8.2重力势能课时练习—湖南省邵阳武冈市展辉学校2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 8.2重力势能课时练习—湖南省邵阳武冈市展辉学校2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 580.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-02 00:02:21 | ||
图片预览
文档简介
湖南武冈市展辉学校2020-2021学年高一物理必修（2019）第二册第八章机械能守恒定律第2节重力势能课时练习（人教版Word版，含答案）
一、单选题
1．打扫卫生时，甲同学先将凳子缓慢向上搬起，等乙同学打扫后再将凳子缓慢放回原处。此过程中甲同学对凳子的做功情况、以及凳子重力势能的变化情况分别是（ ）
A．甲先做正功后做负功；凳子的重力势能先增大后减小
B．甲先做负功后做正功；凳子的重力势能先减小后增大
C．甲先做负功后做正功；凳子的重力势能先增大后减小
D．甲一直做正功；凳子的重力势能先减小后增大
2．在地面上以初速度v0把物体竖直向上抛出，经过时间t1，物体到达最高点。不计空气阻力，在上升过程中，物体的速度v随时间t的变化关系如图所示。在0~t1时间内，物体的重力势能（ ）
A．保持不变 B．逐渐减小 C．逐渐增大 D．先增大后减小
3．某自行车运动员沿斜坡下滑一段距离，重力对他做功为2000J，他克服阻力做功为100J，则他的重力势能（ ）
A．增加2100J B．减少1900J C．增加1900J D．减少2000J
4．下列说法正确的是（ ）
A．重力做功与物体路径无关，物体下降过程中重力做正功，重力势能减小
B．物体做曲线运动，所受合力一定为零
C．物体速度改变，则动能一定改变
D．将一物体在某一高度水平抛出，初速度越大，运动时间越长
5．俯卧撑是常见的无器械健身运动之一、该运动有益于骨骼的坚实、关节的灵活和韧带的牢固，同时能加速血液循环，增大肺活量，促进生长发育，提高运动能力。某位同学做俯卧撑的情景如图所示，某时刻该同学身体降低到基本靠近地板，他保持躯干成一条直线，用力快速撑直手臂。在这个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．该同学受到的重力做负功，重力势能增大
B．该同学受到的重力做负功，重力势能减小
C．该同学受到的重力做正功，重力势能减小
D．该同学受到的重力做正功，重力势能增大
6．如图所示，以大小为的水平速度将甲球自点抛出，甲球恰好垂直落在倾角为30°的斜面上。再以大小为的水平速度将乙球自点（未画出）抛出，乙球也能垂直落在该斜面上。甲、乙两个小球的质量相等，不计空气阻力，则甲、乙两球从抛出到落在斜面上的过程中重力做功之比为（ ）
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．1∶6
7．如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（ ）
A．沿轨道1滑下重力势能变化多
B．沿轨道2滑下重力势能变化多
C．沿轨道3滑下重力势能变化多
D．沿三条轨道滑下重力势能变化一样多
8．关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定
B．重力势能的变化量与零势能面的选取无关
C．一个物体的重力势能从J变化到J，重力势能减少了
D．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大
9．如图，身长为3L，质量为m的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小石块。从头部刚到达最高点开始，到身体中点刚刚到达最高点的过程中，毛毛虫的重力势能的变化量是（假设毛毛虫能一直贴着小石块前行） （ ）
A． B． C． D．
10．在光滑的桌面上有一根均匀柔软的质量为m、长为l的绳，其绳长的四分之一悬于桌面下，从绳子开始下滑至绳子刚好全部离开桌面的过程中，绳子的重力做功和重力势能变化如何（桌面离地高度大于l）（ ）
A．， B．，
C．， D．，
二、多选题
11．下列关于重力势能的说法中正确的是（ ）
A．重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的
B．重力势能的大小是相对的
C．某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的
