人教版高中物理舉一反三-必修二8.2重力勢能（原卷版）

8.2重力勢能原卷版目錄TOC\o"1-1"\h\u一、【重力勢能的概念知識點梳理】 1二、【重力做功和重力勢能的關系知識點梳理】 3三、【彈性勢能的概念知識點梳理】 5四、【彈力做功和彈性勢能的關系知識點梳理】 7五、【繩、鏈條類物體重力勢能變化問題的求解知識點梳理】 9【重力勢能的概念知識點梳理】1.重力做功的表達式：WG=mgh=mgh1-mgh2，式中h指初位置與末位置的高度差，h1、h2分別指初位置、末位置的高度。2.重力做功的正負：物體下降時重力做正功，物體被舉高時重力做負功。3.重力做功的特點：物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關，而跟物體運動的路徑無關。4.重力勢能(1)定義：物體所受重力與物體重心到參考平面高度的乘積。(2)大?。篍p=mgh。(3)單位：在國際單位制中，重力勢能的單位為焦耳，符號為J。(4)重力勢能是標量，只有大小，沒有方向，但有正負之分。【重力勢能的概念舉一反三練習】1．（多選）下列關于重力做功和重力勢能變化的說法中正確的是（）A．物體向下運動時重力做正功，物體的重力勢能減小B．物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定增加，速度一定減小C．一個物體的重力勢能從變化到，重力勢能增加了D．重力勢能為負值說明其方向與規(guī)定的正方向相反2．質量為1kg的小物體做自由落體運動，歷時4s落地。重力加速度取g=10m/s。則不正確的是（）A．前2s、后2s，重力做的功之比為1：3B．整個下落過程中，重力做功的平均功率為200WC．落地瞬間，重力做功的功率為400WD．第4s內(nèi)重力做功的平均功率為35W3．如圖所示，質量為m的金屬小球，從離水面H高處自由下落后進入水中。已知水深為h，若以水面為參考平面，小球運動至水底時的重力勢能為（）A．mgH B．-mgh C．mg（H-h） D．-mg（H+h）4．蹦極是一項戶外極限活動。體驗者站在約40米以上高度的位置，用原長為20米的彈性繩固定住后跳下，落地前彈起，反復彈起落下。忽略空氣阻力的影響，在人的整個運動過程中，以下說法正確的是（）A．第一次下落過程中，游客能體驗失重感的位移為20mB．第一次下落20m后，游客開始做減速運動C．當游客下落到最低點時，游客的重力勢能最小D．第一次到達最低點的瞬間，人的重力勢能為零5．質量為m的繩子兩端分別系在天花板上的A、B兩點，A、B間距離小于繩長，整條繩懸垂情況如圖實線所示。今在繩的中點C施加豎直向下的力，將繩子拉至如圖虛線情況，則整條繩的重力勢能（）A．增大 B．不變 C．減小 D．不確定6．如圖所示，質量為m的物體，放于水平面上，物體上豎直固定一原長為L、勁度系數(shù)為k的輕質彈簧?，F(xiàn)用手拉住彈簧上端P緩慢向上提，使物體離開地面上升一段距離，在這一過程中，若P端上移的距離為H。關于物體的重力勢能，下列說法正確的是（）A．減少了B．增加了mgHC．增加了D．減少了【重力做功和重力勢能的關系知識點梳理】(1)表達式：WG=Ep1-Ep2=-ΔEp。(2)兩種情況：當物體從高處運動到低處時，重力做正功，重力勢能減少，即WG>0，Ep1>Ep2；當物體由低處運動到高處時，重力做負功，重力勢能增加，即WG<0，Ep1<Ep2。重力做負功也可以說成物體克服重力做功。3.重力勢能的相對性(1)重力勢能總是相對于某一水平面而言的，這個水平面叫作參考平面。在這個水平面上，物體的重力勢能取為0。(2)Ep=mgh中的h是物體重心相對于參考平面的高度。參考平面選擇不同，則物體的高度h不同，重力勢能的大小也就不同?！局亓ψ龉椭亓菽艿年P系舉一反三練習】7．關于重力做功和重力勢能，下列說法中正確的是（）A．重力做功與路徑無關，只跟它的起點和終點的位置有關B．一個物體的重力勢能從變化到，重力勢能變小了C．當物體向高處運動時，克服重力做功，物體的重力勢能減小D．物體的位置一旦確定，它的重力勢能的數(shù)值大小也隨之確定8．一物體在下落過程中，重力做了100J的功，則（）A．該物體重力勢能增加，增加量大于100JB．該物體重力勢能增加，增加量等于100JC．該物體重力勢能減少，減少量大于100JD．該物體重力勢能減少，減少量等于100J9．一棵樹上有一個質量為0.3kg的熟透了的蘋果P，該蘋果從樹上A處先落到地面C最后滾入溝底D。A、B、C、D、E水平面之間豎直距離如圖所示。以地面C為零勢能面，g取，則該蘋果從A落下到D的過程中重力勢能的減少量和在D處的重力勢能分別是（）

