2019_2020學(xué)年高中物理能力導(dǎo)練十七重力勢(shì)能(含解析)新人教版必修2

1、能力導(dǎo)練十七重力勢(shì)能基礎(chǔ)鞏固1 .物體做自由落體運(yùn)動(dòng)， 日表示重力勢(shì)能，h表示下落的距離，以水平地面為零勢(shì)能面，下列所示圖象中，能正確反映日和h之間關(guān)系的是（）解析：設(shè)初態(tài)重力勢(shì)能為 E,則下降h距離后的重力勢(shì)能 &=E- mgh根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，重力勢(shì)能與下落高度 h的關(guān)系圖為向下傾斜的直線，B選項(xiàng)正確.答案：B2 . （2019年晉江市季延中學(xué)高一月考）關(guān)于重力勢(shì)能的下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A.當(dāng)物體克服重力做功時(shí)，物體的重力勢(shì)能一定增加B.質(zhì)量非常大的物體，重力勢(shì)能也可能等于零C.在三十層樓上的物體，它具有的重力勢(shì)能一定不等于零D.重力勢(shì)能具有系統(tǒng)性和相對(duì)性解析：重力做負(fù)功，重力勢(shì)

2、能增加.故A正確；重力勢(shì)能的大小與零勢(shì)能的選取有關(guān)，所以質(zhì)量非常大的物體和在三十層樓上的物體的重力勢(shì)能也有可能為零，B正確C錯(cuò)誤；重力勢(shì)能大小和零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)，所以具有相對(duì)性，D正確.讓選錯(cuò)誤的，故選 C.答案：C3.（2019年浙江省桐鄉(xiāng)一中月考）如圖1所示，桌面高為h,質(zhì)量為m的小球從離桌面高 H處自由落下，不計(jì)空氣阻力，假設(shè)離桌面高H處重力勢(shì)能為零，則小球落地前瞬間的重力勢(shì)能為（）B. mgHA. 一 mghC. mg H h)D. mg H+ h)解析：離桌面高H處重力勢(shì)能為零，則小球落地前瞬間的重力勢(shì)能6=mgH+ h）.故選D.答案：D4. 一根長(zhǎng)L=2 m、重力G= 200

3、N的均勻木桿放在水平地面上，現(xiàn)將它的一端從地面抬高0.5 m ,另一端仍擱在地面上，則物體重力勢(shì)能的變化量為（）A. 400 JB. 200JC. 100 JD. 50 J解析：由于重力做負(fù)功，所以重力勢(shì)能增加，木桿的重心升高了h=0.25 m,所以重力勢(shì)能增加了 E p= GhF 200 N X 0.25 m = 50 J.答案：D5.圖2如圖2所示，兩個(gè)完全相同的小球 A、B,在同一高度處以相同大小的初速度Vo分別水平拋出和豎直向上拋出，則 （）A.兩小球落地時(shí)的速度相同B.兩小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率相同C.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做功相同D.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做功的平

4、均功率相同解析： 兩小球落地時(shí)的速度方向不相同，兩小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率不相同，選項(xiàng)AB 錯(cuò)誤；根據(jù)重力做功特點(diǎn)可知，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做功相同，選項(xiàng)C 正確； 從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地，運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同，重力對(duì)兩小球做功的平均功率不相同，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤答案： C6 （ 多選 ） 關(guān)于重力勢(shì)能與重力做功，下列說(shuō)法中正確的是（）A.物體克服重力做的功等于重力勢(shì)能的增加量B.在同一高度，將物體以初速度V0向不同方向拋出，從拋出到落地的過(guò)程中，重力所做的功相等，物體減少的重力勢(shì)能一定相等C.重力勢(shì)能等于零的物體，不可能對(duì)別的物體做功D.用手托住一個(gè)物體勻速上舉時(shí)，手的支持力做的功等于克服重力做的

5、功與物體重力勢(shì)能增量之和解析：根據(jù)WG= 日日2知，物體克服重力做的功等于重力勢(shì)能增加量，A項(xiàng)正確；根據(jù)重力做功的特點(diǎn)知從同一高度拋出物體到落地的過(guò)程中，重力做功相等，因而重力勢(shì)能的減少量也相等，B 項(xiàng)正確；重力勢(shì)能的數(shù)值依賴于參考平面的選取，重力勢(shì)能為零的物體，完全可以對(duì)別的物體做功，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；用手托住物體勻速上升時(shí)，手的支持力等于物體的重力， 手的支持力做的功等于物體克服重力做的功，也等于物體重力勢(shì)能的增加量，D 項(xiàng)錯(cuò)誤答案： AB7.（多選）如圖3所示，物體沿不同的路徑從 A運(yùn)動(dòng)到B,其中按不同的路徑：有摩擦作用；無(wú)摩擦作用，無(wú)摩擦，但有其他外力拉它.比較這三種情況下重力做的功W、W、

6、W,重力勢(shì)能的變化量 氐、小、的關(guān)系，以下正確的是（）A. W>W>WB. W= W= WC. A E)i = A E p2= A E p3D. A E)i < A E)2< A E)3解析：重力做功只與物體的初末位置的高度差有關(guān)，即W mgh由于同一物體的質(zhì)量相同，下降的高度相同，則重力做功相同，故A錯(cuò)誤，B正確；兩球重力勢(shì)能的減小量等于重力做功，故C正確；重力勢(shì)能的大小與零勢(shì)能平面的選取有關(guān)，選取的零勢(shì)能平面不同，重力勢(shì)能可能為負(fù)值，故 D錯(cuò)誤.答案：BC08.如圖4所示，一根長(zhǎng)為1、質(zhì)量為m的勻質(zhì)軟繩懸于 O點(diǎn)，若將其下端向上提起使其對(duì)折，則做功至少為（mgl,A

