8.2重力势能 自主提升过关练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.2重力势能 自主提升过关练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 232.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-19 08:30:28 | ||
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文档简介
8.2重力势能
自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，桌子放于水平地面上，桌面高为h2，一质量为m的小球处于桌面上方h1高处的a点，若以桌面为参考平面，重力加速度为g，小球从a点下落到地面上的c点，下列说法正确的是（ ）
A．小球在a点的重力势能为mgh1
B．小球在桌面b处的重力势能为mgh2
C．小球从a点下落至c点的过程中，重力势能减少mgh1
D．小球从a点下落至c点的过程中，重力势能减少mg（h1+h2）
2．如图，质量为20 kg的小孩沿高5 m滑梯由静止滑下，g取10 m/s2，在此过程中（ ）
A．重力势能减小了1000 J B．重力势能增加了1000 J
C．重力做功为1000 J D．重力做功为-1000 J
3．关于重力势能与重力做功的叙述中，正确的是（ ）
A．物体克服重力做功，重力势能减少
B．重力对物体做功既与始、末位置有关，也与路径有关
C．重力势能有正负之分，所以重力势能是矢量
D．重力势能与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳（J）
4．质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面，绳A较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，两绳中点被提升的高度分别为hA、hB，且hA > hB（两绳都已离开地面）。上述过程中克服两绳重力做功分别为WA、WB，则（ ）
A．WA = WB B．WA < WB C．WA > WB D．不能确定
5．在体能测试跳绳时，质量为50kg的某同学一分钟跳了150次，若他每次跳起时，重心上升的高度约为，则他一分钟内克服重力做功的大小约为（ ）
A．2500J B．3675J C．7500J D．375000J
6．如图所示，A、B两球质量相等，距离地面的高度相同。用小锤F轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动，两球同时着地。分别改变小球距地。面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，两球总是同时着地。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。关于A、B两球，下列说法正确的是（ ）
A．落地时两球的速度方向相同
B．落地时两球的速度大小相同
C．从抛出至落地的过程两球的重力做功相同
D．从抛出至落地的过程两球重力势能的减少量不相同
7．如图所示，质量m=0.5kg的小球从离桌面高h1=1.2m处的A点由静止下落到地面上的B点。桌面离地面高h2=0.8m，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2。若选桌面为参考平面，下列说法正确的是（ ）
A．小球经桌面时的重力势能为0
B．小球经桌面时的重力势能为4J
C．小球落至B点时的重力势能为0
D．小球在A点的重力势能为10J
8．下列物理量属于矢量的是（ ）
A．动能 B．重力势能 C．向心加速度
9．一棵树上有一个质量为0.3kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上与A等高处先落到地面C最后滚入沟底D。已知AC、CD的高度差分别为2.2m和3m，以地面C为零势能面，A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示。算出该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是（g取10m/s2）（ ）
A．15.6J和9J B．9J和-9J C．15.6J和-9J D．15.6J和-15.6J
10．质量为m的某同学在背越式跳高过程中，恰好越过距地面高度为h的横杆，不计空气阻力，重力加速度为g。则（ ）
A．起跳阶段，地面对人的弹力做正功
B．离开地面上升过程中，重力势能增加mgh
C．从起跳最低点到上升最高点过程先超重后失重
D．刚接触海绵垫时，在竖直方向立即做减速运动
11．关于重力势能，下列说法正确的是（ ）
A．只有在重力做功的过程中，物体才有重力势能
B．重力做功引起物体重力势能发生变化
C．重力势能有正负，是矢量
D．选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是相同的
