8.2重力势能基础巩固（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.2重力势能基础巩固（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 313.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-20 20:24:39 | ||
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文档简介
8.2重力势能基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．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，假设地面处的重力势能为0，则小球经过桌面高度的瞬间重力势能为（ ）
A．0 B．mgH C．mg（h+H） D．mgh
2．如图所示，在高出地面H的A点将小球m竖直上抛，初速度为v0，则下列说法中正确的是（ ）
A．小球在A点时，重力势能为mgH
B．小球在A点时，重力势能为零
C．整个运动过程，重力势能的变化量为-mgH
D．整个运动过程，重力势能的变化量为mgH
3．为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示，当此车减速上坡时，乘客（ ）
A．处于超重状态
B．重力势能增加
C．受到向前的摩擦力作用
D．所受力的合力沿斜面向上
4．如图所示，质量为m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中达到的最高点位置2的高度为h，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．足球由1运动到2的过程中，重力做的功为mgh
B．足球由2运动到3的过程中，重力势能减少了mgh
C．足球由1运动到3的过程中，重力做的功为2mgh
D．因为没有选定参考平面，所以无法确定重力势能变化了多少
5．如果以某水平面为重力势能的零势能面，将一质量为的小球从该水平面上方高处由静止释放。则小球的重力势能随小球下落高度的变化规律正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．跳伞比赛中，运动员经历加速下降和减速下降两个直线运动过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．合力对系统始终做负功 B．合力对系统始终做正功
C．重力做功的功率始终增大 D．系统的重力势能始终减小
7．一物体自高处做自由落体运动，下落的高度为h，下落的时间为t，关于重力对物体所做的功，下列说法中正确的是( )
A．运动的前t/2时间内重力做的功较多
B．运动的后t/2时间内重力做的功比前t/2内重力做的功多
C．运动的前t/2和后t/2内重力做的功相等
D．运动的前t/2做的功是后t/2内重力做的功1/4
8．自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形．则水的势能( )
A．增大
B．变小
C．不变
D．不能确定
9．关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）
A．重力势能有正、负值，表示物体的重力势能是矢量
B．只要物体在水平面以下，其重力势能为负值
C．卫星绕地球做椭圆运动，当由近地点向远地点运动时，其重力势能减小
D．重力势能是地球与物体所组成的系统共有的
10．如图所示，桌面高为，质量为m的的小球从高出桌面的A点下落到地面上的B点，在此过程中下列说法正确的是（ ）
A．以地面为参考平面，小球在A点的重力势能为
B．以桌面为参考平面，小球在B点的重力势能为
C．以桌面为参考平面，小球从A到B点过程中，重力势能减少
D．以桌面为参考平面，小球从A到B点过程中，重力势能减少
11．如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球所受重力为G，平衡时小球在A处．今用力F竖直向下压小球使弹簧缩短x，让小球静止在B处，则（ ）
A．小球在A处时弹簧的弹力为零
B．小球在B处时弹簧的弹力为kx