7、. mgl1C.3mgl1.B. 2mgl1D.4mgl解析：將軟繩下端向上提起，相當(dāng)于把下半段向上移動(dòng)了1111重力勢(shì)能增加了 -mg- 2=-)圖5A. MgH2Mg) 2C. MgHFM M8. MgH-k2(Mg 2D. MgH-晨 1一一即外力至少要做的功為4mgl, D正確.答案：D綜合應(yīng)用9 . (2019年寧德市三校高一聯(lián)合考試 )一質(zhì)量為M的物體放在水平地面上，上面安一根原長(zhǎng)為L(zhǎng)、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，現(xiàn)用手拉彈簧的上端P點(diǎn)(開(kāi)始拉時(shí)彈簧為原長(zhǎng))，如圖5(1)所示，當(dāng)P點(diǎn)位移為H時(shí)，物體離開(kāi)地面一段距離h,如圖5(2)所示，則物體在此過(guò)程中增加的重力勢(shì)能為解析：彈簧的原長(zhǎng)為

8、L,物體離開(kāi)地面的高度為 h時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為 x= (H+ L- h)L=H h,據(jù)彈簧受力平衡可得 k(H h) = Mg,kH- Mg h=n物體重力勢(shì)能的增加量2(M。2Ab=Mgh= MgH-/k答案：D10 .(多選)如圖6所示，質(zhì)量為m的小球在半徑為 R的軌道上來(lái)回運(yùn)動(dòng)， 下列說(shuō)法中正 確的是()A.若A B等高，從A到B重力做功為 mgRB.若A B等高，從A到B重力做功為零C.若軌道有摩擦，重力做功最多是mgRD.若軌道有摩擦，重力做功大于mgR解析：若 A B等高，W= mgA h=0,故B正確；無(wú)論有沒(méi)有摩擦，Wmak mgR故C正答案：BC11.（多選）圖7如圖7所示，

9、質(zhì)量為0.4 kg的物塊放在光滑的斜面上，在水平拉力F作用下下滑高度1 m,拉力F做了 3 J的功，則在此過(guò)程中（）A.重力彳功為 4 J B .重力勢(shì)能增大 4 JC.合外力做的總功為 5 J D .外力做的總功為 7 J解析：重力做功 W= mgh= 4 J, A正確；由于重力做了正功，所以重力勢(shì)能減少了4 J,B錯(cuò)誤；合外力做的總功等于各個(gè)分力做功的代數(shù)和，即WW+ W+ W= 4 J + 3 J + 0 J =7J, C錯(cuò)誤，D正確.故選AD.答案：AD12.質(zhì)量為3 kg的物體放在高4 m的平臺(tái)上，g取10 m/s2.求:(1) 物體相對(duì)于平臺(tái)表面的重力勢(shì)能是多少？(2) 物體相對(duì)于

10、地面的重力勢(shì)能是多少？(3) 物體從平臺(tái)落到地面上，重力勢(shì)能變化了多少？重力做的功是多少？解析：解法一：(1)相對(duì)于平臺(tái)表面 h=0.Ep= mgh= 0.(2)相對(duì)于地面，物體重力勢(shì)能為Eo=mgh= 3X10X4 J=120 J.(3)物體從平臺(tái)表面下落到地面上，以平臺(tái)為參考面，有Epi=0.&2=mgh= 3X10X( 4) J =120 J 5 = & -曰=120 J重力勢(shì)能減少了120 J ，重力做的功為VG mgh= 120 J或 W= E)1 Ep2 = 0( 120) J =120 J.解法二：(1) 、 (2) 兩問(wèn)同上在第 (3) 問(wèn)中，若取地面為零勢(shì)能面

11、則：Ep1=mgh= 3X10X4 J = 120 J ,日2=0 Ep=&2$ = 0120 J =- 120 JWG= E?1 - Ep2= 120 J.答案： (1)0(2)120 J (3) 120 J 120 J13.如圖8所示，有一條長(zhǎng)為 L.質(zhì)量為m的均勻金屬鏈條，一半長(zhǎng)度在光滑斜面上, 斜面傾角為 e ,另一半長(zhǎng)度沿豎直方向下垂在空中，當(dāng)從靜止開(kāi)始釋放后鏈條滑動(dòng)，以斜 面最高點(diǎn)所在平面為重力勢(shì)能的參考平面，求：開(kāi)始時(shí)和鏈條剛好從右側(cè)全部滑出斜面時(shí)重力勢(shì)能各是多大?（2）此過(guò)程中重力勢(shì)能減少了多少?解析：（1）以斜面最高點(diǎn)所在平面為重力勢(shì)能的參考平面，開(kāi)始時(shí)鏈條重力勢(shì)能

12、&i=- 1 L 1 L 12mg, 4$舊8 mg，4= - 8mgLsin 8 + 1）；鏈條剛好從右側(cè)全部滑出斜面時(shí)重力勢(shì)能由L 1.=-mg- 2=_ 2mgL 31（2）此過(guò)程中重力勢(shì)能變化重為AEp=®2曰=Qmg4-mglsin 8,重力勢(shì)能減少重8831為8mgL- 8mglsin 0 .一 .1.1答案：(1) 8mgLSin 0+1) gmgL(2) |mgL- mglsin 088探究拓展314.如圖9所小，圓枉形水箱圖為5 m,谷積為50 m,水箱底部接通水管 A,頂部接通水管B,開(kāi)始時(shí)箱中無(wú)水，若僅使用A管或僅使用B管慢慢地將水注入，直到箱中水滿為止,g取10 m/s 2.試計(jì)算兩種情況下外界各需做多少功？（設(shè)需注入的水開(kāi)始日均與箱底等高）圖9