D．在地面上方的物体，它的重力势能一定不等于零
12．如图，质量为m的物体（可视为质点）以某一初速度由底端冲上倾角α＝30°的固定斜面，上升的最大高度为h，其加速度大小为g，在这个上升过程中下列说法正确的是（ ）
A．上升到最高点后物体保持静止状态
B．物体重力势能增加了mgh
C．物体动能减少了2mgh
D．物体动能减少了mgh
13．下列关于重力势能和弹性势能的相关说法中，正确的是（ ）
A．重力势能与重力做功密切相关，重力做功与路径有关
B．抬高物体，物体具有重力势能，重力势能是地球上的物体单独具有的
C．弹簧受力发生弹性形变，具有弹性势能
D．选择不同的参考平面，重力势能不相同，但是对于同一过程重力势能的变化都是相同的
14．如图所示，质量为m的小球，用一长为L的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点。若已知OD=，选O点所在的水平面为参考平面，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．小球由A点到C点的过程中，重力做功为
B．小球由A点到B点的过程中，细线拉力做正功
C．小球在B点时的重力势能-mgL
D．D点越低碰钉子后细线越容易断裂
三、填空题
15．如图所示，质量为3kg的木块在倾角为的斜面顶端由静止开始在外力作用下加速下滑，已知加速度，假设斜面足够长，且以斜面顶端O点所在平面为零势能面，g取10m/s2，，，求：
（1）2s末木块的重力势能Ep=__________；
（2）前2s内木块重力的平均功率=__________；
（3）2s末木块重力的瞬时功率P=____________。
16．探究弹性势能的表达式的依据是弹簧增加的弹性势能等于______________．
四、解答题
17．质量为50kg的人沿着长、倾角为的坡路走上一个土丘，重力对他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力势能增加了多少？
18．项目化学习中，同学们制作并成功发射了水火箭。假设水火箭发射后始终在竖直方向上运动。在水火箭向下喷水时，可认为火箭做的是加速度的匀加速直线运动。已知从火箭开始喷水到喷水结束经历的时间为4.0s，水火箭壳体的质量，取，求：
（1）喷水结束时火箭的高度；
（2）从发射到喷完水的过程中，火箭壳体克服重力做的功。
参考答案
1．A
【详解】
甲同学将凳子向上搬起过程中，人对凳子有向上的作用力，凳子向上运动，故人对凳子做正功，凳子的位置升高了，故其重力势能增大；放下过程中，人对凳子的力仍然向上，但凳子运动方向向下，故人对凳子做负功，凳子的位置降低了，故其重力势能减小。故A正确；BCD错误。
故选A。
2．C
【详解】
在0~t1时间内，物体距离地面的高度逐渐增加，根据
Ep=mgh
可知的重力势能逐渐增加。
故选C。
3．D
【详解】
重力对他做功为2000J，则重力势能减少2000J。
故选D。
4．A
【详解】
A．重力做功与物体路径无关，物体下降过程中重力做正功，重力势能减小，A正确；
B．物体做曲线运动，速度发生变化，有加速度，故所受合力不为零，B错误；
C．若只是速度方向改变，则动能不变，C错误；
D．由
可知，运动时间取决于下落高度，与初速度无关，D错误。
故选A。
5．A
【详解】
该同学用力快速撑直手臂时，身体的重心上升，重力方向与位移方向相反，则受到的重力做负功，重力势能增大。
故选A。
6．C
【详解】
以大小为的水平速度将甲球自点抛出，甲球恰好垂直落在倾角为30°的斜面上，则
则
若速度变为2v，则
则
则两次重力做功之比
故选C。
7．D
【详解】
物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，重力做功都为
所以沿三条轨道滑下重力做的功一样多，ABC错误，D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．重力势能具有相对性，某个物体处于某个位置，相对不同的参考平面具有不同的重力势能，选项A错误；
B．重力势能的变化量与零势能面的选取无关，选项B正确；
C．重力势能可以为负，一个物体的重力势能从变化到，说明物体克服重力做功,重力势能变大，选项C错误；
D．重力势能，h为相对于零势能面的高度差，可见重力势能的大小与质量和高度两个因素有关。对于同一物体，如果在参考平面下方，越向下，重力势能越小，选项D错误。
故选B。
9．D
【详解】
选山丘底端为零势能面，初状态的重力势能为
身体中点刚刚到达最高点时的重力势能为
其重力势能的变化量为
故选D。