C．小球在A处时弹簧的弹性势能较大
D．小球在B处时弹簧的弹性势能较大
12．解放前后，机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用．如图，一个人推磨，其推磨杆的力的大小始终为F，方向与磨杆始终垂直，作用点到轴心的距离为r，磨盘绕轴缓慢转动，则在转动一周的过程中推力F做的功为
A．0 B．2πrF C．2Fr D．-2πrF
13．某人用手将2kg的物体由静止向上提起0.8m，这时物体的速度为2m/s（不计阻力、g取10m/s2），则下列说法错误的是（ ）
A．手对物体做功20J B．物体重力做功-16J
C．合力做功4J D．重力势能增加20J
14．质量为1kg的铅球从离地高6m处无初速度释放，到达地面时速度为10m/s。若重力加速度g取10m/s2，则（ ）
A．铅球释放时相对地面具有的重力势能是6J
B．铅球落地时具有的动能为100J
C．铅球整个下落过程重力做功60J
D．铅球整个下落过程合外力做功5J
15．根据生活经验可知，处于自然状态的水都是往低处流的，当水不再流动时，水面应该处于同一高度。在著名的牛顿“水桶实验”中发现：将一桶水绕竖直固定中心转轴OO′以恒定的角速度转动，稳定时水面呈凹状，水桶截面图如图所示。这一现象可解释为，以桶为参考系，其中的水除受重力外，还受到一个与转轴垂直的“力”，其方向背离转轴，大小与到轴的垂直距离成正比。水面上的一个小水滴在该力作用下也具有一个对应的“势能”，在重力和该力的共同作用下，水面上相同质量的小水滴最终将具有相同的总势能。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（ ）
A．该“力”对水面上小水滴做功与路径有关
B．小水滴沿水面向上移动时，该“势能”不变
C．小水滴沿水面向上移动时，重力势能的增加量等于该“势能”的减少量
D．小水滴沿水面向上移动时，受到重力和该“力”的合力大小不变
二、填空题（共5题）
16．弹性势能的大小跟 ___________和_________有关．
17．A、B两物体的质量之比为1∶4，离同一参考平面的高度之比为8∶1，则两物体的重力势能之比为_________．如果两物体的质量比不变，重力势能之比为1∶2，则两物体对同一参考平面的高度之比为__________．
18．一个足球质量为3kg，以30 m/s的速度被踢到60m远处，在飞行过程中的最大高度是3m那么足球的初动能是___J，球在飞行过程中的最大重力势能为____J。（取g=10m/s2）
19．如图所示，水平桌面离地面高为H，质量为m的小球从离桌面高为h处，由静止沿固定在桌面上的光滑曲面轨道下滑至地面，不计空气阻力，重力加速度为g．假设以桌面为零势能的参考平面，则此过程中，重力做的功为_________；小球落地前瞬间的机械能为________．
20．某同学利用自己设计的弹簧弹射器做“验证弹簧弹性势能Ep＝kx2(k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量)”的实验，装置如图(a)所示．水平放置的弹射器将质量为m的小球弹射出去．测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为t.用刻度尺测出弹簧的压缩量为x，甲、乙光电门间距为L，忽略一切阻力．
(1)小球被弹射出的速度大小v＝______，求得弹簧弹性势能Ep＝______.(用题目中的字母符号表示)
(2)该同学测出多组数据，计算并画出如图(b)所示Ep与x2的关系图线，从而验证了它们之间的关系．根据图线求得弹簧的劲度系数k＝________ N/m.
(3)由于重力作用，小球被弹射出去后运动轨迹会向下有所偏转，这对实验结果________影响(选填“有”或“无”)．
三、综合题（共3题）
21．修建高层建筑常用塔式起重机运送建筑材料,起重机先将质量为 500kg 的建筑材料以 0.5m/s 的速度竖直匀速提升了 10m,取 g=10m/s2，不计空气阻力，求：在这段时间内
（1）起重机拉力对钢材做的功；
（2）钢材增加的重力势能；
（3）起重机提升钢材的功率．
22．金茂大厦是上海的标志性建筑之一，它的主体建筑地上88层，地下3层，高420.5m。游客在距地面341m的第68层可以环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收眼底。