A．15.6J和9J B．9J和-9JC．15.6J和-9J D．15.6J和-15.6J10．如圖，在離地面高為H處的A點將皮球釋放，皮球被地面反彈后上升到離地面高為h的B點的過程中（已知皮球的質量為m，當?shù)刂亓铀俣葹間）。以下說法正確的是（）A．皮球在A點重力勢能為mgHB．皮球在B點的重力勢能為mghC．該過程中皮球重力勢能改變了mg（h-H）D．該過程中皮球重力勢能改變了mg（H-h）11．一個0.1kg的球從1.8m的高處落到地上又彈回到的1m高度，選下落起點為參考面（）下列說法正確的是（）A．整個過程重力做功為1.8J B．整個過程重力做了0.8J的負功C．物體的重力勢能一定減少了0.8J D．物體在地面時的重力勢能為012．如圖所示，某人通過定滑輪拉住一個重力等于G的物體使物體緩慢上升，這時人從A點走到B點，前進的距離為s，繩子的方向由豎直方向變?yōu)榕c水平方向成θ角．若不計各種阻力，在這個過程中，人的拉力所做的功等于（）A．Gstanθ B．C． D．13．如圖所示，有一連通器，左右兩管的橫截面積均為S，內(nèi)盛密度為ρ的液體。開始時兩管內(nèi)的液面高度差為h，若打開底部中央的閥門K，液體開始流動，最終兩液面相平。在這一過程中，液體的重力勢能變化了多少？是增加了還是減少了？如果是減少了，減少的重力勢能到哪里去了？

【彈性勢能的概念知識點梳理】1.定義：發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用而具有的勢能，叫作彈性勢能。2.彈簧的彈性勢能：彈簧的長度為原長時，彈性勢能為0。在彈性限度內(nèi)，彈簧被拉

伸或被壓縮時，就具有了彈性勢能。彈性勢能的大小與形變大小和彈簧的勁度系數(shù)有關。3.對彈性勢能的理解彈性勢能是發(fā)生彈性形變的物體上所有質點因相對位置改變而具有的能量。彈性勢能的大小與選定的零勢能位置有關。對于彈簧，一般規(guī)定彈簧處于原長時彈性勢能為零。彈簧彈性勢能的大小與彈簧的形變量和勁度系數(shù)有關。4.彈簧彈性勢能的大小根據(jù)胡克定律F=kx，作出表示彈力F與彈簧形變量x關系的F-x圖線，根據(jù)W=Fx知，F(xiàn)-x圖線與橫軸所圍面積等于F所做功的多少，則W=-kx?x2=-12kx2，所以Ep=12kx2。x為彈簧長度相對于原長的變化量，同一根彈簧形變量相等(拉伸或壓縮)【彈性勢能的概念舉一反三練習】14．關于彈簧的彈性勢能，下列說法正確的是（）A．彈簧在拉伸時的彈性勢能一定大于壓縮時的彈性勢能B．同一彈簧，在彈性限度內(nèi)，形變量越大，彈性勢能越大C．當彈簧變長時，它的彈性勢能一定增大D．在彈性限度內(nèi)，形變量相同的彈簧，彈性勢能也相同15．關于彈性勢能說法正確的是（）A．同一根彈簧在彈性限度內(nèi)，形變量越大，彈性勢能越大B．勁度系數(shù)越小彈性勢能越大C．彈簧越長，彈性勢能越大D．彈性勢能與勁度系數(shù)和形變量無關16．如圖所示，在光滑水平桌面上有一根輕質彈簧處于自然狀態(tài)，將彈簧左端固定，右端施以水平拉力F將彈簧緩慢從O點拉到A點再到B點，從O到A拉力做功W1，從A到B拉力做功W2，已知OA=AB，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，則（）A． B． C． D．無法確定【彈力做功和彈性勢能的關系知識點梳理】如圖所示，O為彈簧處于原長時自由端所在位置。(1)物體由O向A運動或者由O向A'運動時，彈力做負功，彈簧的彈性勢能增大，其他形式的能轉化為彈性勢能。(2)物體由A向O運動或者由A'向O運動時，彈力做正功，彈簧的彈性勢能減小，彈性勢能轉化為其他形式的能。(3)彈力做功與彈性勢能變化的關系：彈力做多少正功，彈性勢能就減小多少；彈力