10．A
【详解】
设桌面为零势能面，将链条分成水平部分和竖直部分两段，水平部分的重力势能为零，竖直部分的重心在竖直段的中间，高度为，而竖直部分的重力为，重力势能
绳子刚好全部离开桌面，则高度为，而竖直部分的重力为，重力势能
重力势能的变化量
重力做的功
故A正确，BCD错误。
故选A。
11．AB
【详解】
物体的重力势能具有相对性和系统性。对于不同的零势能参考平面，同一个物体在同一个位置的重力势能是不相同的。物体的重力势能属于物体和地球组成的这个系统，而不只是物体单独具有。
故选AB。
12．ABC
【详解】
A．上升过程中由牛顿第二定律可得
解得
上升到最高点后，由物体的受力可知，物体保持静止状态，故A正确；
B．物体重力势能的增加量等于物体克服重力做的功，为mgh，故B正确；
CD．物体的合力做的功等于动能的减少量，则动能减少量
故C正确，D错误。
故选ABC。
13．CD
【详解】
A．重力势能与重力做功密切相关，重力做功与路径无关，故A错误；
B．抬高物体，物体具有重力势能，重力势能是地球上的物体与地球共有的，故B错误；
C．弹簧受力发生弹性形变，具有弹性势能，弹性势能是这个力和弹簧共同具有的，故C正确；
D．选择不同的参考平面，重力势能不相同，但是对于同一过程重力势能的变化都是相同，故D正确。
故选CD。
14．ACD
【详解】
A．小球由A点运动到C点的过程中，重力做功为
故A正确；
B．小球由A点到B点的过程中，细线拉力始终与小球速度垂直，故细线拉力不做功，故B错误；
C．因选O点所在的水平面为参考平面，故小球在B点时的重力势能为-mgL，故C正确；
D．在B点，由牛顿第二定律可得
解得
D点越低，则r越小，则T越大，细线越容易断裂，故D正确。
故选ACD。
15．-36J 18W 36W
【详解】
(1)2s末木块下滑的位移为
木块的重力势能
(2)前2s内木块重力的平均功率
(3)2s末木块重力的瞬时功率
16．物体克服弹力所做的功
【分析】
本题需要理解弹力做功和弹性势能的关系；
【详解】
探究弹性势能的表达式的依据是弹簧增加的弹性势能等于物体克服弹力所做的功．
【点睛】
本题考查弹力做功和弹性势能的关系，可以参照重力做功和重力势能的关系进行理解．
17．-37500J，37500J，37500J
【详解】
重力对他做功为
W=-mgh=-50×10×150×sin30°=-37500J
他克服重力做功为
W=mgh=50×10×150 ×sin30°=37500J
由
W G=-△E P
可知重力势能增加37500J。
18．（1）；（2）
【详解】
（1）喷水结束时火箭的高度为
（2）从发射到喷完水的过程中，火箭壳体克服重力做的功
一、单选题
1．打扫卫生时，甲同学先将凳子缓慢向上搬起，等乙同学打扫后再将凳子缓慢放回原处。此过程中甲同学对凳子的做功情况、以及凳子重力势能的变化情况分别是（ ）
A．甲先做正功后做负功；凳子的重力势能先增大后减小
B．甲先做负功后做正功；凳子的重力势能先减小后增大
C．甲先做负功后做正功；凳子的重力势能先增大后减小
D．甲一直做正功；凳子的重力势能先减小后增大
2．在地面上以初速度v0把物体竖直向上抛出，经过时间t1，物体到达最高点。不计空气阻力，在上升过程中，物体的速度v随时间t的变化关系如图所示。在0~t1时间内，物体的重力势能（ ）
A．保持不变 B．逐渐减小 C．逐渐增大 D．先增大后减小
3．某自行车运动员沿斜坡下滑一段距离，重力对他做功为2000J，他克服阻力做功为100J，则他的重力势能（ ）
A．增加2100J B．减少1900J C．增加1900J D．减少2000J
4．下列说法正确的是（ ）
A．重力做功与物体路径无关，物体下降过程中重力做正功，重力势能减小
B．物体做曲线运动，所受合力一定为零
C．物体速度改变，则动能一定改变
D．将一物体在某一高度水平抛出，初速度越大，运动时间越长
5．俯卧撑是常见的无器械健身运动之一、该运动有益于骨骼的坚实、关节的灵活和韧带的牢固，同时能加速血液循环，增大肺活量，促进生长发育，提高运动能力。某位同学做俯卧撑的情景如图所示，某时刻该同学身体降低到基本靠近地板，他保持躯干成一条直线，用力快速撑直手臂。在这个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．该同学受到的重力做负功，重力势能增大
B．该同学受到的重力做负功，重力势能减小
C．该同学受到的重力做正功，重力势能减小
D．该同学受到的重力做正功，重力势能增大
