高中物理【重力势能】专题训练

高中物理【重力势能】专题训练

A组一重基础•体现综合

1.关于重力势能，下列说法正确的是（）

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.处在同一高度的物体，具有的重力势能相同

C.重力势能是标量，不可能有正、负值

D.浮在海面上的小船的重力势能一定为零

解析：选A重力势能具有系统性，重力势能是物体与地球共有的，故A正确；重力势

能等于机其中人是相对于参考平面的高度，参考平面不同，"不同，另外质量也不

一定相同，故处在同一高度的物体，其重力势能不一定相同，故B错误；重力势能是标

量，但有正负，负号表示物体在参考平面的下方，故C错误；零势能面的选取是任意的，

并不一定选择海平面为零势能面，故浮在海面上的小船的重力势能不一定为0,故D错

误。

2.（多选）关于弹性势能，下列说法中正确的是（）

A.任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能

B.任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变

C.物体只要发生形变，就一定具有弹性势能

D.弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关

解析：选AB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势能，叫作

弹性势能，因此，任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能，任何具有弹性势能的物体

一定发生了弹性形变。物体发生了形变，若是非弹性形变，无弹力作用，则物体就不具

有弹性势能。弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关外，还跟弹簧的劲度

系数有关。故A、B正确。

3.关于重力做功、重力势能变化的说法正确的是（）

A.当物体向下运动时，重力对物体做负功

B.当物体向下运动时，重力势能增大

C.当物体向上运动时，重力势能增大

D.当物体向上运动时，重力对物体做正功

解析：选C当物体向下运动时，因为重力和位移方向相同，所以重力对物体做正功，

故A错误；当物体向下运动时，重力做正功，重力势能减小，故B错误；物体向上运

动时，重力向下，位移方向向上，重力做负功，重力势能增大，故C正确、D错误。

4.如图1所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下，经

过水平面后，再滚上另一斜面，当它到达与处时，速度减为0,Wz

、.....晶

则整个过程中，重力做功为)

图1

mgh43,

A.4B.中gh

C.mghD.0

解析：选B根据重力做功与路径无关的特点，W=，阳(〃一£)=竽，故B正确。

5.如图2所示，ACP和5DP是竖直平面内两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，。和。分别为两轨道的

最低点，将两个质量相同的小球分别从A和3两处同时无初速度

释放，则()

图2

A.沿光滑轨道运动的小球的重力势能永远为正值

B.两小球到达。点和O点时，重力做功相等

C.两小球到达C点和0点时，重力势能相等

D.两小球刚开始从4和〃两处无初速度释放时，重力势能相等

解析:选D不管选哪一平面为零势能面,A点和8点相对零势能面的竖直高度均相等，

所以两小球重力势能相等，故D正确；两小球到达C点和。点时，不在同一水平面上，

重力势能不相等，故C错误；重力势能Ep=mg儿具有相对性，如果选A、P、B三点

所在水平面为零势能参考平面，那么两球在运动过程中的重力势能恒为负值，如果选C

点所在水平面为零势能参考平面，那么两球在运动过程中的重力势能恒为正值，故A错

误；重力做功跟路径无关，只取决于物体所受重力及初、末两点竖直方向的高度差，两

球从开始运动到C点和。点时竖直高度差不等，重力做功不相等，故B错误。

6.起跳摸高是同学们经常进行的一项活动。某学生身高l.80m,质量70kg,他站立举臂，

手指摸到的高度为2.10m。在一次摸高测试中，如果他先下蹲，再用力蹬地向上跳起，

同时举臂，离地后手指摸到的高度为2.55m。设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.7s。

不计空气阻力(g取10m/s2),该同学跳起后增加的重力势能最大值是()

A.1260JB.1470J

C.315JD.1785J

解析：选C人的重心升高的高度为A4=2.55m—2.10m=0.45m,故该同学跳起后增

加的重力势能最大值是£p=/wgAA=70X10X0.45J=315J。故C正确。

7.一个100g的球从1.8m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25m的高处，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取10m/s2)()

A.重力做功为1.8J

B.重力做了0.55J的负功

C.物体的重力势能一定减少0.55J

D.物体的重力势能一定增加1.25J

解析：选C整个过程中重力做功WG=mgAA=0.lX10X（1.8—1.25）J=0.55J,重力势

能减少0.55J,故C正确。

8.大型拱桥的拱高为心弧长为L如图3所示。质量为机的

汽车在以不变的速率。由A点运动到8点的过程中，以下说

法正确的是（）

图3

A.由A到8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少后增加，总的变化量为0,重力先做负功，后做正功，总功为

0

C.汽车的重力势能先增加后减少，总的变化量为0,重力先做正功，后做负功，总功为

0

D.汽车的重力势能先增加后减少，总的变化量为0,重力先做负功，后做正功，总功为

解析：选D汽车从A点运动到区点的过程中，重力先做负功后做正功，重力势能先增

加后减少，初、末位置高度相同，整个过程重力不做功，即总功为0,重力势能总的变

化量为0,故D正确。

9.如图4所示，质量为，〃的小球，用一长为Z的细线悬于。点，将Qf!--------

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，"\A、、I1

O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。。=伞，则小球由4点运动到

。点的过程中，重力势能变化了多少？重力做功为多少？（重力加速度为g）

图4

解析：小球做圆周运动的半径£=/一汩%。

从4点运动到C点，小球下落高度九=/-2/?=$,

故重力做功WG=mgh=^mgl,

重力势能的变化量AEp=-WG=—/〃g/,

负号表示小球的重力势能减少了。

答案：减少了\mgl^mgl

B组一重应用•体现创新

10.魔方，又叫魔术方块或鲁比克方块，通常泛指三阶魔方，三阶魔方形

状是正方体，由有弹性的硬塑料制成。要将一个质量为帆、边长为

。的水平放置的匀质三阶魔方翻倒，推力对它做功至少为（

A.y^lmgaB.

图5

（yi+l）〃?ga

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解析：选D推力对物体所做的功，增加了物体的重力势能，即WF=AEP，^EP=

in^^a一5）=^2'gm故。正确°

11.（多选）竖直上抛一个小球，从抛出到落回原抛出点的过程中，它的速度、重力势能、位

移、加速度随时间变化的函数图像正确的是（不计空气阻力，以竖直向

下为正方向，图中曲线为抛物线，抛出点为零势能点）（）

图6