(1)质量为60kg的游客正在第68层观光，在下列情况中，他的重力势能各是多少？(g取10m/s2)
①以地面为参考平面；
②以第68层为参考平面；
(2)以420.5m的楼顶为参考平面，若他乘电梯从地面上升到68层，需克服重力做多少功？重力势能变化了多少？
23．357名特技跳伞运动员在某地上方3048m的空中彼此手拉手组成美丽图案．特技跳伞运动员在以的速度下降的同时将这一图案保持了6s．假设每个跳伞运动员的质量为，则每个运动员的动能为多少？在这6s内每个运动员的重力势能减少了多少？
参考答案
1．D
【详解】
以地面为零势能参考平面，桌面离零势能点的高度为h，所以小球落到地面前瞬间的重力势能为
Ep=mgh
故D正确，ABC错误。
故选D。
2．C
【详解】
AB．物体重力势能的大小与零势能参考面的选取有关，由于本题零势能参考面未确定，所以小球在A点时，重力势能可能为mgH，也可能为零，故AB错误；
CD．整个运动过程中，根据功能关系可知，物体重力势能的变化量为
故C正确，D错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．当此减速上坡时，整体的加速度沿斜面向下，乘客具有向下的分加速度，所以根据牛顿运动定律可知乘客处于失重状态，故A错误；
B．乘客的高度增大，则重力势能增大，故B正确；
C．对乘客进行受力分析，乘客受重力，支持力，由于乘客加速度沿斜面向下，而静摩擦力必沿水平方向，由于乘客有水平向左的分加速度，所以受到向后（水平向左）的摩擦力作用，故C错误；
D．由于乘客加速度沿斜面向下，根据牛顿第二定律得所受力的合力沿斜面向下，故D错误。
故选B。
4．B
【详解】
A．足球由1运动到2的过程中，高度增加，重力做负功，应用-mgh表示，选项A错误。
B．足球由2运动到3的过程中，足球的高度越来越低，重力做正功，重力势能减少，23两位置的高度差是h，所以重力势能减少了mgh。故B正确；
C．足球由1运动到3的过程中，由于1和3的高度是一致的，所以此过程中重力做功为零。故C错误。
D．分析重力势能的变化，只要找出高度的变化即可，与选不选参考平面没有关系。故D错误。
故选B。
5．B
【详解】
设小球开始下落时的重力势能为，小球下落高度的过程中重力势能减少量，故小球下落高度时的重力势能
即图像为倾斜直线；故B正确，ACD错误。
故选B。
6．D
【详解】
AB．加速时合力与速度方向相同，合力对系统做正功，减速时，合力与速度方向相反，
合力对系统始终做负功，故AB错误；
C．根据
加速时重力做功的功率增大，减速时重力做功的功率减小，故Ｃ错误；
D．下降过程高度一直在降低，系统的重力势能始终减小，故D正确。
故选D。
7．B
【分析】
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动；重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关；根据功的定义判断即可．
【详解】
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，前与后的位移之比为1：3，故前与后的重力做功之比也为1：3，故ACD错误，B正确；故选B．
8．A
【详解】
从侧面缓慢推袋壁使它变形，人对水袋做功，水的动能不变，使水的重力势能增大，故B正确，ACD错误．
9．D
【详解】
A．重力势能有正、负值，其正负表示物体的重力势能的大小，重力势能是标量，故A错误；
B．重力势能的大小与零势能面的选取有关，在零势能面下方，物体重力势能为负值，在零势能面上方，物体重力势能为正值，在零势能面上，物体重力势能为零，故B错误；
C．卫星绕地球做椭圆运动，当由近地点向远地点运动时，其重力势能增加，故C错误；
D．重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的，离开地球物体将不再具有重力势能，故D正确．
故选D。
10．D
【详解】
以地面为参考平面，小球在A点的重力势能为mg（h1+h2），选项A错误； 以桌面为参考平面，小球在B点的重力势能为-mgh1，选项B错误；以桌面为参考平面，小球从A到B点过程中，重力势能减少mg（h1+h2），选项C错误，D正确；故选D.