6．如图所示，以大小为的水平速度将甲球自点抛出，甲球恰好垂直落在倾角为30°的斜面上。再以大小为的水平速度将乙球自点（未画出）抛出，乙球也能垂直落在该斜面上。甲、乙两个小球的质量相等，不计空气阻力，则甲、乙两球从抛出到落在斜面上的过程中重力做功之比为（ ）
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．1∶6
7．如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（ ）
A．沿轨道1滑下重力势能变化多
B．沿轨道2滑下重力势能变化多
C．沿轨道3滑下重力势能变化多
D．沿三条轨道滑下重力势能变化一样多
8．关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定
B．重力势能的变化量与零势能面的选取无关
C．一个物体的重力势能从J变化到J，重力势能减少了
D．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大
9．如图，身长为3L，质量为m的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小石块。从头部刚到达最高点开始，到身体中点刚刚到达最高点的过程中，毛毛虫的重力势能的变化量是（假设毛毛虫能一直贴着小石块前行） （ ）
A． B． C． D．
10．在光滑的桌面上有一根均匀柔软的质量为m、长为l的绳，其绳长的四分之一悬于桌面下，从绳子开始下滑至绳子刚好全部离开桌面的过程中，绳子的重力做功和重力势能变化如何（桌面离地高度大于l）（ ）
A．， B．，
C．， D．，
二、多选题
11．下列关于重力势能的说法中正确的是（ ）
A．重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的
B．重力势能的大小是相对的
C．某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的
D．在地面上方的物体，它的重力势能一定不等于零
12．如图，质量为m的物体（可视为质点）以某一初速度由底端冲上倾角α＝30°的固定斜面，上升的最大高度为h，其加速度大小为g，在这个上升过程中下列说法正确的是（ ）
A．上升到最高点后物体保持静止状态
B．物体重力势能增加了mgh
C．物体动能减少了2mgh
D．物体动能减少了mgh
13．下列关于重力势能和弹性势能的相关说法中，正确的是（ ）
A．重力势能与重力做功密切相关，重力做功与路径有关
B．抬高物体，物体具有重力势能，重力势能是地球上的物体单独具有的
C．弹簧受力发生弹性形变，具有弹性势能
D．选择不同的参考平面，重力势能不相同，但是对于同一过程重力势能的变化都是相同的
14．如图所示，质量为m的小球，用一长为L的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点。若已知OD=，选O点所在的水平面为参考平面，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．小球由A点到C点的过程中，重力做功为
B．小球由A点到B点的过程中，细线拉力做正功
C．小球在B点时的重力势能-mgL
D．D点越低碰钉子后细线越容易断裂
三、填空题
15．如图所示，质量为3kg的木块在倾角为的斜面顶端由静止开始在外力作用下加速下滑，已知加速度，假设斜面足够长，且以斜面顶端O点所在平面为零势能面，g取10m/s2，，，求：
（1）2s末木块的重力势能Ep=__________；
（2）前2s内木块重力的平均功率=__________；
（3）2s末木块重力的瞬时功率P=____________。
16．探究弹性势能的表达式的依据是弹簧增加的弹性势能等于______________．
四、解答题
17．质量为50kg的人沿着长、倾角为的坡路走上一个土丘，重力对他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力势能增加了多少？
18．项目化学习中，同学们制作并成功发射了水火箭。假设水火箭发射后始终在竖直方向上运动。在水火箭向下喷水时，可认为火箭做的是加速度的匀加速直线运动。已知从火箭开始喷水到喷水结束经历的时间为4.0s，水火箭壳体的质量，取，求：
（1）喷水结束时火箭的高度；
（2）从发射到喷完水的过程中，火箭壳体克服重力做的功。
参考答案
1．A
【详解】
甲同学将凳子向上搬起过程中，人对凳子有向上的作用力，凳子向上运动，故人对凳子做正功，凳子的位置升高了，故其重力势能增大；放下过程中，人对凳子的力仍然向上，但凳子运动方向向下，故人对凳子做负功，凳子的位置降低了，故其重力势能减小。故A正确；BCD错误。
