2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册4.4势能 课时作业(Word版含答案)
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册4.4势能 课时作业(Word版含答案) |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-28 10:07:47 | ||
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文档简介
4.4势能 课时作业（解析版）
一、选择题
1．袋鼠跳是一项很有趣的运动。如图所示，两位同学参加袋鼠跳游戏，他们起跳后向上上升到一定高度后再落回地面，下列说法正确的是（ ）
A．两位同学的重力势能始终大于零
B．该情景中只能选择水平地面为零势能面
C．两位同学上升过程中克服自身重力做功，重力势能增加
D．两位同学下落过程中自身重力做正功，重力势能增加
2．某高速行驶的汽车由于刹车失灵，司机将汽车驶入外侧的斜坡式避险车道，如图所示。在汽车冲上斜坡做减速运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．汽车的重力做正功 B．汽车的重力做负功
C．汽车的重力势能减小 D．汽车的重力势能不变
3．如图所示，一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时未接触水面，空气阻力忽略不计，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A．蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员动能一直减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性势能一直变大
C．运动员整个下落过程中，重力势能的减小量大于重力所做的功
D．运动员整个下落过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关
4．关于弹簧的弹性势能，下列说法中不正确的是（ ）
A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小
C．弹簧长度相同的弹簧具有相同的弹性势能
D．在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大
5．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
6．摩天轮是游乐场内一种大型转轮状设施，如图所示。一摩天轮正绕中间的固定轴匀速转动，摩天轮边缘悬挂透明座舱，游客坐在座椅上随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。游客可视为质点。摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．游客在摩天轮内从最低点向上运动的过程中重力势能不变
B．游客在摩天轮内从最高点向下运动的过程中重力势能减小
C．游客在摩天轮内从最低点向上运动的过程中动能减小
D．游客在摩天轮内从最高点向下运动的过程中动能增加
7．质量为的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为，在物体下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体重力做的功为 B．物体所受阻力做功为
C．物体重力势能减少了 D．物体克服阻力所做的功为
8．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设以桌面处为参考平面，则小球落到地面时瞬间的重力势能和整个过程中重力势能变化分别为（ ）
A．mgh，减少 B．mgh，增加
C．，增加 D．，减少
9．温州某水上乐园有两种滑道，一种是直轨滑道，另一种是螺旋滑道，两种滑道的高度及粗糙程度相同，但螺旋滑道的轨道更长。某游客分别沿两种不同的滑道由静止从顶端滑下，在由项端滑至底端的整个过程中，沿螺旋滑道下滑（ ）
A．重力对游客做的功更多
B．到水面游客的动能更大
C．摩擦力对游客做的功更多
D．游客的重力势能减少的更少
10．越野玩具小车行驶在如图所示的路面上，从点经、行驶到点，其中段水平。下列说法正确的是（ ）
A．在段，小车的重力势能减少
B．在段，小车的重力势能不变
C．在段，小车的重力始终做负功
D．在全过程中，小车的重力势能始终都在增加
11．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．，
12．下列说法中正确的是（ ）
A．地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值
B．重力做功的多少和重力势能的变化都与参考平面的选取无关
C．在不同高度的物体具有的重力势能可能相同
D．位于零势能参考平面以下的物体的重力势能一定小于在零势能参考平面以上的物体的重力势能
13．关于重力势能的理解，下列说法正确的是（ ）
A．重力势能是一个定值
B．当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少
C．放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0
D．重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的
14．下列关于势能的几种说法中，正确的是（ ）