11．D
【解析】
试题分析：小球处于A位置时，保持静止状态，受力平衡；在B位置同样受力平衡，可根据共点力平衡条件求解力；弹簧压缩量越大，弹性势能越大．本题关键根据胡克定律和平衡条件分两次列式；同时要注意小球在A位置时，弹簧就已经有压缩量．
解：A、小球处于A位置时，保持静止状态，受重力和弹力，二力平衡，故弹力等于重力，即mg=kx1 ，故A错误；
B、小球处于B位置时，保持静止状态，受重力、压力F和弹簧弹力，根据共点力平衡条件F+G=F弹，根据胡克定律，有F弹=k（x1+x），联立解得：F弹=G+kx，故B错误；
C、D、弹簧压缩量越大，弹性势能越大，故C错误，D正确；
故选D．
点评：本题关键根据胡克定律和平衡条件分两次列式；同时要注意小球在A位置时，弹簧就已经有压缩量．
12．B
【分析】
适用于恒力做功，因为推磨的过程中力方向时刻在变化是变力，但由于圆周运动知识可知，力方向时刻与速度方向相同，根据微分原理可知，拉力所做的功等于力与路程的乘积；
【详解】
由题可知：推磨杆的力的大小始终为F，方向与磨杆始终垂直，即其方向与瞬时速度方向相同，即为圆周切线方向，故根据微分原理可知，拉力对磨盘所做的功等于拉力的大小与拉力作用点沿圆周运动弧长的乘积，由题意知，磨转动一周，弧长，所以拉力所做的功，故选项B正确，选项ACD错误．
13．D
【详解】
由动能定理得，合外力做功为
而合外力做的功
解得手对物体做功的大小为
物体克服重力做功为
即重力做功为，重力势能增加，故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
14．C
【详解】
A．铅球开始时相对于地面得高度是6m，则重力势能
A错误；
B．到达地面时的动能
B错误；
C．铅球下落得过程中重力做的功
C正确；
D．根据动能定理可知，整个过程中合外力做的功等于动能的增加，则
D错误。
故选C。
15．C
【详解】
A．由于该“力”做功与重力做功类似，所以该“力”对水面上小水滴做功与路径无关，故A错误；
B．由于该“力”与转轴垂直，所以小水滴沿水面向上移动时该力的方向与位移方向夹角小于90°，该力做正功，该势能减小，故B错误；
C．由能量守恒可知，小水滴具有的重力势能和该“力”对应的势能之和不变，小水滴沿水面向上移动时，重力势能增加，该“势能”减小，所以小水滴沿水面向上移动时，重力势能的增加量等于该“势能”的减少量，故C正确；
D．以桶为参考系，小水滴处于平衡状态，小水滴受重力，与转轴垂直且背离转轴的力，水面的支持力，由于水面的支持力方向与水面垂直，所以水面上的小水滴受到重力和该“力”的合力一定与水滴所在水面垂直，小水滴沿水面向上移动时，加速度向上，处于超重状态，偏向下的合力减小，即重力和该“力”的合力应该减小，故D错误。
故选C。
16．形变量 劲度系数
【分析】
弹性势能大小的影响因素：形变量和劲度系数；
【详解】
因为发生弹性形变的物体在恢复时会对别的物体做功，所以发生弹性形变的物体也具有能量，我们就把物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能，其大小取决于形变量和弹簧的劲度系数．
17．2∶1 2∶1
【详解】
[1][2]．A、B两物体的质量之比为1∶4，离同一参考平面的高度之比为8∶1，根据EP=mgh，则两物体的重力势能之比为2:1；如果两物体的质量比不变，重力势能之比为1∶2，根据EP=mgh，则两物体对同一参考平面的高度之比为2:1.
18．1350 90
【详解】
[1]足球的初动能
mv02＝×3×900J＝1350J
[2]飞行过程中最大的重力势能
Ep=mgh=30×3J=90J
19．mg(h+H) mgh
【解析】
下落高度为，重力做的功为，以桌面为零势能面，则小球初始位置的机械能为：，小球下落过程中，只有重力做功，机械能守恒，落地时的机械能为：．
20．（1）， （2）200 （3）无
【详解】
（1）由图可知，弹簧在小球进入光电门之前就恢复形变，故其弹射速度为通过光电门的水平速度：，由能量守恒得：；
（2）由图中数据代入公式：，解得：
（3）由力作用的独立性可知，重力不影响弹力做功的结果，有没有重力做功，小球的水平速度都不会变化
21．（1）（2）（3）
【解析】
【详解】
（1）由钢材匀速上升，得到：，故；
（2）根据功能关系可知：重力势能增加量为：；
