高中物理必修2重力勢(shì)能 練習(xí)與解析

重力勢(shì)能 練習(xí)與解析 1.將重為50 N的物體沿著豎直方向向上勻速吊起10 m高，此過程中物體的重力勢(shì)能變化了 J，拉力對(duì)物體做功 J.若物體以1 m/s2的加速度上升10 m高，此過程中物體的重力勢(shì)能變化了 J，拉力對(duì)物體做了 J的功.（g取10 m/s2） 解析：物體重力勢(shì)能增加了ΔEp=mgh=50×10 J=500 J 拉力做功W=F·h=mgh=500 J 若物體勻加速上升，但重力勢(shì)能仍增加了500 J 因?yàn)镕－G=·a 所以F=G+G·a/g=G·=50×N=55 N 從而WF=F·h=55×10 J=550 J. 答案：500　500　500　550 2.盤在地面上的一根不均勻的金屬鏈重30 N，長(zhǎng)1 m，從甲端緩慢提起至乙端恰好離地面時(shí)需做功10 J，如果改從乙端提起至甲端恰好離地面需做功 J.（g取10 m/s2） 解析：設(shè)鏈子兩端分別為甲、乙，鏈子的質(zhì)心距甲端x m，距乙端y m，則x+y=1 m 提甲端，質(zhì)心需提高y m，W甲=mgy=10 J　 提乙端，質(zhì)心需提高x m，W乙=mgx 所以W甲+W乙=mg（x+y）=30×1 J=30 J 所以W乙=20 J. 答案：20 3.地面上豎直放置一根勁度系數(shù)為k，原長(zhǎng)為L(zhǎng)0的輕質(zhì)彈簧，在其正上方有一質(zhì)量為m的小球從h高處自由落到下端固定于地面的輕彈簧上，彈簧被壓縮，求小球速度最大時(shí)重力勢(shì)能是多少？（以地面為參考平面） 解析：當(dāng)mg=kx時(shí)，小球的速度最大， 所以x=mg/k. 此時(shí)小球離地面高度為：H=L0－x=L0－mg/k 重力勢(shì)能Ep=mgH+mg（L0－mg/k）=mgL0－m2g2/k. 答案：Ep=mgL0－m2g2/k 4.質(zhì)量為10 kg的物體靜止在地面上，現(xiàn)用120 N的豎直拉力提升物體，g取10 m/s2.在物體上升10 m時(shí)，拉力做功 J，物體動(dòng)能增加 J，重力勢(shì)能增加 J. 解析：拉力做功WF=Fh=120×10 J=1200 J 克服重力做功WG=Gh=10×10×10 J=1000 J 重力勢(shì)能增加1000 J 動(dòng)能增加了ΔEk=WF－WG=200 J. 答案：1200　1000　200 5.質(zhì)量是100 g的球從1.8 m的高處落到水平板上，又彈回到1.25 m的高度，在整個(gè)過程中重力對(duì)球所做的功為多少？球的重力勢(shì)能變化了多少？ 解析：由重力做功的特點(diǎn)可知，此時(shí)重力所做的功為： WG=mgH =mg（h1－h(huán)2） =0.1×9.8×（1.8－1.25）J =0.54 J 由重力做功與重力勢(shì)能的變化之間的關(guān)系可知，此時(shí)重力做正功，重力勢(shì)能應(yīng)減少，且減少量ΔEp=WG=0.54 J. 答案：0.54 J　重力勢(shì)能減少了0.54 J.