12．把散落在地面上的书本捡起放在桌面上，该过程中 （ ）
A．重力对书本做正功 B．重力对书本做负功
C．书本的重力势能不变 D．书本的重力势能减小
13．如图所示，一轻弹簧一端固定于О点，另一端系一重物，将重物从与悬点О在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过程中（ ）
A．重力做正功，弹簧弹力不做功，弹性势能不变
B．重力做正功，弹簧弹力做正功，弹性势能增加
C．若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功
D．若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功
14．如图所示，一根轻质弹簧左端固定，现使滑块沿光滑水平桌面滑向弹簧，在滑块接触到弹簧直到速度减为零的过程中，弹簧的（ ）
A．弹力越来越大，弹性势能越来越大
B．弹力越来越小，弹性势能越来越小
C．弹力先变小后变大，弹性势能越来越小
D．弹力先变大后变小，弹性势能越来越大
15．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，则小球落到地面的重力势能和整个过程中重力势能变化分别为（ ）
A．重力势能为，重力势能减少
B．重力势能为，重力势能增加
C．重力势能为，重力势能增加
D．重力势能为，重力势能减少
二、解答题
16．如图所示，倾角为37°的斜面足够长，质量m=1kg的滑块，从斜面底端v0=8m/s的初始速度冲上斜面，经过1s到达最高点，重力加速度g取10m/s2，求
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数；
(2)若以斜面底端为重力势能的零势能点，计算滑块在最高点时的重力势能；
(3)返回到斜面底端时的动能。
17．图是一个质量为m的物体被斜抛出去后的运动轨迹。
（1）在物体由抛出位置1运动到最高位置2的过程中，重力所做的功是多少？物体克服重力所做的功是多少？物体的重力势能增加了多少？
（2）在物体由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3的过程中，重力所做的功是多少？物体的重力势能减少了多少？
（3）在物体由位置1运动到位置3的过程中，重力所做的功是多少？物体的重力势能变化了多少？
试卷第页，共页
参考答案：
1．AD
【解析】
A. 以桌面为参考平面，小球在a点的重力势能为mgh1，A正确；
B. 小球在桌面b处的重力势能为0，B错误；
CD. 小球从a点下落至c点的过程中，重力势能减少mg（h1+h2），C错误，D正确。
故选AD。
2．AC
【解析】
CD．质量为20kg小孩沿高5m滑梯由静止滑下，重力做功为
D错误C正确；
AB．根据功能关系，重力做正功，重力势能减小，重力做了1000J的正功，则重力势能减小了1000J，B错误A正确。
故选AC。
3．D
【解析】
A．物体上升的过程，克服重力做功，重力势能增加，A错误；
B．重力对物体做功只与始、末位置有关，与路径无关，B错误；
C．重力势能有正负之分，但重力势能是标量，正负值是相对参考平面而言的，C错误；
D．重力势能与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳（J），D正确。
故选D。
4．D
【解析】
由于绳长和hA、hB的量值不确定，所以根据题设条件可能有如图2所示的（1）（2）（3）三种情况
图中GA、GB表示A、B两细绳的重心，由此可知克服两绳重力做功的大小是不能确定的。
故选D。
5．B
【解析】
因为该同学每次起跳时，重心上升，则每一次克服重力做功为
则一分钟内克服重力做功为
故选B。
6．C
【解析】
A．由于A球做平抛运动，落地时落地时速度方向斜向下，B球做自由落体运动，落地时速度方向竖直向下，落地时两球的速度方向不相同，故A错误；
CD．从抛出至落地的过程两球下落的高度相同，重力做功相同，重力势能的减少量相同，故C正确，D错误；
B．从抛出至落地的过程两球下落的高度相同，重力做功相同，而A球做平抛运动，水平方向初速度不为零，由动能定理可知落地时两球的动能不同，速度大小不相同，故B错误。
故选C。
7．A
【解析】
若选桌面为参考平面，则小球经桌面时的重力势能为0；小球落至B点时的重力势能为
小球在A点的重力势能为
故选A。
8．C
【解析】
矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量。故动能、重力势能是标量，向心加速度是矢量。
故选C。
9．C
【解析】
以地面C为零势能面，根据重力势能的计算公式得D处的重力势能
Ep=mgh=0.3×10×（-3）J=-9J
从A下落到D的过程中重力势能的减少量
ΔEp=mgΔh=0.3×10×（2.2＋3）J=15.6J
故选C。
10．C
【解析】
A．该同学起跳脚蹬地的过程中，地面对人的弹力方向上没位移，所以弹力不做功，故A错误；
B．上升过程中，人的重心上升的高度小于h，则重力势能增加量小于mgh，故B错误；
C．从起跳最低点到上升最高点过程该同学先加速运动离地后做减速运动，即加速度先向上然后向下，则先超重后失重，故C正确；