（3）根据匀速运动可知，时间为：
则功率为：．
22．(1)①2.0×105J，②0；(2)2.0×105J，2.0×105J
【详解】
(1)①以地面为参考平面，游客在第68层的相对高度为341m，则
Ep1＝mgh＝60×10×341J≈2.0×105J。
②以68层处为参考平面，游客在第68层的相对高度为0，故Ep2＝0。
(2)克服重力做的功与参考平面的选择无关，即
W2＝mgh≈2.0×105J
所以重力势能增加了2.0×105J。
23．；
【详解】
[1]．每个运动员的动能为
[2]．这6s内每个运动员下落的高度
h=vt=50×6=300m
则每个运动员的重力势能减少
一、选择题（共15题）
1．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，假设地面处的重力势能为0，则小球经过桌面高度的瞬间重力势能为（ ）
A．0 B．mgH C．mg（h+H） D．mgh
2．如图所示，在高出地面H的A点将小球m竖直上抛，初速度为v0，则下列说法中正确的是（ ）
A．小球在A点时，重力势能为mgH
B．小球在A点时，重力势能为零
C．整个运动过程，重力势能的变化量为-mgH
D．整个运动过程，重力势能的变化量为mgH
3．为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示，当此车减速上坡时，乘客（ ）
A．处于超重状态
B．重力势能增加
C．受到向前的摩擦力作用
D．所受力的合力沿斜面向上
4．如图所示，质量为m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中达到的最高点位置2的高度为h，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．足球由1运动到2的过程中，重力做的功为mgh
B．足球由2运动到3的过程中，重力势能减少了mgh
C．足球由1运动到3的过程中，重力做的功为2mgh
D．因为没有选定参考平面，所以无法确定重力势能变化了多少
5．如果以某水平面为重力势能的零势能面，将一质量为的小球从该水平面上方高处由静止释放。则小球的重力势能随小球下落高度的变化规律正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．跳伞比赛中，运动员经历加速下降和减速下降两个直线运动过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．合力对系统始终做负功 B．合力对系统始终做正功
C．重力做功的功率始终增大 D．系统的重力势能始终减小
7．一物体自高处做自由落体运动，下落的高度为h，下落的时间为t，关于重力对物体所做的功，下列说法中正确的是( )
A．运动的前t/2时间内重力做的功较多
B．运动的后t/2时间内重力做的功比前t/2内重力做的功多
C．运动的前t/2和后t/2内重力做的功相等
D．运动的前t/2做的功是后t/2内重力做的功1/4
8．自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形．则水的势能( )
A．增大
B．变小
C．不变
D．不能确定
9．关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）
A．重力势能有正、负值，表示物体的重力势能是矢量
B．只要物体在水平面以下，其重力势能为负值
C．卫星绕地球做椭圆运动，当由近地点向远地点运动时，其重力势能减小
D．重力势能是地球与物体所组成的系统共有的
10．如图所示，桌面高为，质量为m的的小球从高出桌面的A点下落到地面上的B点，在此过程中下列说法正确的是（ ）
A．以地面为参考平面，小球在A点的重力势能为
B．以桌面为参考平面，小球在B点的重力势能为
C．以桌面为参考平面，小球从A到B点过程中，重力势能减少
D．以桌面为参考平面，小球从A到B点过程中，重力势能减少
11．如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球所受重力为G，平衡时小球在A处．今用力F竖直向下压小球使弹簧缩短x，让小球静止在B处，则（ ）
A．小球在A处时弹簧的弹力为零
B．小球在B处时弹簧的弹力为kx
C．小球在A处时弹簧的弹性势能较大
