8.2重力势能能力提升练（word版含答案）

2022版高中同步人教版必修第二册 8.2　重力势能 能力提升练
一、多选题
1．下列说法正确的是（　　）
A．密度均匀的球体的重心在球心
B．两个相互接触的物体间，一定有弹力的存在
C．地球表面的自由落体加速度随纬度的增大而增大
D．在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧的长度成正比
2．如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点时与A点间的竖直高度差为h，速度为v，则（　　）
A．由A到B重力做的功等于mgh
B．由A到B重力势能减少
C．由A到B弹簧弹力做功为-mgh
D．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为
二、单选题
3．如图所示为撑杆跳比赛中乌克兰名将布勃卡创造6.14m的世界纪录的瞬间，之所以运动员能高高跃起跳过横杆，是因为撑竿能发生良好的弹性形变。则（ ）
A．布勃卡手握撑竿刚与地面接触时撑竿的弹性势能最大
B．布勃卡跃过横杆的瞬间撑竿的弹性势能最大
C．布勃卡手握撑竿从地面跃起后，到最高点以前的某位置撑竿的弹性势能最大
D．以上说法均错误
4．如图，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂．用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距．重力加速度大小为g．在此过程中，外力做的功为（　　）
A．mgl B．mgl C．mgl D．mgl
5．物体A和B叠放在光滑水平面上，，，B上作用一个3N的水平拉力后，AB一起前进了4m，如图所示，在这个过程中B对A做的功（ ）
A．4 J B．12 J C．0 D．-4J
6．如图所示是跳高运动员正在飞越横杆时的情景．对运动员从起跳到图示位置的过程，下列说法正确的是
A．运动员的重心升高
B．运动员的重力势能减小
C．运动员所受重力不做功
D．运动员所受重力做正功
7．蹦极是一项户外冒险活动。跳跃者站在约40米高的位置，用长为的橡皮绳固定住后跳下，触地前弹起，反复弹起落下。忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　）
A．第一次下落过程中，游客能体验失重感的位移为
B．第一次下落后，游客开始做减速运动
C．当游客下落到最低点时，橡皮筋的弹性势能等于游客减少的重力势能
D．游客第一次下落的最大距离一定为
8．蹦极运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下．将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动．从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是
A．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大
B．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力
C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
9．游乐场中的一种滑梯如图3所示．小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则
A．下滑过程中支持力对小朋友做功 B．下滑过程中小朋友的重力势能增加 C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功
10．如图所示，在弹性限度内，将一轻质弹簧从伸长状态变为压缩状态的过程中，其弹性势能的变化情况是( )
A．一直减小 B．一直增大
C．先减小再增大 D．先增大再减小
11．蹦极是一种比较流行的极限运动，弹性绳一端固定在高空跳台，另一端系住运动员，运动员从高空自由下落，则自开始下落至最低点的过程中(　 　)
A．运动员的速度先增大再减小
B．运动员的加速度先增大再减小
C．绳子的弹性势能先增大再减小
D．运动员的重力势能先增大再减小
12．射箭是奥运会比赛项目之一，图甲为我国著名选手张娟娟的射箭场景。已知弓的顶部跨度为l，弦均匀且弹性良好，其原长为l。发射时弦和箭可等效为图乙的情景，假设弓的跨度保持不变，箭在弦的正中间，弦夹在类似动滑轮的附加装置上，将箭发射出去。已知弦的劲度系数为k，射箭时弦的最大长度为l（弹性限度内），则箭被射出瞬间所受的最大弹力为（设弦的弹力满足胡克定律）（　　）
A．kl B． C． D．2kl
13．如图所示，一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端。已知物体在运动过程中所受的摩擦力恒定。若用v、s、Ep和E分别表示该物体的速度大小、位移大小、重力势能和机械能，设斜面最低点重力势能为零，则下列图像中可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．AC
【解析】
【详解】
A．质量分布均匀的球体重心在球心处，A正确；
B．两个相互接触的物体间，若不发生弹性形变，则一定没有弹力的存在，B错误；
C．地球表面的自由落体加速度随纬度的增大而增大，C正确；
