8.2重力势能 同步练习(word版含答案)

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名称 8.2重力势能 同步练习(word版含答案)
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文件大小 217.8KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-01 08:24:22

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文档简介

8.2重力势能第八章机械能守恒定律同步练习2021_2022学年高一物理必修第二册(人教版2019)
一、单选题,共10小题
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,假设桌面处的重力势能为0,则小球落到地面前瞬间的重力势能为(  )
A.mgh B.mgH C.mg(h+H) D.-mgh
2.升降机中有一质量为m的物体,当升降机以加速度a匀加速上升h高度时,物体增加的重力势能为(  )
A.mgh B.mgh+mah C.mah D.mgh﹣mah
3.物体在运动过程中,克服重力所做的功为100J,则以下说法正确的是(  )
A.物体的高度一定不变
B.物体的高度一定降低
C.物体的重力势能一定减小了100J
D.物体的重力势能一定增加了100J
4.如图所示,排球比赛中运动员将排球从M点水平击出,排球飞到P点时,被对方运动员垫起,球又斜向上飞出后落到M点正下方的N点。已知N点与P点等高,轨迹的最高点Q与M等高。不计空气阻力。下列说法正确的是(  )
A.排球两次飞行过程中经历的时间相同
B.排球到达P点时的速率比离开P点时的速率大
C.排球在M点的速率与经过Q点的速率相等
D.排球两次飞行过程中重力对排球做的功相等
5.关于重力势能的说法正确的是(  )
A.重力势能由重物本身因素决定
B.重力势能有负值,因此说重力势能是矢量
C.重力做功才有重力势能,重力不做功,物体就不具有重力势能
D.重力做功引起重力势能变化
6.如图所示,一条铁链长l=1m,质量为m=4kg,放在水平桌面上,拿住一端提起铁链直到铁链全部离开桌面的瞬间,重力加速度g=10m/s2,则(  )
A.铁链的重心位置升高了1m B.铁链克服重力做功40J
C.铁链的重力势能增加了20J D.铁链的重力势能为20J
7.物体做自由落体运动,表示重力势能,h表示下落的距离,以水平地面为零势能面,下列图像中能正确反映和h之间关系的是(  )
A. B. C. D.
8.一个的球从的高处落到一个水平板上又弹回到的高度,则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是()(  )
A.重力做功为 B.重力做了的负功
C.物体的重力势能一定减少 D.物体的重力势能一定增加
9.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
10.小铁球竖直上抛又回到抛出点的过程中,关于重力做功的说法正确的是(  )
A.重力做负功 B.重力先做正功,再做负功
C.重力做正功 D.重力先做负功,再做正功
二、多选题,共4小题
11.物体在运动过程中,克服重力做功100J,则以下说法正确的是( )
A.物体的高度一定降低了
B.物体的高度一定升高了
C.物体的重力势能一定是100J
D.物体的重力势能一定增加100J
12.如图所示,倾角θ=的粗糙斜面固定在地面上,长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中(  )
A.软绳重力势能共减少了mgl
B.软绳重力势能共减少了mgl
C.软绳重力势能的减少等于软绳的重力所做的功
D.软绳重力势能的减少等于物块对它做的功与软绳克服自身重力、摩擦力所做功之和
13.在高处的某一点将两个质量相等的小球以相同速率v0分别竖直上抛和竖直下抛,下列结论正确的是(不计空气阻力)(  )
A.从抛出到刚着地,重力对两球所做的功相等
B.从抛出到刚着地,重力对两球做的功都是正功
C.从抛出到刚着地,重力对两球做功的平均功率相等
D.两球刚着地时,重力的瞬时功率相等
14.一质量为m的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升h,关于此过程,下列说法中正确的是(  )
A.提升过程中手对物体做功m(a+g)h
B.提升过程中合外力对物体做功mah
C.提升过程中物体的重力势能增加m(a+g)h
D.提升过程中物体克服重力做功mgh
三、填空题,共4小题
15.如图所示,质量为m的苹果从距地面高度为H的树上由静止开始下落,树下有一深度为h的坑,则苹果落到坑底过程中,苹果的重力势能___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。若以地面为零势能参考平面,则落到坑底时苹果的重力势能为___________。
16.如图所示为一上细下粗的容器,细部横截面积为S,粗部横截面积为2S,内有密度为的液体,容器的底部有高为h的气泡。当气泡上升,从细部升出液面时(液面仍在部),重力对液体所做的功为________。
17.一个质量1kg的物体,位于离地面高1.5m处,比天花板低2.5m。以地面为零势能位置时,物体的重力势能等于________;以天花板为零势能位置时,物体的重力势能等于________。该物体的重力势能为零时,应取________为零势能位置。
18.质量为m的物体(可视为质点)从地面上方H高处由静止释放,落在地面后出现一个深度为h的坑,如图所示,重力加速度为g,在此过程中,重力对物体做功为___________,重力势能___________(填“减少”或“增加”)了___________。
四、解答题,共4小题