做多少負功，彈性勢能就增加多少，即W彈=-ΔEp=Ep1-Ep2?！緩椓ψ龉蛷椥詣菽艿年P系舉一反三練習】17．如圖所示，一質量為m的小球套在光滑豎直桿上，輕質彈簧一端固定于O點，另一端與該小球相連?，F(xiàn)將小球從A點由靜止釋放，沿豎直桿運動經(jīng)過B點，已知OA長度小于OB長度，彈簧處于兩位置時彈簧彈力大小相等。在小球由A到B的過程中（）A．加速度等于重力加速度的位置有一處B．彈簧彈力的功率為0的位置只有一處C．彈簧彈力對小球做功等于零D．彈簧彈力做正功過程中小球運動的距離等于小球克服彈簧彈力做功過程中小球運動的距離18．如圖甲所示，平行于光滑斜面的輕彈簧勁度系數(shù)為k，一端固定在傾角為θ的斜面底端，另一端與物塊A連接；兩物塊A、B質量均為m，初始時均靜止?，F(xiàn)用平行于斜面向上的力F拉動物塊B，使B做加速度為a的勻加速運動，A、B兩物塊在開始一段時間內(nèi)的v-t關系分別對應圖乙中A、B圖線（t1時刻A、B的圖線相切，t2時刻對應A圖線的最高點），重力加速度為g，則（）A．平行于斜面向上的拉力F一直增大B．t2時刻，彈簧形變量為C．從0開始到t1時刻，彈簧釋放的彈性勢能為D．t2時刻彈簧恢復到原長，物塊A達到速度最大值19．某興趣小組通過探究得到彈性勢能的表達式為，式中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧伸長（或縮短）的長度，請結合彈性勢能表達式計算下列問題。放在地面上的物體上端系在勁度系數(shù)k=200N/m的彈簧上，彈簧的另一端拴在跨過定滑輪的繩子上，如圖所示，手拉繩子的另一端，當往下拉0.1m物體開始離開地面，繼續(xù)拉繩，使物體緩慢升高到離地h=0.5m高處。如果不計彈簧重和滑輪跟繩的摩擦，（g取10m/s2）。求：（1）彈簧彈性勢能的大??；（2）物體重力勢能的增量；20．（多選）如圖所示，兩木塊A、B的質量分別為m1和m2，兩輕質彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，兩彈簧分別連接A、B，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)緩慢向上提木塊A，直到下面的彈簧對地面的壓力恰好為零，在此過程中以下說法正確的有（

）A．A的重力勢能增加了B．A的重力勢能增加了C．B的重力勢能增加了D．B的重力勢能增加了【繩、鏈條類物體重力勢能變化問題的求解知識點梳理】重力勢能的基本計算式是Ep=mgh，求解實際物體的重力勢能時，式中的h表示物體

的重心相對零勢能面的高度。求解繩子、鏈條類物體的重力勢能時，重心位置的確定是關鍵。粗細均勻、質量分布均勻的長直繩子或鏈條，其重心在中點。兩種情況下重力勢能的求解：(1)當繩子、鏈條呈直線狀(或水平、或豎直、或傾斜)放置時，Ep=mgh中的h表示其中點相對于參考平面的高度。(2)當繩子、鏈條不以直線狀(如折線狀)放置時，應當分段(使其每段都是直線狀)求重力勢能再求和?！纠K、鏈條類物體重力勢能變化問題的求解舉一反三練習】21．在光滑的桌面上有一根均勻柔軟的質量為m、長為l的繩，其繩長的四分之一懸于桌面下，從繩子開始下滑至繩子剛好全部離開桌面的過程中，繩子的重力做功和重力勢能變化如何（桌面離地高度大于l）（）A．， B．，C．， D．，22．如圖所示，甲為一長度為L的均勻鏈條，總質量為2m，一半放在水平桌面上，一半豎直下垂，乙為兩個質量均為m的小球，一個放在水平桌面上，一個豎直下垂，中間用不計質量的長度為L的細繩相連，水平部分和豎直部分長度相等，初始時令兩裝置保持靜止，現(xiàn)自由釋放兩裝置，使得兩個裝置都剛好離開水平桌面，已知重力加速度為g，水平桌面光滑，則下列說法正確的是（）A．甲裝置重力勢能減少了B．乙裝置重力勢能減