2019年高中物理 課下能力提升十六 第七章 第4節(jié) 重力勢(shì)能（含解析）新人教版必修2

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1、重力勢(shì)能 [基礎(chǔ)練] 一、選擇題 1．如圖所示，甲、乙兩名學(xué)生的質(zhì)量都是m，當(dāng)他們分別以圖示的路徑登上高h(yuǎn)的階梯頂端A時(shí)，他們的重力做功情況是(　　) A．甲的重力做功多 B．乙的重力做功多 C．甲、乙的重力做功一樣多 D．無(wú)法判斷 2．[多選](2016·錦州高一檢測(cè))質(zhì)量為m的物體，由靜止開(kāi)始下落，由于空氣阻力作用，下落的加速度為g，在物體下落h的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．物體重力做的功為mgh B．物體所受阻力做功為 C．物體重力勢(shì)能減少了mgh D．物體克服阻力所做的功為 3．如圖所示，ACP和BDP是豎直平面內(nèi)兩個(gè)半徑不同的半圓形光滑軌

2、道，A、P、B三點(diǎn)位于同一水平面上，C和D分別為兩軌道的最低點(diǎn)，將兩個(gè)質(zhì)量相同的小球分別從A和B兩處同時(shí)無(wú)初速度釋放，則(　　) A．沿BDP光滑軌道運(yùn)動(dòng)的小球的重力勢(shì)能永遠(yuǎn)為正值 B．兩小球到達(dá)C點(diǎn)和D點(diǎn)時(shí)，重力做功相等 C．兩小球到達(dá)C點(diǎn)和D點(diǎn)時(shí)，重力勢(shì)能相等 D．兩小球剛開(kāi)始從A和B兩處無(wú)初速度釋放時(shí)，重力勢(shì)能相等 4．[多選]關(guān)于重力勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．物體的位置一旦確定，它的重力勢(shì)能的大小也隨之確定 B．物體與參考平面的距離越大，它的重力勢(shì)能也越大 C．一物體的重力勢(shì)能從－5 J變化到－3 J，重力勢(shì)能變大了 D．重力勢(shì)能的減少量等于重力對(duì)物體

3、做的功 5．[多選]大型拱橋的拱高為h，弧長(zhǎng)為L(zhǎng)，如圖所示，質(zhì)量為m的汽車(chē)在以不變的速率v由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)(兩點(diǎn)高度相同)的過(guò)程中，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．由A到B的過(guò)程中，汽車(chē)的重力勢(shì)能不變，重力始終不做功 B．由A到B的過(guò)程中，汽車(chē)的重力勢(shì)能的總變化量為零，重力做的總功等于零 C．汽車(chē)的重力勢(shì)能先增大后減小，總的變化量為零，重力先做正功，后做負(fù)功，總功為零 D．汽車(chē)的重力勢(shì)能先增大后減小，上坡時(shí)重力做負(fù)功，下坡時(shí)重力做正功，總功為零 二、非選擇題 6．有一上端掛在墻上的長(zhǎng)畫(huà)，從畫(huà)的上端到下端長(zhǎng)1.8 m，下端畫(huà)軸重1 N，畫(huà)重0.8 N(畫(huà)面處處均勻)，現(xiàn)將長(zhǎng)畫(huà)從

4、下向上卷起來(lái)，求長(zhǎng)畫(huà)的重力勢(shì)能增加了多少？ [提能練] 一、選擇題 1．(2016·泰州高一檢測(cè))關(guān)于重力做功和重力勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．重力做功與物體運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān) B．重力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)，物體的重力勢(shì)能一定減小 C．物體處在零勢(shì)能面以下時(shí)，其重力勢(shì)能為負(fù)值 D．重力勢(shì)能的變化與零勢(shì)能面的選取有關(guān) 2．如圖所示，質(zhì)量為m的小球從高為h處的斜面上的A點(diǎn)滾下，經(jīng)過(guò)水平面BC后，再滾上另一斜面，當(dāng)它到達(dá)處時(shí)，速度減為零，則整個(gè)過(guò)程中，重力做功為(　　) A. B.mgh C．mgh

5、D．0 3．一條長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的勻質(zhì)輕繩平放在水平地面上，在緩慢提起全部繩子過(guò)程中，設(shè)提起前半段繩子過(guò)程中人做的功為W1，提后半段繩子過(guò)程中人做的功為W2，則W1∶W2等于(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4 4．[多選]如圖所示，傾角θ＝30° 的粗糙斜面固定在地面上，長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平。用細(xì)線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng)直到軟繩剛好全部離開(kāi)斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)地面)，在此過(guò)程中(　　) A．軟繩重力勢(shì)能共減少了

6、mgl B．軟繩重力勢(shì)能共減少了mgl C．軟繩重力勢(shì)能的減少等于軟繩的重力所做的功 D．軟繩重力勢(shì)能的減少等于物塊對(duì)它做的功與軟繩克服自身重力、摩擦力所做功之和 5．[多選]豎直上拋一個(gè)小球，從拋出到落回原拋出點(diǎn)的過(guò)程中，它的速度、重力勢(shì)能、位移、加速度隨時(shí)間變化的函數(shù)圖象(如圖所示)中正確的是(不計(jì)空氣阻力，以豎直向下為正方向，圖中曲線為拋物線，拋出點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，重力加速度g＝9.8 m/s2)(　　) 二、非選擇題 6．(2016·上海高一檢測(cè))如圖所示，質(zhì)量為m的小球，用一長(zhǎng)為l的細(xì)線懸于O點(diǎn)，將懸線拉直成水平狀態(tài)，并給小球一個(gè)向下的速度讓小球向下運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)正下方D處有

