-2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册4.4势能 课时练(Word版含答案)

4.4势能 课时练（解析版）
一、选择题
1．物理量中经常会出现负值，比如：负功。重力势能的负值，下列说法正确的是（　　）
A．若甲、乙对某物体做功分别3J和-4J，则甲比乙做功多
B．若互相垂直的两个力做功分别为3J和4J，则合力做功为5J
C．对于同一参考平面，若甲的重力势能为3J，乙的重力势能为-4J，则甲的重力势能大于乙的重力势能
D．物体在参考平面以下的重力势能都是负值，说明重力势能的“负”表示方向
2．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
3．重力势能下列说法正确的是（　　）
A．同一高度的两个物体，重力势能一定不同
B．放在地面上的物体，重力势能一定等于零
C．+5J的重力势能和-5J的重力势能一样大
D．物体的重力势能变化，一定有重力对物体做功
4．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，在由顶端滑至底端的整个过程中，下列说法正确的是（　　）
A．沿螺旋滑道下滑重力对游客做的功更多
B．沿直轨滑道重力对游客做的功更多
C．沿两种轨道下滑重力势能变化相同
D．沿两种轨道下滑重力势能变化不相同
5．如图所示，桌面离地高度为h，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落。若以桌面为参考平面，则小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力做功分别为（　　）
A．mgh，mg（H－h）
B．－mgh，mg（H＋h）
C．－mgh，mg（H－h）
D．－mg（H+h），mg（H＋h）
6．足球场上运动员将球踢出，足球在空中划过一条漂亮的弧线，球的轨迹如图所示。若以虚线位置为零势能面，则从足球被踢出到落地的过程中，足球的重力势能（　　）
A．一直增大 B．一直减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小
7．如图所示，一质量为m的物块（可视为质点），沿倾角为的光滑固定斜面由静止下滑，当它在竖直方向下落了h高度，取释放点A所在的水平面为零势能面，则下列说法正确的是（　　）
A．物块在B处的重力势能为
B．从A到B物块的重力势能变化量为
C．物块运动到B点时重力的瞬时功率为
D．从A到B斜面对物块的弹力做功为
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．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能就越大
C．一个物体的重力势能从﹣5J变化到﹣3J，重力势能变大了
D．重力势能的变化量等于重力对物体做的功
9．如图所示，静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为h，桌面距地面高为H，小球质量为m，则以下说法正确的是（　　）
A．小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最少
B．小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最多
C．小球的重力势能的减少量为mgh
D．以地面为参考面，小球的重力势能的减少量为mg(H+h)
10．质量为0.5kg的小球，从桌面以上h1=0.4m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m。以桌面为参考平面，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．小球在A点的重力势能为6J
B．小球在B点的重力势能为4J
C．小球从A点下落到B点的过程中重力势能减少了6J
D．小球从A点下落到B点的过程中重力做的功为-6J
11．如图所示，质量为的足球在地面1的位置以初速度被踢出后落到地面3的位置，在空中达到最高点2的高度为，速度为，取。请你根据这些数据判断下列说法错误的是（　　）
A．运动员踢球时对足球做的功为
B．足球由位置1运动到位置2，克服重力做功，足球的重力势能增加
C．足球由位置2运动到位置3，重力做功，足球重力势能减少
D．足球落地前瞬间的速度为
12．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
13．宋代诗人苏轼的名句“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”中蕴含了一些物理知识，关于拉弓过程，下列说法正确的是（　　）
A．弓的弹性形变越大，弹性势能越小
B．弓的弹性形变越大，弹性势能越大
C．人对弓做功越多，弹性势能越大
D．人对弓做功越多，弹性势能越小
14．物体在某一运动过程中，重力对它做了40 J的负功，下列说法中正确的是（　　）
A．物体的高度一定升高了 B．物体的重力势能一定减少了40 J
C．物体重力势能的改变量不一定等于40 J D．物体克服重力做了40 J的功
二解答题
