新教材同步備課2024春高中物理課時(shí)分層作業(yè)13重力勢(shì)能新人教版必修第二冊(cè)

課時(shí)分層作業(yè)(十三)重力勢(shì)能◎題組一重力做功與重力勢(shì)能1．如圖所示，A點(diǎn)距地面高為h，B點(diǎn)在地面上，一物體沿兩條不同的路徑ACB和ADB由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，則()A．沿路徑ACB重力做的功多一些B．沿路徑ADB重力做的功多一些C．沿路徑ACB和路徑ADB重力做的功一樣多D．無(wú)法判斷沿哪條路徑重力做的功多一些2．如圖所示是跳高運(yùn)動(dòng)員正在飛越橫桿時(shí)的情景。對(duì)運(yùn)動(dòng)員從起跳到圖示位置的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()A．重力做正功，重力勢(shì)能增加B．重力做正功，重力勢(shì)能減少C．重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加D．重力做負(fù)功，重力勢(shì)能減少3．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(shuō)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mgHD．以地面為參考平面，物體重力勢(shì)能減少mg(H＋h)4．(2022·浙江麗水四校期中聯(lián)考)每年春節(jié)前浙江農(nóng)村都有打年糕的習(xí)俗，借此來(lái)寓意“年年發(fā)財(cái)、步步高升”。如圖所示，打年糕時(shí)，一人將石杵一起一落揮動(dòng)，另一人在石杵揮動(dòng)的間隙迅速翻動(dòng)米粉團(tuán)，直到米粉團(tuán)柔軟而有彈性。已知石杵質(zhì)量為20kg，每分鐘上下?lián)]動(dòng)20下，每次重心上升的高度約為90cm，g取10m/s2，則人揮動(dòng)石杵1min做的功約為()A．60J B．180JC．3600J D．10800J5．起重機(jī)將質(zhì)量為50kg的物體從地面提升到10m高處，在這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(g取10m/s2)()A．重力做正功，重力勢(shì)能減少5.0×103JB．重力做正功，重力勢(shì)能增加5.0×103JC．重力做負(fù)功，重力勢(shì)能減少5.0×103JD．重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加5.0×103J◎題組二彈性勢(shì)能6．關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是()A．當(dāng)彈簧變長(zhǎng)時(shí)，它的彈性勢(shì)能一定增大B．當(dāng)彈簧變短時(shí)，它的彈性勢(shì)能一定變小C．在拉伸長(zhǎng)度相同時(shí)，k越大的彈簧，它的彈性勢(shì)能越大D．彈簧在拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能7．早期的彈弓，一般用“Y”形的樹(shù)枝制作，如圖所示。在樹(shù)枝的兩頭分別系上兩根相同的橡皮筋，兩皮筋之間用一包裹彈丸的皮塊連接。將彈丸包裹在皮塊間，水平向后拉到某一位置后釋放，彈丸被水平射出。下列說(shuō)法正確的是()A．橡皮筋被拉伸的過(guò)程中，橡皮筋的彈力做負(fù)功B．橡皮筋被拉伸的過(guò)程中，橡皮筋的彈力做正功C．彈丸被射出的過(guò)程中，橡皮筋的彈性勢(shì)能不變D．彈丸被射出的過(guò)程中，皮塊對(duì)彈丸做負(fù)功8．(2022·江蘇蘇州高新區(qū)第一中學(xué)高一檢測(cè))如圖所示，質(zhì)量相等的兩木塊中間連有一豎直輕彈簧，木塊A靜止在彈簧上面，設(shè)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep1?，F(xiàn)用力緩慢向上提A，直到B恰好離開(kāi)地面；B剛要離開(kāi)地面時(shí)，設(shè)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep2，則關(guān)于Ep1、Ep2的大小關(guān)系及彈性勢(shì)能的變化ΔEp，下列說(shuō)法中正確的是()A．Ep1＝Ep2 B．Ep1>Ep2C．ΔEp>0 D．ΔEp<09．(多選)如圖甲為一種兒童玩具——不倒翁，其縱截面如圖乙。底部是半球形，球心為O，頂點(diǎn)為P?！拔獭膘o止時(shí)直立，用手推一下上部，“翁”傾斜，放手后來(lái)回?cái)[動(dòng)若干次后重新直立靜止。下列判斷正確的是()A．“翁”的重心位于O點(diǎn)B．“翁”的重心位于O、P兩點(diǎn)之間C．?dāng)[動(dòng)中“翁”從直立變傾斜過(guò)程，重力勢(shì)能增加D．?dāng)[動(dòng)中“翁”從直立變傾斜過(guò)程，重力勢(shì)能減少10．物體從某高度處做自由落體運(yùn)動(dòng)，以地面為參考平面，下列所示圖像中，能正確描述物體的重力勢(shì)能與下落高度的關(guān)系的是()ABCD11．起重機(jī)以g4的加速度將質(zhì)量為m的物體沿豎直方向勻加速地提升高度h12．在離地面80m處無(wú)初速度地釋放一小球，小球質(zhì)量為m＝200g，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，取釋放點(diǎn)所在水平面為參考平面。