8.2 重力势能 同步练习题(word版含答案)

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名称 8.2 重力势能 同步练习题(word版含答案)
格式 docx
文件大小 857.1KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-02-05 19:58:14

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文档简介

8.2 重力势能
一、单选题
1.小李将质量为的篮球(视为质点)从距水平地面的高度为处由静止释放,篮球多次弹起后静止在地面上,篮球第次弹起的高度。重力加速度大小为。整个过程中,篮球受到的重力做的功为(  )
A.0 B. C. D.
2.如图所示,轻弹簧一端固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O等高的A点静止释放,此时弹簧恰好处于原长。在重物由A点摆向最低点B的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是(  )
A.重力做正功,弹力不做功
B.重力做正功,弹力做负功,弹性势能增加
C.若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后,重力做正功,弹力做负功
D.若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后,重力做功不变,弹力不做功
3.质量的小球,从距桌面高的A点下落到地面的B点,桌面高,,以下判断正确的是(  )
A.以地面为零势能面,小球在A点的重力势能为1J
B.以桌面为零势能面,小球在B点的重力势能为0.8J
C.整个下落过程中小球重力做功1.8J
D.整个下落过程中小球重力势能变化了1J
4.甲乙两个物体质量之比1∶2,离地面高度之比是4∶1,选地面为零重力势能的位置,则甲与乙的重力势能之比是(  )
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶4 D.4∶1
5.将一个质量为的小球以的速度水平抛出,落地时重力的瞬时功率为,空气阻力不计,,则下列说法不正确的是(  )
A.抛出点距地面的高度为
B.小球在空中运动的时间是
C.小球重力势能的减少量为
D.该过程中重力的平均功率为
6.如图,一质量为m的运动员在水平地面上做俯卧撑,运动过程中可将她的身体视为一根直棒,已知运动员的重心在c点,过c点作地面的垂线,垂足为O,O点与脚、两手连线中点间的距离、。若她肩部每次上升的距离均为h,重力加速度大小为g,则在缓慢上升过程中运动员的重力做功为(  )
A. B.
C. D.
7.如图所示,一个足球在地面上由位置1被踢出后经最高点位置2落到地面上的位置3,关于足球重力势能变化的说法正确的是(  )
A.足球由位置1运动到位置2过程中重力势能增加
B.足球由位置1运动到位置2过程中重力势能减少
C.足球由位置2运动到位置3过程中重力势能增加
D.足球由位置2运动到位置3过程中重力势能不变
8.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.弹簧只要有形变,就一定具有弹性势能
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
9.应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用木板平托一物块,保持这样的姿势在竖直平面内以速率按顺时针方向做半径为的匀速圆周运动。假设时刻物块在最低点且重力势能为零,关于物块从最低点运动到最高点的过程,下列说法正确的是(  )
A.物块在最高点受到木板的支持力为
B.物块的重力势能随时间的变化关系为
C.物块在最左侧点时,木板对物块的作用力方向竖直向上
D.物块在运动过程中的加速度不变
10.两个体重相同的学生分别以图示路径由静止从地面登上高为h的阶梯顶端A。对于这个过程,下列说法正确的是(  )
A.两学生的位移相等 B.两学生运动时间一定相等
C.两学生克服重力做功一定相等 D.两学生克服重力做功的平均功率一定相等
11.下列说法正确的是(  )
A.地面上的物体的重力势能一定为零
B.质量大的物体的重力势能一定大
C.不同的物体,离地面越高,其重力势能越大
D.离地面有一定高度的物体的重力势能可能为零
12.一质量的小球,从离地面高度的A点自由下落到地面上的点,如图所示。小球可看成质点,取。下列说法正确的是(  )
A.小球在点时的重力势能一定为0
B.小球在A点时的重力势能一定为
C.小球从A点下落到点的过程中,重力做的功一定为
D.小球从A点下落到点的过程中,重力做的功一定为
二、多选题
13.质量为m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h的过程中,下列说法正确的是(  )
A.物体重力做的功为mgh
B.物体所受阻力做功为
C.物体重力势能减少了mgh
D.物体所受阻力做功为-
14.以下叙述中正确的是( )
A.重力对物体做功越多,物体的重力势能越少
B.物体克服重力做功越多,物体的重力势能越少
C.重力对物体不做功物体的重力势能一定为零
D.物体没克服重力做功,物体的重力势能不一定为零
15.如图所示,某同学将一根橡皮筋两端固定在支架上,把一模型飞机放在橡皮筋中间,向后拉模型飞机使橡皮筋伸长,松手后橡皮筋将模型飞机弹出,在弹出过程中(  )
A.橡皮筋的弹性势能增加
B.橡皮筋的弹性势能减少
C.橡皮筋的弹力对模型飞机做负功
D.橡皮筋的弹力对模型飞机做正功
三、填空题
16.起重机在10s内将重为200N的物体匀速竖直提高10m,这段时间内起重机对物体所做的功为__________J。
17.如图所示,木块A的质量为m,木块B的质量为2m,两木块中间连有一弹簧,开始时A静止在弹簧上面.今用力F缓慢向上提A,直到B恰好离开地面.设开始时弹簧的弹性势能为Ep1,B刚要离开地面时,弹簧的弹性势能为Ep2,若Ep1_____ Ep2(填=、>、<)。