D．刚接触海绵垫时，重力大于海绵的弹力，先做加速运动，当重力小于海绵的弹力后做减速运动，故D错误。
故选C。
11．B
【解析】
A．重力势能是一个状态量，与重力是否做功无关，故A错误；
B．功是能量转化的量度，重力做功的过程重力势能发生变化，重力做正功重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，故B正确；
C．重力势能是标量，重力势能的正负只表示物体的位置在零势面上方还是下方，故C错误；
D．重力势能的数值与零势面的选取有关，选择不同的参考平面，物体重力势能的数值不同的，故D错误。
故选B。
12．B
【解析】
AB．把散落在地面上的书本捡起放在桌面上，书本升高，重力做负功，故A错误，B正确；
CD．书本的位置升高，所以重力势能增加，故CD错误。
故选B。
13．C
【解析】
AB．重物由A点摆向最低点B的运动中，重力做正功，弹簧伸长，弹力对重物做负功，弹簧弹性势能增加，AB错误；
C．若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，由于细绳不可伸长，细绳上弹力一直与重物速度方向垂直，弹力不做功，C正确；
D．若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，由于细绳不可伸长，重物下落的高度变小，重力做功变小，细绳上弹力一直与重物速度方向垂直，弹力不做功，D错误。
故选C。
14．A
【解析】
滑块接触到弹簧直到速度减为零的过程中，弹簧形变量越来越大，根据
知弹力越来越大。滑块接触到弹簧直到速度减为零的过程中，弹簧弹力一直做负功，物块的动能逐渐转化为弹簧的弹性势能，弹簧的弹性势能越来越大。
故选A。
15．D
【解析】
以桌面为参考平面，落地时物体的重力势能为-mgh，初状态重力势能为mgH，即重力势能的变化
所以重力势能减少了
故ABC错误，D正确。
故选D。
16．(1)0.25；(2)24J；(3)16J
【解析】
(1) 滑块沿斜面上滑的加速度
根据牛顿第二定律可知
解得：
(2)滑块位移
故以斜面底端为重力势能的零势能点，在最高点时的重力势能
(3)从最高点到底端根据动能定理
17．(1) -mgh ，mgh ，mgh ；(2) mgh ，mgh ；(3)0，0。
【解析】
(1)在物体由抛出位置1运动到最高位置2的过程中，重力所做的功是
WG=-mgh
克服重力做功
W=-WG=mgh
重力势能增加
△Ep=-WG=mgh
(2)在物体由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3的过程中，重力所做的功是
W′G=mgh
物体的重力势能减少
△E′p=-W′G=-mgh
(3)在物体由位置1运动到位置3的过程中，重力做功
W″G=mg（0-0）=0
物体的重力势能变化为0。
试卷第页，共页
自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，桌子放于水平地面上，桌面高为h2，一质量为m的小球处于桌面上方h1高处的a点，若以桌面为参考平面，重力加速度为g，小球从a点下落到地面上的c点，下列说法正确的是（ ）
A．小球在a点的重力势能为mgh1
B．小球在桌面b处的重力势能为mgh2
C．小球从a点下落至c点的过程中，重力势能减少mgh1
D．小球从a点下落至c点的过程中，重力势能减少mg（h1+h2）
2．如图，质量为20 kg的小孩沿高5 m滑梯由静止滑下，g取10 m/s2，在此过程中（ ）
A．重力势能减小了1000 J B．重力势能增加了1000 J
C．重力做功为1000 J D．重力做功为-1000 J
3．关于重力势能与重力做功的叙述中，正确的是（ ）
A．物体克服重力做功，重力势能减少
B．重力对物体做功既与始、末位置有关，也与路径有关
C．重力势能有正负之分，所以重力势能是矢量
D．重力势能与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳（J）
4．质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面，绳A较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，两绳中点被提升的高度分别为hA、hB，且hA > hB（两绳都已离开地面）。上述过程中克服两绳重力做功分别为WA、WB，则（ ）
A．WA = WB B．WA < WB C．WA > WB D．不能确定
5．在体能测试跳绳时，质量为50kg的某同学一分钟跳了150次，若他每次跳起时，重心上升的高度约为，则他一分钟内克服重力做功的大小约为（ ）
A．2500J B．3675J C．7500J D．375000J
6．如图所示，A、B两球质量相等，距离地面的高度相同。用小锤F轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动，两球同时着地。分别改变小球距地。面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，两球总是同时着地。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。关于A、B两球，下列说法正确的是（ ）