D．小球在B处时弹簧的弹性势能较大
12．解放前后，机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用．如图，一个人推磨，其推磨杆的力的大小始终为F，方向与磨杆始终垂直，作用点到轴心的距离为r，磨盘绕轴缓慢转动，则在转动一周的过程中推力F做的功为
A．0 B．2πrF C．2Fr D．-2πrF
13．某人用手将2kg的物体由静止向上提起0.8m，这时物体的速度为2m/s（不计阻力、g取10m/s2），则下列说法错误的是（ ）
A．手对物体做功20J B．物体重力做功-16J
C．合力做功4J D．重力势能增加20J
14．质量为1kg的铅球从离地高6m处无初速度释放，到达地面时速度为10m/s。若重力加速度g取10m/s2，则（ ）
A．铅球释放时相对地面具有的重力势能是6J
B．铅球落地时具有的动能为100J
C．铅球整个下落过程重力做功60J
D．铅球整个下落过程合外力做功5J
15．根据生活经验可知，处于自然状态的水都是往低处流的，当水不再流动时，水面应该处于同一高度。在著名的牛顿“水桶实验”中发现：将一桶水绕竖直固定中心转轴OO′以恒定的角速度转动，稳定时水面呈凹状，水桶截面图如图所示。这一现象可解释为，以桶为参考系，其中的水除受重力外，还受到一个与转轴垂直的“力”，其方向背离转轴，大小与到轴的垂直距离成正比。水面上的一个小水滴在该力作用下也具有一个对应的“势能”，在重力和该力的共同作用下，水面上相同质量的小水滴最终将具有相同的总势能。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（ ）
A．该“力”对水面上小水滴做功与路径有关
B．小水滴沿水面向上移动时，该“势能”不变
C．小水滴沿水面向上移动时，重力势能的增加量等于该“势能”的减少量
D．小水滴沿水面向上移动时，受到重力和该“力”的合力大小不变
二、填空题（共5题）
16．弹性势能的大小跟 ___________和_________有关．
17．A、B两物体的质量之比为1∶4，离同一参考平面的高度之比为8∶1，则两物体的重力势能之比为_________．如果两物体的质量比不变，重力势能之比为1∶2，则两物体对同一参考平面的高度之比为__________．
18．一个足球质量为3kg，以30 m/s的速度被踢到60m远处，在飞行过程中的最大高度是3m那么足球的初动能是___J，球在飞行过程中的最大重力势能为____J。（取g=10m/s2）
19．如图所示，水平桌面离地面高为H，质量为m的小球从离桌面高为h处，由静止沿固定在桌面上的光滑曲面轨道下滑至地面，不计空气阻力，重力加速度为g．假设以桌面为零势能的参考平面，则此过程中，重力做的功为_________；小球落地前瞬间的机械能为________．
20．某同学利用自己设计的弹簧弹射器做“验证弹簧弹性势能Ep＝kx2(k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量)”的实验，装置如图(a)所示．水平放置的弹射器将质量为m的小球弹射出去．测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为t.用刻度尺测出弹簧的压缩量为x，甲、乙光电门间距为L，忽略一切阻力．
(1)小球被弹射出的速度大小v＝______，求得弹簧弹性势能Ep＝______.(用题目中的字母符号表示)
(2)该同学测出多组数据，计算并画出如图(b)所示Ep与x2的关系图线，从而验证了它们之间的关系．根据图线求得弹簧的劲度系数k＝________ N/m.
(3)由于重力作用，小球被弹射出去后运动轨迹会向下有所偏转，这对实验结果________影响(选填“有”或“无”)．
三、综合题（共3题）
21．修建高层建筑常用塔式起重机运送建筑材料,起重机先将质量为 500kg 的建筑材料以 0.5m/s 的速度竖直匀速提升了 10m,取 g=10m/s2，不计空气阻力，求：在这段时间内
（1）起重机拉力对钢材做的功；
（2）钢材增加的重力势能；
（3）起重机提升钢材的功率．
22．金茂大厦是上海的标志性建筑之一，它的主体建筑地上88层，地下3层，高420.5m。游客在距地面341m的第68层可以环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收眼底。