D．在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比，并不是其长度成正比，D错误。
故选AC。
2．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．重力做功只与初末位置的高度差有关，则由A至B重力做功为mgh，故A正确；
BCD．由A至B重力做功为mgh，则重力势能减少mgh，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，设小球在B处时弹簧的弹性势能为Ep，由机械能守恒定律有
mgh=Ep＋mv2
故
mgh>mv2
Ep=mgh-mv2
弹簧弹力做功
W弹=-ΔEp=-Ep=mv2-mgh
故B、C错误，D正确。
故选AD。
3．C
【解析】
【详解】
撑竿的形变量最大时，弹性势能最大，撑竿刚触地和布勃卡到最高点的瞬间，撑竿没有发生形变，则弹性势能为零，故C正确，ABD错误。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
根据功能关系可知，拉力所做的功等于MQ段下半部分移动时重力势能的增加量；由图可知，下半部分质量为，移动后重心升高的高度h=；故重势能增加量为：△EP=m'gh=；故B正确，ACD错误．
5．A
【解析】
【详解】
先对整体根据牛顿第二定律得：
对A，根据牛顿第二定律得B对A的作用力大小为；
则该力对A做功为：
故选项A正确，BCD错误；
故选A。
6．A
【解析】
【详解】
运动员从起跳到图示位置的过程，运动员的重心升高，重力势能增大，重力做负功，故A正确，BCD错误。
故选A．
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．当人下落的高度等于橡皮绳达到原长后，橡皮绳开始伸长，开始重力大于弹力，向下做加速度减小的加速运动，当重力与弹力相等时，加速度为零，速度最大，然后重力小于弹力，做加速度增大的减速运动，到达最低点时，加速度最大，速度为零，所以第一次下落超过20m后，游客才开始做减速运动，游客能体验失重感的位移也大于20m；故AB错误；
C．整个的过程中只有重力和绳子的拉力做功，当游客下落到最低点时，橡皮筋的弹性势能等于游客减少的重力势能，故C正确；
D．由题，跳跃者站在约40米高的位置，触地前弹起，所以游客第一次下落的最大距离一定不能等于40m，故D错误。
故选C。
8．C
【解析】
【详解】
试题分析：绳恰好伸直后，绳子对人有向上的弹力，并且逐渐增大，所以此后人开始做加速度减小的加速运动，当绳子的弹力等于人受到的重力时，向下的加速度为零，向下的速度达到最大，只有绳子的弹力大于重力，人开始做加速度增大的减速运动，到最低点，向上的加速度最大，速度为零，故AB错误；蹦极过程中，不考虑空气阻力的情况下只有重力和绳子的弹力做功，所以运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒，C正确；无论在什么情况下，重力势能的变化量和重力零势能点的选取无关，只和下落的高度有关，D错误
考点：考查了机械能守恒，牛顿第二定律，重力势能
【名师点睛】做本题的关键是对人运动过程一定要清楚，从绳子绷紧到人下降到最低点的过程中，开始时人的重力大于弹力，人向下加速；然后再减速，直至速度为零；再反向弹回；根据功的知识和功能分析动能和弹性势能的变化
9．D
【解析】
【详解】
A．下滑过程中小朋友受到的支持力与运动方向垂直，支持力不做功，A错误．
B．下滑过程中，小朋友高度下降，重力做正功，其重力势能减小，B错误．
C．整个运动过程中，摩擦力做功，小朋友的机械能减小，转化为内能，C错误．
D．在水平面滑动过程中，摩擦力方向与位移方向相反，摩擦力对小朋友做负功，故D正确．
10．C
【解析】
【详解】
根据弹簧的弹性势能的表达式：EP=kx2可知，弹簧的形变量x越大，弹性势能越大，将一轻质弹簧从伸长状态变为压缩状态的过程中，弹簧的形变量先减小后增大，所以弹性势能先减小后增大；故A、B、D错误，C正确.
故选C.
11．A
【解析】
【详解】
A.弹性绳绷紧之前，运动员自由下落，速度不断增大．弹性绳绷紧后，运动员受到弹性绳向上的弹力和重力，弹力先小于重力，后大于重力，合力先向下后向上，则运动员先加速后减速，速度先增大后减小，A正确
B.弹性绳绷紧之前，运动员的加速度不变．弹性绳绷紧后，弹力不断增大，合力先减小后增大，则加速度先减小后增大，B错误．
C.弹性绳绷紧后，绳子不断伸长，弹性势能不断增大，C错误．
D.运动员的高度不断下降，重力势能一直减小，D错误．
12．B
【解析】
【详解】
弓弦的张力
如题图乙所示，设弦与箭的夹角为θ，弦对箭的作用力
故选B。
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．在v-t图象中，斜率表示加速度大小，由于物体沿斜面做匀加速运动，因此其v-t图象斜率不变，选项A错误；
B．物体下滑位移为，因此由数学知识可知其位移—时间图象为上开口抛物线，故B错误；
C．设斜面高为h0，倾角为，则物体下落的高度
选因为斜面最低点重力势能为零，则物体的重力势能为
所以EP-t图象明显不是一次函数关系，选项C错误；
D．根据功能关系，克服摩擦力做功等于机械能减小量，故物体的机械能
所以E-t图象是下开口抛物线，选项D正确。
故选D。
答案第1页，共2页
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