2018-2019學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 課時(shí)提升作業(yè)十六 7.4 重力勢(shì)能 新人教版必修2.doc

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課時(shí)提升作業(yè) 十六 重 力 勢(shì) 能 (20分鐘　50分) 一、選擇題(本題共3小題,每小題7分,共21分) 1.下列關(guān)于重力勢(shì)能的幾種理解,正確的是 (　　) A.重力勢(shì)能等于零的物體,一定不會(huì)對(duì)別的物體做功 B.放在地面上的物體,它的重力勢(shì)能一定等于零 C.選取地面為參考平面,從不同高度將某一物體拋出,落地時(shí)物體的重力勢(shì)能相等 D.重力勢(shì)能及重力勢(shì)能的變化均與零勢(shì)能參考平面有關(guān) 【解析】選C。重力勢(shì)能為零的物體可能還有動(dòng)能,所以可能會(huì)對(duì)別的物體做功,A錯(cuò)誤;重力勢(shì)能與零勢(shì)能面的選取有關(guān),如果不選地面為零勢(shì)能面,則放在地面上的物體的重力勢(shì)能就不為零,B錯(cuò)誤;物體落地時(shí)的高度相對(duì)參考面高度是相同的,根據(jù)Ep=mgh,所以重力勢(shì)能相等,C正確;重力勢(shì)能與零勢(shì)能參考平面有關(guān),重力勢(shì)能的變化與零勢(shì)能參考平面無關(guān),D錯(cuò)誤。 2.如圖所示,靜止的物體沿不同的光滑軌道由同一位置滑到水平桌面上,軌道高度為H,桌面距地面高為h,物體質(zhì)量為m,重力加速度為g,則以下說法正確的 是 (　　) A.物體沿豎直軌道下滑到桌面上,重力勢(shì)能減少最少 B.物體沿曲線軌道下滑到桌面上,重力勢(shì)能減少最多 C.以桌面為參考平面,物體重力勢(shì)能減少mgH D.以地面為參考平面,物體重力勢(shì)能減少mg(H+h) 【解析】選C。重力做功與路徑無關(guān),所以無論沿哪條軌道下落,重力做功相同,重力做功W=mgH,再由W=-ΔEp,所以ΔEp=-mgH,即物體重力勢(shì)能減少mgH,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。 3.有關(guān)重力勢(shì)能的變化,下列說法中錯(cuò)誤的是 (　　) A.物體受拉力和重力作用向上運(yùn)動(dòng),拉力做功是1 J,但物體重力勢(shì)能的增加量有可能不是1 J B.從同一高度將某一物體以相同的速率平拋或斜拋,落到地面上時(shí),物體重力勢(shì)能的變化是相同的 C.從同一高度落下的物體到達(dá)地面,考慮空氣阻力和不考慮空氣阻力的情況下重力勢(shì)能的減少量是相同的 D.物體運(yùn)動(dòng)中重力做功是-1 J,但物體重力勢(shì)能的增加量不是1 J 【解析】選D。據(jù)重力做功的特點(diǎn):與經(jīng)過的路徑無關(guān),與是否受其他力無關(guān),只取決于始末位置的高度差,再根據(jù)重力做功等于重力勢(shì)能的減少量可知,B、C對(duì),D錯(cuò);對(duì)于A選項(xiàng),當(dāng)物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí),克服重力做功少于1 J,重力勢(shì)能增加量少于1 J,物體減速運(yùn)動(dòng)時(shí),克服重力做功即重力勢(shì)能增加量大于1 J,只有物體勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí),克服重力做功即重力勢(shì)能增加量才是1 J,A對(duì)。 二、計(jì)算題(10分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 4.質(zhì)量為5 kg的鋼球,從離地面100 m高處自由下落1 s。g取10 m/s2。(1)選取地面為參考平面,1 s內(nèi)鋼球重力勢(shì)能減少了多少?1 s末鋼球的重力勢(shì)能為多少? (2)如果選取地面上方1 m處的平面為參考平面,1 s末它的重力勢(shì)能為多少? (3)如果選取自由下落的出發(fā)點(diǎn)所在水平面為參考平面,1 s末它的重力勢(shì)能為多少? 【解析】(1)1 s內(nèi)鋼球下落的高度為 h=12gt2=121012 m=5 m 減少的重力勢(shì)能ΔEp=mgh=5105 J=250 J 1 s末鋼球離地面的高度為 h1=(100-5) m=95 m 1 s末鋼球的重力勢(shì)能為 Ep1=mgh1=51095 J=4 750 J。 (2)1 s末鋼球離地面上方1 m處的平面的高度為 h2=(95-1) m=94 m 此時(shí)鋼球的重力勢(shì)能為 Ep2=mgh2=51094 J=4 700 J。 (3)1 s末鋼球離出發(fā)點(diǎn)的豎直距離為5 m 此時(shí)鋼球的重力勢(shì)能為 Ep3=510(-5)J=-250 J。 答案:(1)250 J　4 750 J　(2)4 700 J　(3)-250 J 1.(6分)(多選)(2018成都高一檢測(cè))如圖所示,傾角θ=30的光滑斜面固定在地面上,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)線將質(zhì)量為2m的物塊與軟繩連接,物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng),直到軟繩剛好全部離開斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)地面),在此過程 中 (　　) A.物塊的重力勢(shì)能減小2mgl B.軟繩的重力勢(shì)能減少了14mgl C.物塊重力做的功小于2mgl D.物塊克服細(xì)線拉力做的功為2mgl 【解析】選A、B。軟繩離開斜面時(shí)物塊下降高度為l,物塊重力做的功等于2mgl,物塊重力勢(shì)能的減少量為2mgl,選項(xiàng)A正確、C錯(cuò)誤;軟繩的重心下移了l4,故其重力勢(shì)能減少了14mgl,選項(xiàng)B正確;物塊加速下落,細(xì)線上拉力小于物塊的重力,物塊克服細(xì)線的拉力做功小于2mgl,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2.(13分)兩個(gè)底面積都是S的圓桶放在同一水平面上,桶內(nèi)裝水,水面高度分別為h1和h2,如圖所示。已知水的密度為ρ?，F(xiàn)把連接兩桶的閥門打開,不計(jì)摩擦阻力,當(dāng)兩桶水面高度相等時(shí),水的重力做功多少?重力勢(shì)能變化多少? 【解析】圓桶中水的總質(zhì)量為m=ρS(h1+h2), 對(duì)于圓桶中的水,當(dāng)兩邊水面高度相等時(shí),相當(dāng)于質(zhì)量為m′=ρSh1-h22的水下降了 Δh′=h1-h22, 水的重力做功 WG = m′gΔh′ =ρgS(h1-h22)2, 水的重力勢(shì)能變化 ΔEp = -WG =-ρgS(h1-h22)2 , 負(fù)號(hào)表示減少。 答案:ρgS(h1-h22)2　減少ρgS(h1-h22)2