(1)质量为60kg的游客正在第68层观光，在下列情况中，他的重力势能各是多少？(g取10m/s2)
①以地面为参考平面；
②以第68层为参考平面；
(2)以420.5m的楼顶为参考平面，若他乘电梯从地面上升到68层，需克服重力做多少功？重力势能变化了多少？
23．357名特技跳伞运动员在某地上方3048m的空中彼此手拉手组成美丽图案．特技跳伞运动员在以的速度下降的同时将这一图案保持了6s．假设每个跳伞运动员的质量为，则每个运动员的动能为多少？在这6s内每个运动员的重力势能减少了多少？
参考答案
1．D
【详解】
以地面为零势能参考平面，桌面离零势能点的高度为h，所以小球落到地面前瞬间的重力势能为
Ep=mgh
故D正确，ABC错误。
故选D。
2．C
【详解】
AB．物体重力势能的大小与零势能参考面的选取有关，由于本题零势能参考面未确定，所以小球在A点时，重力势能可能为mgH，也可能为零，故AB错误；
CD．整个运动过程中，根据功能关系可知，物体重力势能的变化量为
故C正确，D错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．当此减速上坡时，整体的加速度沿斜面向下，乘客具有向下的分加速度，所以根据牛顿运动定律可知乘客处于失重状态，故A错误；
B．乘客的高度增大，则重力势能增大，故B正确；
C．对乘客进行受力分析，乘客受重力，支持力，由于乘客加速度沿斜面向下，而静摩擦力必沿水平方向，由于乘客有水平向左的分加速度，所以受到向后（水平向左）的摩擦力作用，故C错误；
D．由于乘客加速度沿斜面向下，根据牛顿第二定律得所受力的合力沿斜面向下，故D错误。
故选B。
4．B
【详解】
A．足球由1运动到2的过程中，高度增加，重力做负功，应用-mgh表示，选项A错误。
B．足球由2运动到3的过程中，足球的高度越来越低，重力做正功，重力势能减少，23两位置的高度差是h，所以重力势能减少了mgh。故B正确；
C．足球由1运动到3的过程中，由于1和3的高度是一致的，所以此过程中重力做功为零。故C错误。
D．分析重力势能的变化，只要找出高度的变化即可，与选不选参考平面没有关系。故D错误。
故选B。
5．B
【详解】
设小球开始下落时的重力势能为，小球下落高度的过程中重力势能减少量，故小球下落高度时的重力势能
即图像为倾斜直线；故B正确，ACD错误。
故选B。
6．D
【详解】
AB．加速时合力与速度方向相同，合力对系统做正功，减速时，合力与速度方向相反，
合力对系统始终做负功，故AB错误；
C．根据
加速时重力做功的功率增大，减速时重力做功的功率减小，故Ｃ错误；
D．下降过程高度一直在降低，系统的重力势能始终减小，故D正确。
故选D。
7．B
【分析】
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动；重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关；根据功的定义判断即可．
【详解】
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，前与后的位移之比为1：3，故前与后的重力做功之比也为1：3，故ACD错误，B正确；故选B．
8．A
【详解】
从侧面缓慢推袋壁使它变形，人对水袋做功，水的动能不变，使水的重力势能增大，故B正确，ACD错误．
9．D
【详解】
A．重力势能有正、负值，其正负表示物体的重力势能的大小，重力势能是标量，故A错误；
B．重力势能的大小与零势能面的选取有关，在零势能面下方，物体重力势能为负值，在零势能面上方，物体重力势能为正值，在零势能面上，物体重力势能为零，故B错误；
C．卫星绕地球做椭圆运动，当由近地点向远地点运动时，其重力势能增加，故C错误；
D．重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的，离开地球物体将不再具有重力势能，故D正确．
故选D。
10．D
【详解】
以地面为参考平面，小球在A点的重力势能为mg（h1+h2），选项A错误； 以桌面为参考平面，小球在B点的重力势能为-mgh1，选项B错误；以桌面为参考平面，小球从A到B点过程中，重力势能减少mg（h1+h2），选项C错误，D正确；故选D.