7、一釘子，小球運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)會(huì)以D為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)過(guò)C點(diǎn)，若已知OD＝l，則小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，重力勢(shì)能減少了多少？重力做功為多少？(重力加速度為g) 答 案 [基礎(chǔ)練] 1．解析：選C　因?yàn)橹亓ψ龉χ慌c物體的初、末位置有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)，所以甲、乙的重力做的功均為mgh，C正確。 2．解析：選ACD　因物體的加速度為g，由牛頓第二定律可知，mg－Ff＝ma解得空氣阻力Ff＝mg。重力做功WG＝mgh，阻力做功Wf＝－mgh，A、D正確，B錯(cuò)誤；重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系WG＝－ΔEp，重力做正功，故重力勢(shì)能減少mgh，C正確。 3．解析：選D　不管選哪一平

8、面為零勢(shì)能面，A點(diǎn)和B點(diǎn)相對(duì)零勢(shì)能面的豎直高度均相等，所以兩小球重力勢(shì)能相等，D正確；兩小球到達(dá)C點(diǎn)和D點(diǎn)時(shí)，重力勢(shì)能不相等，C錯(cuò)誤；重力勢(shì)能Ep＝mgh，具有相對(duì)性，如果選A、P、B三點(diǎn)在零勢(shì)能參考面上，則兩球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的重力勢(shì)能恒為負(fù)值；如果選C點(diǎn)在零勢(shì)能參考面上，則兩球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的重力勢(shì)能恒為正值，A錯(cuò)誤；另外，重力做功跟路徑無(wú)關(guān)，只取決于物體在初、末兩點(diǎn)豎直方向的高度，兩球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到到達(dá)C點(diǎn)和D點(diǎn)時(shí)豎直高度不等，所以，重力做功不相等，B錯(cuò)誤。 4．解析：選CD　重力勢(shì)能的大小與參考平面的選取有關(guān)，A錯(cuò)誤；當(dāng)物體在參考平面的下方時(shí)，距離越大，重力勢(shì)能越小，B錯(cuò)誤；重力勢(shì)能的正負(fù)號(hào)

9、表示勢(shì)能的相對(duì)大小，－5 J<－3 J，C正確；由重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系WG＝－ΔEp可知，D正確。 5．解析：選BD　因?yàn)锳、B在同一高度上，汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，位置先升高后降低，所以重力先做負(fù)功，后做正功，總功為零，重力勢(shì)能先增大后減小，總的變化量等于零，B、D正確。 6．解析：畫(huà)面的重力勢(shì)能增加了 ΔEp1＝G1·＝0.8×1.8× J＝0.72 J 畫(huà)軸的重力勢(shì)能增加了 ΔEp2＝G2l＝1×1.8 J＝1.8 J 所以長(zhǎng)畫(huà)的重力勢(shì)能增加了 ΔEp＝ΔEp1＋ΔEp2＝2.52 J 答案：2.52 J [提能練] 1．解析：選C　重力做功與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)，只

10、與初、末位置的高度差有關(guān)，A錯(cuò)誤；重力做負(fù)功時(shí)，重力勢(shì)能增加，B錯(cuò)誤；物體在零勢(shì)能面以上時(shí)，重力勢(shì)能為正，在零勢(shì)能面以下時(shí)，重力勢(shì)能為負(fù)，C正確；重力勢(shì)能與參考平面的選取有關(guān)，重力勢(shì)能的變化與零勢(shì)能面的選取無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。 2．解析：選B　根據(jù)重力做功與路徑無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，W＝mg(h1－h(huán)2)＝，B正確。 3．解析：選C　提起前半段繩子時(shí)，前半段繩子的重心升高了L，所以做的功W1＝mg×L＝mgL，提起后半段繩子過(guò)程中，人做的功W2＝mg×L－W1＝mgL－mgL＝mgL因此，W1∶W2＝1∶3，C正確。 4．解析：選BC　選斜面頂端為參考平面，軟繩重力勢(shì)能共減少：mg[(－lsin θ)－

11、(－l)]＝mgl，A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系知，軟繩重力勢(shì)能的減少等于軟繩的重力所做的功，C正確，D錯(cuò)誤。 5．解析：選ABC　以豎直向下為正方向，則初速度為負(fù)值最大，重力加速度為正，小球勻減速運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)速度為零，然后反向加速運(yùn)動(dòng)，A正確；因?yàn)閽伋鳇c(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，所以重力勢(shì)能最初為零，上升過(guò)程重力勢(shì)能增大，下落過(guò)程則減小，回到原點(diǎn)變?yōu)榱悖諩p＝mgx＝mg2t2，B正確；因?yàn)槲灰剖冀K在拋出點(diǎn)上方，所以一直為負(fù)值，又x＝gt2，C正確；加速度豎直向下，為正值，D錯(cuò)誤。 6．解析：從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，小球下落高度h＝l 故重力做功WG＝mgh＝mgl 重力勢(shì)能的變化量ΔEp＝－WG＝－mgl 負(fù)號(hào)表示小球的重力勢(shì)能減少了。 答案：mgl　mgl 5