A．势能是由系统中各相互作用的物体的相对位置所决定的能量，势能是系统共有的
B．重力势能的大小是相对的，但变化量大小是绝对的
C．重力做的功等于重力势能的增量
D．在弹性限度内，弹簧的形变量越大，弹性势能也越大
二、解答题
15．如图，质量 0.5 kg 的小球，从桌面以上 的 A点落到地面的B点，桌面高。若以桌面所处平面为零势能面。（ g = 10 m/s2 ）求：
(1)小球在A、B两点时的重力势能
(2)下落过程重力做的功
16．图为儿童游乐园中一种滑道的示意图，滑道最高点A与最低点B之间的高度差h=1.8m。一个质量m=20kg的小孩（视为质点）沿左边的台阶登上滑道顶端，再从A点由静止开始沿滑道下滑。如果小孩在滑道上的AB段滑行时，受到的阻力忽略不计，重力加速度g=10m/s2：
(1)小孩沿左边的台阶向上登高的过程中，小孩的重力势能增加还是减少？
(2)求小孩从A点滑到B点的过程中，重力所做的功W；
(3)求小孩经过B点时的速度大小v。
参考答案
1．C
【详解】
AB．两位同学的重力势能是否始终大于零取决于所选的零势能面，而零势能面的选择是任意的，不一定要选择水平地面，AB错误；
CD．两位同学上升过程中克服自身重力做功，重力势能增加，两位同学下落过程中自身重力做正功，重力势能减少，C正确，D错误。
故选C。
2．B
【详解】
AB．汽车的重力做负功，所以A错误；B正确；
CD．汽车的重力势能增加，所以CD错误；
故选B。
3．B
【详解】
蹦极绳张紧后的下落过程中，开始时弹力小于重力，速度逐渐增大，当弹力等于重力时，速度达到最大，之后弹力大于重力，速度逐渐减小，直到为零，所以动能先变大后变小，弹力一直做负功，弹性势能一直增加，整个下落过程中，重力势能的减小量等于重力所做的功，重力势能的改变量只与高度差有关，与重力势能的零势能点选取没有关系。
故选B。
4．D
【详解】
AB．当弹簧始终处于压缩状态时，弹簧变长后弹性势能将减小，弹簧变短后弹性势能将增大，故AB错误；
CD．弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量有关，弹簧长度相同的弹簧弹性势能不一定相同，在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大，故C错误，D正确。
故选D。
5．D
【详解】
重力对他做功为2000J，则重力势能减少2000J。
故选D。
6．B
【详解】
A．游客在摩天轮内从最低点向上运动的过程中高度增加，根据
EP=mgh
可知，重力势能增加，选项A错误；
B．游客在摩天轮内从最高点向下运动的过程中高度降低，根据
EP=mgh
可知，重力势能减小，选项B正确；
CD．摩天轮做匀速圆周运动，速度大小不变，则根据
可知，游客在摩天轮内从最低点向上运动的过程中以及最高点向下运动的过程中动能均不变，选项CD错误。
故选B。
7．D
【详解】
AC.由题意可知，物体重力做的功为
物体重力势能减少量为
故AC错误；
BD.设空气阻力大小为f，则由牛顿第二定律有
解得
物体所受阻力做功为
物体克服阻力所做的功为
故B错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
物体在桌面处的重力势能为0，则小球落地时的重力势能为-mgh；整个下落过程中重力做功为mg(H+h)，则重力势能减少mg（H+h），ABC错误，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
AD．两种轨道的竖直高度相同，根据
WG=mgh
可知，重力对游客做的功相同，游客的重力势能减少相同，选项AD错误；
BC．根据
Wf=μmgcosθ x
可知沿螺旋滑道下滑时，θ更小，x较大，则摩擦力对游客做的功更多，根据动能定理
可知沿螺旋滑道下滑到水面游客的动能更小，选项B错误，C正确；
故选C。
10．B
【详解】
ABD．根据可知，在段，小车的重力势能随高度的升高而增大；在段，小车的重力势能不变；在段，小车的重力势能随高度的降低而减小；故AD错误，B正确；
C．在段，小车的重力势能减小，重力始终做正功，故C错误。
故选B。
11．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。
12．BCD
【详解】
A．重力势能的大小与零势能参考平面的选择有关，参考平面不同，同一物体在某一位置的重力势能也会不同，故不能说地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值， A错误；
B．重力做功的特点是重力做功多少只与初末位置的高度差有关，与参考面的选取无关，而重力势能的变化等于重力做的功，B正确；
C．物体的重力势能具有相对性，由可知重力势能与质量和高度有关，因此不同高度的物体重力势能可能相同，C正确；
D．物体在零势能参考平面上时重力势能为零，物体位于参考平面以下时其重力势能小于零，物体位于参考平面以上时重力势能大于零， D正确。
故选BCD。
13．BD
【详解】
A．重力势能是相对的，参考面选取不同，重力势能的值不同，故A错误；
B．重力做功时，物体下落，重力势能减少，故B正确；
CD．若参考面不是选地面，则地面上的物体重力势能不为0，重力势能是物体和地球共有的，故C错误，D正确。
故选BD。
14．ABD
【详解】
A．势能是由系统中各相互作用的物体的相对位置所决定的能量，势能是系统共有的，A正确；
B．重力势能的大小是相对的，但变化量大小是绝对的，B正确；
C．重力做的功等于重力势能的减少量，C错误；
D．在弹性限度内，弹簧的形变量越大，弹性势能也越大，D正确。
故选ABD。
15．(1) 6J，-4J；(2)10J
【详解】
（1）以桌面所处平面为零势能面，小球在A点重力势能
小球在B点重力势能