18.质量为m的小球,从离桌面H高处由静止自由下落,桌面离地面高度为h,如图所示,若以桌面为参考平面,那么小球此时的重力势能为_________;落地时的重力势能为_________.若以地面为参考平面,那么小球落地时重力势能为_________.
四、解答题
19.t=0时刻,质量为m=0.5kg的物体自由下落,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)前3s内,物体重力势能的减小量;
(2)第3s末,重力对物体做功的瞬时功率。
20.世界著名撑杆跳高运动员——乌克兰名将布勃卡身高1.83m,体重82kg,他曾35次打破撑竿跳高世界纪录,如图,目前仍保持着6.14m的世界纪录。请你回答以下两个问题:g取10m/s2
(1)他最后跳过6.14m时,至少克服重力做多少功?
(2)他的重力势能改变了多少?
21.一举重运动员将质量为160kg的杠铃从地面举到了1.8m的高度。取重力加速度g=10m/s2。在此过程中,他对杠铃做了多少功 杠铃的重力势能改变了多少
22.如图所示,是一高的光滑轨道,末端与水平轨道相连.一质量的小物体从轨道端由静止释放,若物体与水平轨道间的动摩擦因数,重力加速度。
(1)求物体从到的过程中,重力势能的减少量;
(2)若在处,物体的速度方向改变时,损失了的动能,求小物体在水平轨道上运动的最大距离。
试卷第6页,共6页
试卷第5页,共6页
参考答案
1.C
【详解】
由题意可知最终篮球将静止在地面上,整个过程篮球初、末状态的高度差为h,所以篮球受到的重力做的功为mgh,故选C。
2.B
【详解】
AB.小球的位移向下,则重力做正功;弹力向上,则弹力做负功,弹性势能增加,选项A错误,B正确;
CD.若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后,重物下落的高度减小,则重力做功减小,弹力不做功,选项CD错误。
故选B。
3.C
【详解】
A.以地面为零势能面,小球在A点的重力势能为
故A错误;
B.以桌面为零势能面,小球在B点的重力势能为
故B错误;
C.整个下落过程中小球重力做功为
故C正确;
D.整个下落过程中小球重力势能变化了
故D错误。
故选C。
4.B
【详解】
选地面为零重力势能的位置,则甲与乙的重力势能为
故其比值为
故选B。
5.B
【详解】
B.小球落地时重力的瞬时功率为,根据
解得
又有
解得
故B错误,符合题意;
A.根据
解得抛出点距地面的高度为
故A正确,不符合题意;
C.重力势能减少量为
故C正确,不符合题意;
D.重力的平均功率为
故D正确,不符合题意。
故选B。
6.B
【详解】
设在运动员完成一个俯卧撑的过程中,重心上升的高度为d,由几何关系可得
该过程中运动员的重力做的功
解得
故选B。
7.A
【详解】
足球由位置1运动到位置2过程中,高度增加,则重力势能增加;足球由位置2运动到位置3过程中,高度降低,则重力势能减小。
故选A。
8.D
【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,只与初末位置有关,选项A错误;
B.抬高物体,物体具有重力势能,重力势能是地球与物体共有的,选项B错误;
C.弹簧只有发生弹性形变,才具有弹性势能,选项C错误;
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,选项D正确。
故选D。
9.B
【详解】
A.物块在最高点时,根据牛顿第二定律
解得物块受到木板的支持力为
选项A错误;
B.物块的重力势能随时间的变化关系为
选项B正确;
C.物块在最左侧点时,木板对物块有竖直向上的支持力mg以及指向圆心方向的静摩擦力,则木板对物块的作用力方向不是竖直向上,选项C错误;
D.物块在运动过程中的加速度大小不变,但是方向不断变化,选项D错误。
故选B。
10.C
【详解】
A.由位移的定义可知,两学生的位移不相等,A错误;
B.由于两学生的位移不相等,且运动速度不知道,故两学生运动时间无法比较,B错误;
C.由于两学生竖直方向上升的高度相同,且两同学体重相同,故克服重力做功一定相等,C正确;
D.由于两学生运动的时间不知道,故两学生克服重力做功的平均功率无法比较,D错误。
故选C。
11.D
【详解】
A.如果不选择地面为零势能面,地面上的物体的重力势能不等于零,A错误;
B.如果物体位于零势面上,无论质量大小,重力势能都等于零,B错误;
C.不同的物体,离地面越高,其重力势能不一定越大,质量相等的不同的物体,离地面越高,其重力势能越大,C错误;
D.如果选择物体所在的位置为零势面,该物体的重力势能等于零,所以离地面有一定高度的物体的重力势能可能为零,D正确。
故选D。
12.D
【详解】
AB.由于没有确定零势能面,所以无法确定物体在A、B两点时的重力势能的大小,故AB错误;
CD.小球从A点下落到点的过程中,重力做的功为
故D正确,C错误。
故选D。
13.ACD
【详解】
因物体的加速度为,由牛顿第二定律可知
解得空气阻力为
A.重力做功为
A正确;
BD.阻力做功为
B错误,D正确;
C.根据重力做功与重力势能变化的关系,重力势能减少mgh,C正确。
故选ACD。
14.AD
【详解】
A.当重力对物体做正功时,说明物体下降,故重力势能减小,重力对物体做功越多,物体的重力势能减小的越大,重力势能越小,A正确;
B.物体克服重力做功,说明重力做负功,物体上升,故重力势能增大,B错误;
C.重力对物体不做功,物体的重力势能不变,但重力势能是否为零与零势能面的选取有关,C错误;
D.重力势能与重力是否做功无关,物体没克服重力做功,物体的重力势能不一定为零,D正确。
故选AD。
15.BD
【详解】
在橡皮筋将模型飞机弹出过程中,橡皮筋的弹力对模型飞机做正功,橡皮筋的弹性势能减小。
故选BD。
16.2000
【详解】
根据功的定义10s内起重机对物体所做的功为:
17.<
【详解】
开始时弹簧的弹力等于A的重力,即
当B刚要离开地面时弹簧的弹力等于B的重力,即