11．D
【解析】
试题分析：小球处于A位置时，保持静止状态，受力平衡；在B位置同样受力平衡，可根据共点力平衡条件求解力；弹簧压缩量越大，弹性势能越大．本题关键根据胡克定律和平衡条件分两次列式；同时要注意小球在A位置时，弹簧就已经有压缩量．
解：A、小球处于A位置时，保持静止状态，受重力和弹力，二力平衡，故弹力等于重力，即mg=kx1 ，故A错误；
B、小球处于B位置时，保持静止状态，受重力、压力F和弹簧弹力，根据共点力平衡条件F+G=F弹，根据胡克定律，有F弹=k（x1+x），联立解得：F弹=G+kx，故B错误；
C、D、弹簧压缩量越大，弹性势能越大，故C错误，D正确；
故选D．
点评：本题关键根据胡克定律和平衡条件分两次列式；同时要注意小球在A位置时，弹簧就已经有压缩量．
12．B
【分析】
适用于恒力做功，因为推磨的过程中力方向时刻在变化是变力，但由于圆周运动知识可知，力方向时刻与速度方向相同，根据微分原理可知，拉力所做的功等于力与路程的乘积；
【详解】
由题可知：推磨杆的力的大小始终为F，方向与磨杆始终垂直，即其方向与瞬时速度方向相同，即为圆周切线方向，故根据微分原理可知，拉力对磨盘所做的功等于拉力的大小与拉力作用点沿圆周运动弧长的乘积，由题意知，磨转动一周，弧长，所以拉力所做的功，故选项B正确，选项ACD错误．
13．D
【详解】
由动能定理得，合外力做功为
而合外力做的功
解得手对物体做功的大小为
物体克服重力做功为
即重力做功为，重力势能增加，故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
14．C
【详解】
A．铅球开始时相对于地面得高度是6m，则重力势能
A错误；
B．到达地面时的动能
B错误；
C．铅球下落得过程中重力做的功
C正确；
D．根据动能定理可知，整个过程中合外力做的功等于动能的增加，则
D错误。
故选C。
15．C
【详解】
A．由于该“力”做功与重力做功类似，所以该“力”对水面上小水滴做功与路径无关，故A错误；
B．由于该“力”与转轴垂直，所以小水滴沿水面向上移动时该力的方向与位移方向夹角小于90°，该力做正功，该势能减小，故B错误；
C．由能量守恒可知，小水滴具有的重力势能和该“力”对应的势能之和不变，小水滴沿水面向上移动时，重力势能增加，该“势能”减小，所以小水滴沿水面向上移动时，重力势能的增加量等于该“势能”的减少量，故C正确；
D．以桶为参考系，小水滴处于平衡状态，小水滴受重力，与转轴垂直且背离转轴的力，水面的支持力，由于水面的支持力方向与水面垂直，所以水面上的小水滴受到重力和该“力”的合力一定与水滴所在水面垂直，小水滴沿水面向上移动时，加速度向上，处于超重状态，偏向下的合力减小，即重力和该“力”的合力应该减小，故D错误。
故选C。
16．形变量 劲度系数
【分析】
弹性势能大小的影响因素：形变量和劲度系数；
【详解】
因为发生弹性形变的物体在恢复时会对别的物体做功，所以发生弹性形变的物体也具有能量，我们就把物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能，其大小取决于形变量和弹簧的劲度系数．
17．2∶1 2∶1
【详解】
[1][2]．A、B两物体的质量之比为1∶4，离同一参考平面的高度之比为8∶1，根据EP=mgh，则两物体的重力势能之比为2:1；如果两物体的质量比不变，重力势能之比为1∶2，根据EP=mgh，则两物体对同一参考平面的高度之比为2:1.
18．1350 90
【详解】
[1]足球的初动能
mv02＝×3×900J＝1350J
[2]飞行过程中最大的重力势能
Ep=mgh=30×3J=90J
19．mg(h+H) mgh
【解析】
下落高度为，重力做的功为，以桌面为零势能面，则小球初始位置的机械能为：，小球下落过程中，只有重力做功，机械能守恒，落地时的机械能为：．
20．（1）， （2）200 （3）无
【详解】
（1）由图可知，弹簧在小球进入光电门之前就恢复形变，故其弹射速度为通过光电门的水平速度：，由能量守恒得：；
（2）由图中数据代入公式：，解得：
（3）由力作用的独立性可知，重力不影响弹力做功的结果，有没有重力做功，小球的水平速度都不会变化
21．（1）（2）（3）
【解析】
【详解】
（1）由钢材匀速上升，得到：，故；
（2）根据功能关系可知：重力势能增加量为：；
（3）根据匀速运动可知，时间为：
则功率为：．
22．(1)①2.0×105J，②0；(2)2.0×105J，2.0×105J
【详解】
(1)①以地面为参考平面，游客在第68层的相对高度为341m，则
Ep1＝mgh＝60×10×341J≈2.0×105J。
②以68层处为参考平面，游客在第68层的相对高度为0，故Ep2＝0。
(2)克服重力做的功与参考平面的选择无关，即
W2＝mgh≈2.0×105J
所以重力势能增加了2.0×105J。
23．；
【详解】
[1]．每个运动员的动能为
[2]．这6s内每个运动员下落的高度
h=vt=50×6=300m
则每个运动员的重力势能减少