（2）下落过程小球重力做功
16．(1)重力势能增加；(2)；(3)
【详解】
(1)小孩沿左边的台阶向上登高的过程中，高度增大，重力势能增加。
(2)小孩从A点滑到B点的过程中，重力所做的功
(3)小孩从A点滑到B点的过程中，由动能定理得
解得
一、选择题
1．袋鼠跳是一项很有趣的运动。如图所示，两位同学参加袋鼠跳游戏，他们起跳后向上上升到一定高度后再落回地面，下列说法正确的是（ ）
A．两位同学的重力势能始终大于零
B．该情景中只能选择水平地面为零势能面
C．两位同学上升过程中克服自身重力做功，重力势能增加
D．两位同学下落过程中自身重力做正功，重力势能增加
2．某高速行驶的汽车由于刹车失灵，司机将汽车驶入外侧的斜坡式避险车道，如图所示。在汽车冲上斜坡做减速运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．汽车的重力做正功 B．汽车的重力做负功
C．汽车的重力势能减小 D．汽车的重力势能不变
3．如图所示，一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时未接触水面，空气阻力忽略不计，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A．蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员动能一直减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性势能一直变大
C．运动员整个下落过程中，重力势能的减小量大于重力所做的功
D．运动员整个下落过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关
4．关于弹簧的弹性势能，下列说法中不正确的是（ ）
A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小
C．弹簧长度相同的弹簧具有相同的弹性势能
D．在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大
5．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
6．摩天轮是游乐场内一种大型转轮状设施，如图所示。一摩天轮正绕中间的固定轴匀速转动，摩天轮边缘悬挂透明座舱，游客坐在座椅上随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。游客可视为质点。摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．游客在摩天轮内从最低点向上运动的过程中重力势能不变
B．游客在摩天轮内从最高点向下运动的过程中重力势能减小
C．游客在摩天轮内从最低点向上运动的过程中动能减小
D．游客在摩天轮内从最高点向下运动的过程中动能增加
7．质量为的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为，在物体下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体重力做的功为 B．物体所受阻力做功为
C．物体重力势能减少了 D．物体克服阻力所做的功为
8．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设以桌面处为参考平面，则小球落到地面时瞬间的重力势能和整个过程中重力势能变化分别为（ ）
A．mgh，减少 B．mgh，增加
C．，增加 D．，减少
9．温州某水上乐园有两种滑道，一种是直轨滑道，另一种是螺旋滑道，两种滑道的高度及粗糙程度相同，但螺旋滑道的轨道更长。某游客分别沿两种不同的滑道由静止从顶端滑下，在由项端滑至底端的整个过程中，沿螺旋滑道下滑（ ）
A．重力对游客做的功更多
B．到水面游客的动能更大
C．摩擦力对游客做的功更多
D．游客的重力势能减少的更少
10．越野玩具小车行驶在如图所示的路面上，从点经、行驶到点，其中段水平。下列说法正确的是（ ）
A．在段，小车的重力势能减少
B．在段，小车的重力势能不变
C．在段，小车的重力始终做负功
D．在全过程中，小车的重力势能始终都在增加
11．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．，
12．下列说法中正确的是（ ）
A．地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值
B．重力做功的多少和重力势能的变化都与参考平面的选取无关
C．在不同高度的物体具有的重力势能可能相同
D．位于零势能参考平面以下的物体的重力势能一定小于在零势能参考平面以上的物体的重力势能
13．关于重力势能的理解，下列说法正确的是（ ）
A．重力势能是一个定值
B．当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少
C．放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0
D．重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的
14．下列关于势能的几种说法中，正确的是（ ）
A．势能是由系统中各相互作用的物体的相对位置所决定的能量，势能是系统共有的
B．重力势能的大小是相对的，但变化量大小是绝对的
C．重力做的功等于重力势能的增量
D．在弹性限度内，弹簧的形变量越大，弹性势能也越大
二、解答题
15．如图，质量 0.5 kg 的小球，从桌面以上 的 A点落到地面的B点，桌面高。若以桌面所处平面为零势能面。（ g = 10 m/s2 ）求：