故选A。
2．C
【详解】
在0~t1时间内，物体距离地面的高度逐渐增加，根据
Ep=mgh
可知的重力势能逐渐增加。
故选C。
3．D
【详解】
重力对他做功为2000J，则重力势能减少2000J。
故选D。
4．A
【详解】
A．重力做功与物体路径无关，物体下降过程中重力做正功，重力势能减小，A正确；
B．物体做曲线运动，速度发生变化，有加速度，故所受合力不为零，B错误；
C．若只是速度方向改变，则动能不变，C错误；
D．由
可知，运动时间取决于下落高度，与初速度无关，D错误。
故选A。
5．A
【详解】
该同学用力快速撑直手臂时，身体的重心上升，重力方向与位移方向相反，则受到的重力做负功，重力势能增大。
故选A。
6．C
【详解】
以大小为的水平速度将甲球自点抛出，甲球恰好垂直落在倾角为30°的斜面上，则
则
若速度变为2v，则
则
则两次重力做功之比
故选C。
7．D
【详解】
物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，重力做功都为
所以沿三条轨道滑下重力做的功一样多，ABC错误，D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．重力势能具有相对性，某个物体处于某个位置，相对不同的参考平面具有不同的重力势能，选项A错误；
B．重力势能的变化量与零势能面的选取无关，选项B正确；
C．重力势能可以为负，一个物体的重力势能从变化到，说明物体克服重力做功,重力势能变大，选项C错误；
D．重力势能，h为相对于零势能面的高度差，可见重力势能的大小与质量和高度两个因素有关。对于同一物体，如果在参考平面下方，越向下，重力势能越小，选项D错误。
故选B。
9．D
【详解】
选山丘底端为零势能面，初状态的重力势能为
身体中点刚刚到达最高点时的重力势能为
其重力势能的变化量为
故选D。
10．A
【详解】
设桌面为零势能面，将链条分成水平部分和竖直部分两段，水平部分的重力势能为零，竖直部分的重心在竖直段的中间，高度为，而竖直部分的重力为，重力势能
绳子刚好全部离开桌面，则高度为，而竖直部分的重力为，重力势能
重力势能的变化量
重力做的功
故A正确，BCD错误。
故选A。
11．AB
【详解】
物体的重力势能具有相对性和系统性。对于不同的零势能参考平面，同一个物体在同一个位置的重力势能是不相同的。物体的重力势能属于物体和地球组成的这个系统，而不只是物体单独具有。
故选AB。
12．ABC
【详解】
A．上升过程中由牛顿第二定律可得
解得
上升到最高点后，由物体的受力可知，物体保持静止状态，故A正确；
B．物体重力势能的增加量等于物体克服重力做的功，为mgh，故B正确；
CD．物体的合力做的功等于动能的减少量，则动能减少量
故C正确，D错误。
故选ABC。
13．CD
【详解】
A．重力势能与重力做功密切相关，重力做功与路径无关，故A错误；
B．抬高物体，物体具有重力势能，重力势能是地球上的物体与地球共有的，故B错误；
C．弹簧受力发生弹性形变，具有弹性势能，弹性势能是这个力和弹簧共同具有的，故C正确；
D．选择不同的参考平面，重力势能不相同，但是对于同一过程重力势能的变化都是相同，故D正确。
故选CD。
14．ACD
【详解】
A．小球由A点运动到C点的过程中，重力做功为
故A正确；
B．小球由A点到B点的过程中，细线拉力始终与小球速度垂直，故细线拉力不做功，故B错误；
C．因选O点所在的水平面为参考平面，故小球在B点时的重力势能为-mgL，故C正确；
D．在B点，由牛顿第二定律可得
解得
D点越低，则r越小，则T越大，细线越容易断裂，故D正确。
故选ACD。
15．-36J 18W 36W
【详解】
(1)2s末木块下滑的位移为
木块的重力势能
(2)前2s内木块重力的平均功率
(3)2s末木块重力的瞬时功率
16．物体克服弹力所做的功
【分析】
本题需要理解弹力做功和弹性势能的关系；
【详解】
探究弹性势能的表达式的依据是弹簧增加的弹性势能等于物体克服弹力所做的功．
【点睛】
本题考查弹力做功和弹性势能的关系，可以参照重力做功和重力势能的关系进行理解．
17．-37500J，37500J，37500J
【详解】
重力对他做功为
W=-mgh=-50×10×150×sin30°=-37500J
他克服重力做功为
W=mgh=50×10×150 ×sin30°=37500J
由
W G=-△E P
可知重力势能增加37500J。
18．（1）；（2）
【详解】
（1）喷水结束时火箭的高度为
（2）从发射到喷完水的过程中，火箭壳体克服重力做的功