A．落地时两球的速度方向相同
B．落地时两球的速度大小相同
C．从抛出至落地的过程两球的重力做功相同
D．从抛出至落地的过程两球重力势能的减少量不相同
7．如图所示，质量m=0.5kg的小球从离桌面高h1=1.2m处的A点由静止下落到地面上的B点。桌面离地面高h2=0.8m，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2。若选桌面为参考平面，下列说法正确的是（ ）
A．小球经桌面时的重力势能为0
B．小球经桌面时的重力势能为4J
C．小球落至B点时的重力势能为0
D．小球在A点的重力势能为10J
8．下列物理量属于矢量的是（ ）
A．动能 B．重力势能 C．向心加速度
9．一棵树上有一个质量为0.3kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上与A等高处先落到地面C最后滚入沟底D。已知AC、CD的高度差分别为2.2m和3m，以地面C为零势能面，A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示。算出该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是（g取10m/s2）（ ）
A．15.6J和9J B．9J和-9J C．15.6J和-9J D．15.6J和-15.6J
10．质量为m的某同学在背越式跳高过程中，恰好越过距地面高度为h的横杆，不计空气阻力，重力加速度为g。则（ ）
A．起跳阶段，地面对人的弹力做正功
B．离开地面上升过程中，重力势能增加mgh
C．从起跳最低点到上升最高点过程先超重后失重
D．刚接触海绵垫时，在竖直方向立即做减速运动
11．关于重力势能，下列说法正确的是（ ）
A．只有在重力做功的过程中，物体才有重力势能
B．重力做功引起物体重力势能发生变化
C．重力势能有正负，是矢量
D．选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是相同的
12．把散落在地面上的书本捡起放在桌面上，该过程中 （ ）
A．重力对书本做正功 B．重力对书本做负功
C．书本的重力势能不变 D．书本的重力势能减小
13．如图所示，一轻弹簧一端固定于О点，另一端系一重物，将重物从与悬点О在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过程中（ ）
A．重力做正功，弹簧弹力不做功，弹性势能不变
B．重力做正功，弹簧弹力做正功，弹性势能增加
C．若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功
D．若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功
14．如图所示，一根轻质弹簧左端固定，现使滑块沿光滑水平桌面滑向弹簧，在滑块接触到弹簧直到速度减为零的过程中，弹簧的（ ）
A．弹力越来越大，弹性势能越来越大
B．弹力越来越小，弹性势能越来越小
C．弹力先变小后变大，弹性势能越来越小
D．弹力先变大后变小，弹性势能越来越大
15．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，则小球落到地面的重力势能和整个过程中重力势能变化分别为（ ）
A．重力势能为，重力势能减少
B．重力势能为，重力势能增加
C．重力势能为，重力势能增加
D．重力势能为，重力势能减少
二、解答题
16．如图所示，倾角为37°的斜面足够长，质量m=1kg的滑块，从斜面底端v0=8m/s的初始速度冲上斜面，经过1s到达最高点，重力加速度g取10m/s2，求
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数；
(2)若以斜面底端为重力势能的零势能点，计算滑块在最高点时的重力势能；
(3)返回到斜面底端时的动能。
17．图是一个质量为m的物体被斜抛出去后的运动轨迹。
（1）在物体由抛出位置1运动到最高位置2的过程中，重力所做的功是多少？物体克服重力所做的功是多少？物体的重力势能增加了多少？
（2）在物体由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3的过程中，重力所做的功是多少？物体的重力势能减少了多少？
（3）在物体由位置1运动到位置3的过程中，重力所做的功是多少？物体的重力势能变化了多少？
试卷第页，共页
参考答案：
1．AD
【解析】
A. 以桌面为参考平面，小球在a点的重力势能为mgh1，A正确；
B. 小球在桌面b处的重力势能为0，B错误；
CD. 小球从a点下落至c点的过程中，重力势能减少mg（h1+h2），C错误，D正确。
故选AD。
2．AC
【解析】
CD．质量为20kg小孩沿高5m滑梯由静止滑下，重力做功为
D错误C正确；
AB．根据功能关系，重力做正功，重力势能减小，重力做了1000J的正功，则重力势能减小了1000J，B错误A正确。
故选AC。
3．D
【解析】