15．如图所示，水平弹簧劲度系数k=500N/m。用一外力推物块，使弹簧压缩10cm而静止。突然撤去外力F，物块被弹开，则弹簧弹开物块的过程中，弹簧对物块做了多少功？弹性势能的变化量是多少？（弹簧与物块不连接）
16．如图所示，一人造卫星绕地球做椭圆运动，试比较该卫星在近地点A与远地点B时的重力势能的大小。
参考答案
1．C
【详解】
A．功的正负表示做功的效果，不表示大小，选项A错误；
B．功是标量，没有方向，故合力做的功为，选项B错误；
CD．重力势能的正、负表示大小，不表示方向，负值比正值小，选项C正确，D错误。
故选C。
2．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。
3．D
【详解】
A．地球上同一位置，同一高度的两个质量相同的物体，重力势能相同，选项A错误；
B．放在地面上的物体，当选取地面为零重力势能点时，重力势能一定等于零，选项B错误；
C．+5J的重力势能比-5J的重力势能大，选项C错误；
D．物体的重力势能变化，一定有重力对物体做功，选项D正确。
故选D。
4．C
【详解】
AB．重力做功与路径无关，两种情况重力做功一样多，AB错误；
CD．重力势能的变化量为
沿两种轨道下滑时初末位置的高度差相同，重力势能变化相同，C正确，D错误。
故选C。
5．B
【详解】
若以桌面为参考平面，小球落地时的重力势能
Ep= mgh
在整个运动中，小球重力做功为
W=mg（H+h）
ACD错误，B正确。
故选B。
6．D
【详解】
从足球被踢出到落地的过程中，足球的重力不变，根据
足球在零势能面一下，先逐渐接近零势能面，然后在零势能面上距离零势能面高度逐渐增大，到达最高点后距离零势能面高度逐渐减小，越过零势能面后逐渐远离零势能面，则其重力势能先增大后减小。
故选D。
7．C
【详解】
A．取释放点A所在的水平面为零势能面，则物块在B处的重力势能为-，选项A错误；
B．物块在A处的重力势能为0，则从A到B物块的重力势能变化量为-，选项B错误；
C．设物块运动到B点时的速度为v，根据动能定理有
解得
则重力的瞬时功率为
选项C正确；
D．弹力始终与速度方向垂直，所以从A到B斜面对物块的弹力做功为0，选项D错误；
故选C。
8．C
【详解】
A．根据公式，重力势能为
Ep=mgh
其中h为相对于零势能面的高度差，重力势能与重物的重量、高度等有关，具有相对性，重力势能的大小是相对于零势能面的，A错误；
B．根据公式，重力势能为
Ep=mgh
其中h为相对于零势能面的高度差，如果物体在零势能面的下方，与零势能面的距离越大，其重力势能越小，B错误；
C．重力势能是标量，其负值表示重力势能低于零势面；一个物体的重力势能从﹣5J变化到﹣3J，重力势能增加了，C正确；
D．由重力做功与重力势能变化的关系，可知重力势能的减少量等于重力对物体做的功，D错误。
故选C。
9．C
【详解】
AB．静止的小球沿不同的轨道由同一高度滑到水平桌面上，由于高度差相同，所以重力做的功相同，故AB错误；
CD．重力势能的变化量与零势能面的选取无关，重力做的正功等于重力势能的减小量，重力做功为mgh，则重力势能减小mgh，故C正确，D错误。
故选C。
10．C
【详解】
AB．小球在A点时的重力势能
EpA=mghA=0.5×10×0.4J=2J
小球在B点时的重力势能
EpB=mghB=0.5×10×（-0.8） J=-4J
选项AB错误；
CD．小球从A点下落到B点的过程中减少的重力势能等于这一过程重力做的功，即
ΔEp=WG=mghAB=0.5×10×1.2J=6J
选项C正确，D错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．根据动能定理可知，运动员踢球时，对足球做功增加了动能
故A正确，不符合题意；
B．足球由位置1运动到位置2，根据功能关系可知，克服重力做功，增加重力势能
重力势能增加50J，故B正确，不符合题意；
C．足球由位置2运动到位置3，重力做功，减少重力势能
重力势能减少50J，故C正确，不符合题意；
D．足球运动过程中，受到空气阻力作用，落地前瞬间速度无法确定，故D错误，符合题意。
故选D。
12．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。
13．BC
【详解】
AB．弹性势能的大小与弹簧的形变量有关，则弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，故A错误，B正确；
CD．根据胡克定律，人对弓的作用力越大，弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，故C正确，D错误。
故选BC。
14．AD
【详解】
A．重力做负功，物体位移的方向与重力方向之间的夹角一定大于90°，所以物体的高度一定升高了，故A正确；
BC．由于，故
所以物体的重力势能增加了40 J，故BC错误；
D．重力做负功又可以说成是物体克服重力做功，故D正确。
故选AD。
15．2.5 J；2.5 J
【详解】
弹簧的弹力遵循胡克定律，根据胡克定律可作出图象如图所示
弹开过程弹力逐渐减小，当恢复原长时弹力为零，根据图象所围面积表示在这一过程中的功，有
在弹簧弹开物块的过程中，弹力做正功，由弹力做功与弹性势能变化的关系可知，弹性势能的减少量为
16．
【详解】
在AB连线上取点，使A与同处于以地心为圆心的同一圆弧上，则在和A处物体的重力势能大小相等。另外，卫星由B沿直线至时，引力做正功，重力势能减小，故有
即