求：(1)在第2s末小球的重力勢(shì)能。(2)在第3s內(nèi)重力所做的功和重力勢(shì)能的變化。13．如圖所示，一根繩的兩端分別固定在兩座猴山的A、B處，A、B兩點(diǎn)水平距離為16m，豎直距離為2m，A、B間繩長(zhǎng)為20m。質(zhì)量為10kg的猴子抓住套在繩上的滑環(huán)從A處滑到B處。以A點(diǎn)所在水平面為參考平面，猴子在滑行過(guò)程中重力勢(shì)能最小值約為(繩處于拉直狀態(tài))()A．－1.2×103J B．－7.5×102JC．－6.0×102J D．－2.0×102J課時(shí)分層作業(yè)(十三)1234567891013CCCCDCAABCBB1．C[重力做的功與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)，只與初位置和末位置及重力的大小有關(guān)。選項(xiàng)C正確。]2．C[運(yùn)動(dòng)員從起跳到飛越橫桿的過(guò)程中，重心升高，則重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加。故選C。]3．C[重力做功與路徑無(wú)關(guān)，物體滑到桌面上，重力做功為mgH，物體的重力勢(shì)能減少mgH，A、B、D錯(cuò)誤，C正確。]4．C[揮動(dòng)石杵一次所做的功W＝mgh＝20×10×0.9J＝180J，1min內(nèi)做的總功W總＝nW＝20×180J＝3600J，故C正確。]5．D[起重機(jī)將質(zhì)量為50kg的物體從地面提升到10m高處，重力對(duì)物體做功W＝－mgh＝－50×10×10J＝－5.0×103J，克服重力對(duì)物體做多少功，重力勢(shì)能增加多少，則重力勢(shì)能增加5.0×103J,故D正確。]6．C[當(dāng)彈簧變長(zhǎng)時(shí)，它的彈性勢(shì)能不一定增大，若彈簧處于壓縮狀態(tài)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若處于壓縮狀態(tài)，彈簧變短時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在拉伸長(zhǎng)度相同時(shí)，k越大的彈簧，它的彈性勢(shì)能越大，選項(xiàng)C正確；彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧的形變量有關(guān)，彈簧在拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能不一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]7．A[在橡皮筋拉伸的過(guò)程中，橡皮筋的彈力與橡皮筋的位移方向相反，則橡皮筋的彈力做負(fù)功，故A正確，B錯(cuò)誤；彈丸被射出的過(guò)程中，橡皮筋的形變量減小，則彈性勢(shì)能減小，故C錯(cuò)誤；彈丸被射出的過(guò)程中，皮塊對(duì)彈丸的力與彈丸的位移方向相同，則皮塊對(duì)彈丸做正功，故D錯(cuò)誤。]8．A[對(duì)于確定的彈簧，其彈性勢(shì)能的大小只與形變量有關(guān)，設(shè)木塊A靜止時(shí)彈簧的形變量為x1，有kx1＝mg，設(shè)B剛要離開(kāi)地面時(shí)彈簧的形變量為x2，有kx2＝mg，可知x1＝x2，所以Ep1＝Ep2，ΔEp＝0，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。]9．BC[假設(shè)“翁”的重心在O點(diǎn)，則傾斜后，支持力還是沿半徑過(guò)球心，“翁”仍平衡，不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)直立，假設(shè)重心在O上方，“翁”傾斜后會(huì)傾倒，更不會(huì)自動(dòng)直立，所以重心位于O、P連線上且在O點(diǎn)下方某處，故A錯(cuò)誤，B正確；“翁”靜止時(shí)重心位置最低，所以從直立變傾斜過(guò)程中，重心位置上升，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，故C正確，D錯(cuò)誤。]10．B[設(shè)物體開(kāi)始下落時(shí)的重力勢(shì)能為Ep0，物體下落高度h過(guò)程中重力勢(shì)能減少量ΔEp＝mgh，故物體下落高度h時(shí)的重力勢(shì)能Ep＝Ep0－ΔEp＝Ep0－mgh，即Ep-h圖像為傾斜直線，B正確。]11．解析：由題意可知物體的加速度為a＝g4，方向豎直向上，物體上升的高度為h，根據(jù)牛頓第二定律可得F－mg＝ma，所以F＝mg＋ma＝54mg；故拉力做的功為WF＝Fh＝54mgh，重力做的功為WG＝－mgh，即物體克服重力做的功為mgh答案：54mghmgh增加了12．解析：(1)以釋放點(diǎn)所在水平面為參考平面，在第2s末小球所處的高度為h＝－12gt2＝－12×10×2重力勢(shì)能Ep＝mgh＝200×10-3×10×(－20)J＝－40JEp<0，說(shuō)明小球在參考平面的下方。(2)在第3s末小球所處的高度為h′＝－12gt′2＝－12×10×3第3s內(nèi)重力做的功為W＝mg(h－h(huán)′)＝200×10-3×10×(－20＋45)J＝50J重力做正功，重力勢(shì)能減少，則小球的重力勢(shì)能減少了50J。答案：(1)－40J(2)50J小球的重力勢(shì)能減少了50J13．B[重力勢(shì)能最小的點(diǎn)為最低點(diǎn)，由于同一根繩上張力大小相等，此時(shí)，兩側(cè)繩子與水平方