(1)小球在A、B两点时的重力势能
(2)下落过程重力做的功
16．图为儿童游乐园中一种滑道的示意图，滑道最高点A与最低点B之间的高度差h=1.8m。一个质量m=20kg的小孩（视为质点）沿左边的台阶登上滑道顶端，再从A点由静止开始沿滑道下滑。如果小孩在滑道上的AB段滑行时，受到的阻力忽略不计，重力加速度g=10m/s2：
(1)小孩沿左边的台阶向上登高的过程中，小孩的重力势能增加还是减少？
(2)求小孩从A点滑到B点的过程中，重力所做的功W；
(3)求小孩经过B点时的速度大小v。
参考答案
1．C
【详解】
AB．两位同学的重力势能是否始终大于零取决于所选的零势能面，而零势能面的选择是任意的，不一定要选择水平地面，AB错误；
CD．两位同学上升过程中克服自身重力做功，重力势能增加，两位同学下落过程中自身重力做正功，重力势能减少，C正确，D错误。
故选C。
2．B
【详解】
AB．汽车的重力做负功，所以A错误；B正确；
CD．汽车的重力势能增加，所以CD错误；
故选B。
3．B
【详解】
蹦极绳张紧后的下落过程中，开始时弹力小于重力，速度逐渐增大，当弹力等于重力时，速度达到最大，之后弹力大于重力，速度逐渐减小，直到为零，所以动能先变大后变小，弹力一直做负功，弹性势能一直增加，整个下落过程中，重力势能的减小量等于重力所做的功，重力势能的改变量只与高度差有关，与重力势能的零势能点选取没有关系。
故选B。
4．D
【详解】
AB．当弹簧始终处于压缩状态时，弹簧变长后弹性势能将减小，弹簧变短后弹性势能将增大，故AB错误；
CD．弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量有关，弹簧长度相同的弹簧弹性势能不一定相同，在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大，故C错误，D正确。
故选D。
5．D
【详解】
重力对他做功为2000J，则重力势能减少2000J。
故选D。
6．B
【详解】
A．游客在摩天轮内从最低点向上运动的过程中高度增加，根据
EP=mgh
可知，重力势能增加，选项A错误；
B．游客在摩天轮内从最高点向下运动的过程中高度降低，根据
EP=mgh
可知，重力势能减小，选项B正确；
CD．摩天轮做匀速圆周运动，速度大小不变，则根据
可知，游客在摩天轮内从最低点向上运动的过程中以及最高点向下运动的过程中动能均不变，选项CD错误。
故选B。
7．D
【详解】
AC.由题意可知，物体重力做的功为
物体重力势能减少量为
故AC错误；
BD.设空气阻力大小为f，则由牛顿第二定律有
解得
物体所受阻力做功为
物体克服阻力所做的功为
故B错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
物体在桌面处的重力势能为0，则小球落地时的重力势能为-mgh；整个下落过程中重力做功为mg(H+h)，则重力势能减少mg（H+h），ABC错误，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
AD．两种轨道的竖直高度相同，根据
WG=mgh
可知，重力对游客做的功相同，游客的重力势能减少相同，选项AD错误；
BC．根据
Wf=μmgcosθ x
可知沿螺旋滑道下滑时，θ更小，x较大，则摩擦力对游客做的功更多，根据动能定理
可知沿螺旋滑道下滑到水面游客的动能更小，选项B错误，C正确；
故选C。
10．B
【详解】
ABD．根据可知，在段，小车的重力势能随高度的升高而增大；在段，小车的重力势能不变；在段，小车的重力势能随高度的降低而减小；故AD错误，B正确；
C．在段，小车的重力势能减小，重力始终做正功，故C错误。
故选B。
11．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。
12．BCD
【详解】
A．重力势能的大小与零势能参考平面的选择有关，参考平面不同，同一物体在某一位置的重力势能也会不同，故不能说地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值， A错误；
B．重力做功的特点是重力做功多少只与初末位置的高度差有关，与参考面的选取无关，而重力势能的变化等于重力做的功，B正确；
C．物体的重力势能具有相对性，由可知重力势能与质量和高度有关，因此不同高度的物体重力势能可能相同，C正确；
D．物体在零势能参考平面上时重力势能为零，物体位于参考平面以下时其重力势能小于零，物体位于参考平面以上时重力势能大于零， D正确。
故选BCD。
13．BD
【详解】
A．重力势能是相对的，参考面选取不同，重力势能的值不同，故A错误；
B．重力做功时，物体下落，重力势能减少，故B正确；
CD．若参考面不是选地面，则地面上的物体重力势能不为0，重力势能是物体和地球共有的，故C错误，D正确。
故选BD。
14．ABD
【详解】
A．势能是由系统中各相互作用的物体的相对位置所决定的能量，势能是系统共有的，A正确；
B．重力势能的大小是相对的，但变化量大小是绝对的，B正确；
C．重力做的功等于重力势能的减少量，C错误；
D．在弹性限度内，弹簧的形变量越大，弹性势能也越大，D正确。
故选ABD。
15．(1) 6J，-4J；(2)10J
【详解】
（1）以桌面所处平面为零势能面，小球在A点重力势能
小球在B点重力势能
（2）下落过程小球重力做功
16．(1)重力势能增加；(2)；(3)
【详解】
(1)小孩沿左边的台阶向上登高的过程中，高度增大，重力势能增加。
(2)小孩从A点滑到B点的过程中，重力所做的功
(3)小孩从A点滑到B点的过程中，由动能定理得
解得
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