弹簧的弹性势能为

18.mgH -mgh 0
【详解】
以桌面为零势能参考平面,则小球此时的重力势能为
Ep1=mgH
小球落地时的重力势能为
Ep2=-mgh
以地面为参考平面,那么小球落地时重力势能为
Ep3=0
19.(1)225J;(2)150W
【详解】
(1)由解得
物体重力势能的减小量
解得
(2)3s末物体的速度为
解得
重力在第3s末做功的瞬时功率为
解得
20.(1)4284.5J;(2)增加了4284.5J
【详解】
(1)人的重心大约在人身高的一半的位置,即0.915m,在撑杆跳的过程中,人的重心升高的高度为
h=6.14m-0.915m=5.225m
在人重心升高的过程中,克取重力所做的功为
W=mgh=82×10×5.225J=4284.5J
(2)克服重力做功等于重力势能的增加量,故重力势能增加4284.5J
21.,
【详解】
由于在最高点速度为零,根据动能定理
因此他对杠铃做的功
在这个过程中,克服重力做的功
克服重力做的功等于重力势能的增加量,因此重力势能增加了。
22.(1);(2)
【详解】
(1)减少的重力势能
解得
(2)在物体从到的过程中,由动能定理可得
在水平轨道上,再由动能定理可得
解得小物体在水平轨道上运动的最大距离
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