A．物体上升的过程，克服重力做功，重力势能增加，A错误；
B．重力对物体做功只与始、末位置有关，与路径无关，B错误；
C．重力势能有正负之分，但重力势能是标量，正负值是相对参考平面而言的，C错误；
D．重力势能与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳（J），D正确。
故选D。
4．D
【解析】
由于绳长和hA、hB的量值不确定，所以根据题设条件可能有如图2所示的（1）（2）（3）三种情况
图中GA、GB表示A、B两细绳的重心，由此可知克服两绳重力做功的大小是不能确定的。
故选D。
5．B
【解析】
因为该同学每次起跳时，重心上升，则每一次克服重力做功为
则一分钟内克服重力做功为
故选B。
6．C
【解析】
A．由于A球做平抛运动，落地时落地时速度方向斜向下，B球做自由落体运动，落地时速度方向竖直向下，落地时两球的速度方向不相同，故A错误；
CD．从抛出至落地的过程两球下落的高度相同，重力做功相同，重力势能的减少量相同，故C正确，D错误；
B．从抛出至落地的过程两球下落的高度相同，重力做功相同，而A球做平抛运动，水平方向初速度不为零，由动能定理可知落地时两球的动能不同，速度大小不相同，故B错误。
故选C。
7．A
【解析】
若选桌面为参考平面，则小球经桌面时的重力势能为0；小球落至B点时的重力势能为
小球在A点的重力势能为
故选A。
8．C
【解析】
矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量。故动能、重力势能是标量，向心加速度是矢量。
故选C。
9．C
【解析】
以地面C为零势能面，根据重力势能的计算公式得D处的重力势能
Ep=mgh=0.3×10×（-3）J=-9J
从A下落到D的过程中重力势能的减少量
ΔEp=mgΔh=0.3×10×（2.2＋3）J=15.6J
故选C。
10．C
【解析】
A．该同学起跳脚蹬地的过程中，地面对人的弹力方向上没位移，所以弹力不做功，故A错误；
B．上升过程中，人的重心上升的高度小于h，则重力势能增加量小于mgh，故B错误；
C．从起跳最低点到上升最高点过程该同学先加速运动离地后做减速运动，即加速度先向上然后向下，则先超重后失重，故C正确；
D．刚接触海绵垫时，重力大于海绵的弹力，先做加速运动，当重力小于海绵的弹力后做减速运动，故D错误。
故选C。
11．B
【解析】
A．重力势能是一个状态量，与重力是否做功无关，故A错误；
B．功是能量转化的量度，重力做功的过程重力势能发生变化，重力做正功重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，故B正确；
C．重力势能是标量，重力势能的正负只表示物体的位置在零势面上方还是下方，故C错误；
D．重力势能的数值与零势面的选取有关，选择不同的参考平面，物体重力势能的数值不同的，故D错误。
故选B。
12．B
【解析】
AB．把散落在地面上的书本捡起放在桌面上，书本升高，重力做负功，故A错误，B正确；
CD．书本的位置升高，所以重力势能增加，故CD错误。
故选B。
13．C
【解析】
AB．重物由A点摆向最低点B的运动中，重力做正功，弹簧伸长，弹力对重物做负功，弹簧弹性势能增加，AB错误；
C．若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，由于细绳不可伸长，细绳上弹力一直与重物速度方向垂直，弹力不做功，C正确；
D．若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，由于细绳不可伸长，重物下落的高度变小，重力做功变小，细绳上弹力一直与重物速度方向垂直，弹力不做功，D错误。
故选C。
14．A
【解析】
滑块接触到弹簧直到速度减为零的过程中，弹簧形变量越来越大，根据
知弹力越来越大。滑块接触到弹簧直到速度减为零的过程中，弹簧弹力一直做负功，物块的动能逐渐转化为弹簧的弹性势能，弹簧的弹性势能越来越大。
故选A。
15．D
【解析】
以桌面为参考平面，落地时物体的重力势能为-mgh，初状态重力势能为mgH，即重力势能的变化
所以重力势能减少了
故ABC错误，D正确。
故选D。
16．(1)0.25；(2)24J；(3)16J
【解析】
(1) 滑块沿斜面上滑的加速度
根据牛顿第二定律可知
解得：
(2)滑块位移
故以斜面底端为重力势能的零势能点，在最高点时的重力势能
(3)从最高点到底端根据动能定理
17．(1) -mgh ，mgh ，mgh ；(2) mgh ，mgh ；(3)0，0。
【解析】
(1)在物体由抛出位置1运动到最高位置2的过程中，重力所做的功是
WG=-mgh
克服重力做功
W=-WG=mgh
重力势能增加
△Ep=-WG=mgh
(2)在物体由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3的过程中，重力所做的功是
W′G=mgh
物体的重力势能减少
△E′p=-W′G=-mgh
(3)在物体由位置1运动到位置3的过程中，重力做功
W″G=mg（0-0）=0
物体的重力势能变化为0。
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