等，这一过程中可以等效为大部分水没有迁移，只是左桶中虚线上方的水移到右方桶中虚线下方的空缺处，重心下降了h＝eq\f(1,2)(h1－h2)，被移动部分的水的质量m＝ρV＝ρ·eq\f(h1－h2,2)·S，则重力所做的功W＝mgh＝eq\f(1,4)ρgS(h1－h2)2.答案eq\f(1,4)ρgS(h1－h2)212．在水平地面上铺n块砖，每块砖的质量均为m，厚度均为h，如图7-4-14所示．现将砖一块一块地竖直叠放起来，砖的重力势能增加多少？图7-4-14解析取n块砖的整体为争辩对象，平放时重心的高度h1＝eq\f(h,2)，选取地面为参考平面，其相应的重力势能为Ep1＝eq\f(nmgh,2).n块砖被