19.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?
20.一名质量为40kg的同学,站在自动扶梯上随扶梯斜向上做匀速直线运动。扶梯高5m,倾角为30°。则该同学从扶梯底端到顶端的过程中,受到的重力、摩擦力和支持力做的功分别为多少。
21.一根粗细均匀、长为5m、质量为60kg的电线杆横放在地面上,如果要把它竖立起来,至少要做多少功?它的重力势能改变了多少?(g=10)
22.如图所示,质量为50kg的跳水运动员从10m高跳台上以4m/s的速度斜向上起跳,最终落入水中。若忽略运动员的身高,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)以水面为参考平面,运动员在跳台上具有的重力势能;
(2)运动员从起跳到入水的全过程,重力所做的功。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【解析】
由题知,假设桌面处的重力势能为0,则小球落到地面前瞬间所处的高度为-h,故小球的重力势能为
故选D。
2.A
【解析】
物体增加的重力势能等于克服重力做的功mgh。
故选A。
3.D
【解析】
物体克服重力做功,说明重力做负功,所以物体高度升高。克服重力所做的功为100J,所以物体的重力势能一定增加了100J。
故选D。
4.B
【解析】
A.排球从M点水平抛出的做平抛运动,运动时间为
故从P点抛出的小球做斜抛的时间为从M点抛出的小球的运动时间的2倍,A错误;
B.将排球从P到Q的斜上抛运动由逆向思维法可看成从Q到P的平抛运动,则由M到P和Q到P的平抛运动比较,运动高度相同,则运动时间相同,竖直分速度相同,但M到 P的水平位移大,则水平速度v0较大,可知从M到P的末速度大小大于从P到Q的初速度大小,B正确;
C.将排球从P到Q的斜上抛运动由逆向思维法可看成从Q到P的平抛运动,则由M到P和Q到P的平抛运动比较,运动高度相同,则运动时间相同,但从M点抛出的小球水平位移更大,故在 M点的水平速率大于在Q点的水平速率,C错误;
D.对于从M点抛出的小球,重力做正功,从P点抛出的小球重力不做功,D错误。
故选B。
5.D
【解析】
A.重力势能由重物本身的质量和高度以及重力加速度共同决定,A错误;
B.重力势能是标量,负号表示大小,不表示方向,B错误;
CD.重力做功引起重力势能的变化,即重力做功与重力势能变化联系,重力不做功表示重力势能不发生变化,并不表示不具有重力势能,C错误D正确。
故选D。
6.C
【解析】
A.铁链从初状态到末状态,铁链全部离开桌面的瞬间,铁链的重心上升的高度为
故A错误;
BCD.铁链克服重力做功为
故铁链重力势能增加20J,因零重力势能点不确定,不能确定重力势能的大小,故C正确,BD错误。
故选C。
7.B
【解析】
设初始位置距地面的高度为H,则
整理得
图像时一次函数。
故选B。
8.C
【解析】
重力做的正功
重力做的功等于重力势能的减少量,因此重力势能减少。
故选C。
9.D
【解析】
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。
10.D
【解析】
当小铁球向上运动时,重力与运动方向相反,重力做负功;小铁球向下运动时,重力与运动方向相同,重力做正功,所以,重力先做负功,再做正功。
故选D。
11.BD
【解析】
克服重力做功,即重力做负功,重力势能增加,高度升高,克服重力做功100J,重力势能就增加100J。
故选BD。
12.BC
【解析】
AB.选斜面顶端为参考平面,软绳重力势能共减少
mg=mgl
故A错误,B正确;
CD.根据重力做功与重力势能变化的关系知道,软绳重力势能的减少等于软绳的重力所做的功,故C正确,D错误。
故选BC。
13.ABD
【解析】
AB.重力做功只取决于初、末位置的高度差,与路径和运动状态无关.由W=mgh得重力做功的大小只由重力和高度的变化决定,故AB项正确;
C.由于竖直上抛比竖直下抛的运动时间长,由,知P上<P下,故C项错误;
D.由运动学公式得出着地时速度相同,重力的瞬时功率P=mgv相同,故D项正确;
故选ABD。
14.ABD
【解析】
A.对物体受力分析,如图所示,则F-mg=ma,所以手对物体做功W1=Fh=m(g+a)h,故A正确;
B.合外力的功W合=F合h=mah,B正确;
CD.物体上升h,克服重力做功mgh,重力势能增加mgh,C错误;D正确;
故选ABD。
15. 减小
【解析】
重力势能表达式为
可知,苹果落到坑底过程中高度减小,故重力势能减小。
据重力势能的定义可知,落到坑底时苹果的重力势能为
16.
【解析】
重力做的功可等效为将细部最上端体积为2hS的液体移到原气泡区域时重力所做的功,由题图分析可知,重心下降的高度为
故重力所做的功为

17. 物体所在的水平面
【解析】
由于以地面为零势能位置则
Ep1 = mgh1 = 1 × 10 × 1.5J = 15J
以天花板为零势能位置则
Ep2 = mgh2 = 1 × 10 × ( - 2.5)J = - 25J
由于物体的重力势能为零则,应取物体所在的水平面为零势能面。
18. mg(H+h) 减少 mg(H+h)
【解析】

19.(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。
20.-2000J,2000J,0
【解析】
由题知,该同学沿扶梯上升的位移为
重力的方向是竖直向下,故重力的做功为
该同学做匀速直线运动,沿扶梯方向,根据平衡条件可得
摩擦力方向沿扶梯向上,则摩擦力做的功为
支持力的方向是垂直扶梯向上,故支持做的功为0
21.1500J,1500J
【解析】
需要对它做功
重力势能改变了1500J。
22.(1)5000J;(2)5000J
【解析】
(1)以水面为参考平面,则水平面处重力势能为0,运动员在跳台上的重力势能为
(2)运动员从起跳到入水的全过程,重力所做的功为
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页