8.2 重力势能 同步练习（Word版含答案）

8.2、重力势能
一、选择题（共16题）
1．一个物体的重力势能减少了，这是因为（　　）
A．它所处的高度减少了 B．它所处的高度增加了
C．它的速度减少了 D．它的速度增加了
2．质量为m的物体从桌面边缘竖直向上抛出，桌面比地面高h，物体到达的最高点距桌面高为H，若以地面为参考面，则物体落地时的重力势能和整个过程中重力所做的功为( )
A．0， mgh B．-mgh， mg(h+H)
C．0 ， mgH D．-mgh， mg(h+2H)
3．关于弹性势能和重力势能，下列说法中正确的是（　　）
A．弹簧的弹性势能大小只与弹簧的材料有关
B．在弹性限度内，弹簧的弹性势能大小与弹簧形变量有关
C．重力势能的变化量与参考平面的选取有关
D．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定增加
4．如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力f的大小不变，则下列说法正确的是（　　）
A．重力做功为mgL B．悬线拉力做负功
C．空气阻力做功为 fL D．空气阻力f做功为
5．某物体在运动的过程中，重力对其做功100J，则物体的　　
A．动能一定增加100J B．动能一定减少100J
C．重力势能一定增加100J D．重力势能一定减少100J
6．下列实例中利用物体具有的重力势能为人类服务的是（ ）
A．自然界发生的山体滑坡 B．被举高的打桩用的重锤
C．高楼阳台上放着的花盆 D．射箭前把弓拉满
7．关于功和能，下列说法正确的是（　　）
A．物体受拉力作用向上运动，拉力做功是1J，但物体重力势能增加量可能不是1J
B．物体受拉力作用向上匀速运动，拉力做功是1J，但物体重力势能增加量不是1J
C．物体运动，重力做的功是J，但物体重力势能的增加量不是1J
D．没有摩擦时物体由A沿直线运动到B，重力做的功是J；有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，重力做的功大于J
8．如图,在“探究弹性势能的表达式”的活动中,为计算弹簧弹力所做的功,把拉伸弹簧的过程分为很多小段,拉力在每小段可以认为是恒力,用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功,物理学中把这种研究方法叫做“微元法”.下面几个实例中应用到这一思想方法的是( )
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用点来代替物体,即质点
B．一个物体受到几个力共同作用产生的效果与某一个力产生的效果相同,这个力叫做那个力的合力
C．在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加
D．在探究加速度与力、质量之间关系时,先保持质量不变探究加速度与力的关系,再保持力不变探究加速度与质量的关系
9．如图所示，两同学站在悬崖边上，以相同的初速率从悬崖边抛出质量相同的甲、乙两球，甲球被竖直向上抛出，乙球被水平抛出，最终两球均落在悬崖下方的水面上。不计空气阻力。用、分别表示甲、乙两球从抛出到落到水面重力所做的功，用、分别表示甲、乙两球从抛出到落到水面重力势能的变化。下列说法正确的是（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示，质量相同的A、B两球均处于静止状态，现用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向抛出，B球同时被松开而自由下落．则下列说法中正确的是（ ）
A．B球先落地
B．两球下落过程中，A球重力做的功多
C．两球下落过程中重力势能变化相等
D．两球落地时速度方向相同
11．物块A质量为m ， 置于光滑水平地面上，其上表面固定一根轻弹簧，弹簧原长为 ，劲度系数为k ， 如图所示．现将弹簧上端B缓慢的竖直向上提起一段距离L ， 使物块A离开地面，若以地面为势能零点，则这时物块A具有的重力势能为（　　）
A． B．
C． D．
12．空中某点，将三个相同小球在同一位置同时以相同的初速度v水平抛出、竖直上抛、竖直下抛，则从抛出到落地，设地面为零势面，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．竖直向上抛的小球其重力势能的变化量最大
B．三个小球落地的速度相同
C．落地时重力的瞬时功率相同，方向都是竖直向下
D．竖直下抛的小球，其重力的平均功率最大
13．质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为，在物体下落h的过程中，下列说法中错误的是（ ）
A．物体的动能增加了
B．物体的机械能减少了
C．物体克服阻力所做的功为
D．物体的重力势能减少了
14．关于重力势能的几种理解，正确的是（　　）
A．重力对物体做正功时，物体的重力势能增加
B．放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
C．在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等
D．相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响有关重力势能的问题计算
15．一个蹲在地面上的人站立起来，在此过程中，下列说法正确的是（）
A．人克服重力做功 B．人的重力势能不变
C．人的重力势能增加 D．重力对人不做功
16．2020年6月23号，长征三号乙运载火箭将第55颗北斗导航卫星成功送入预定轨道，作为全球唯一由3种轨道卫星构成的导航系统，北斗导航卫星对执行其发射任务的火箭要求非常高，学生估算某型号火箭发动机的功率，发射过程的最初8s内，发动机将总重约400吨的火箭整体由静止竖直向上匀加速提升64m，可认为火箭质量不变（g=10m/s2），则此过程内（　　）
A．火箭重力势能增加2.56×108J
B．火箭发动机的平均功率为3.84×107W
C．火箭发动机推力为8×105N
D．火箭加速度大小为4m/s2
二、填空题
17．重力做功只与初．末位置的________有关，与运动路径________，功是________量．（标量．矢量）
18．弹性势能的大小跟 ___________和_________有关．
19．探究弹性势能的表达式的依据是弹簧增加的弹性势能等于______________．
20．一辆质量为2.0×103kg的汽车在平直公路上行驶，若汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5×103N，且保持功率为80kW。则：汽车在运动过程中所能达到的最大速度_____；汽车的速度为5m/s时的加速度_____；汽车的加速度为0.75m/s2时的速度_____。
三、综合题
21．质量为50kg的人沿着长、倾角为的坡路走上一个土丘，重力对他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力势能增加了多少？
22．用竖直向上大小为30 N的力F，将质量为2 kg的物体从地面由静止提升2m（g=10 m/s2）。求在这一过程中：
（1）拉力F做功为多少？
（2）重力做功为多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
物体的高度降低时，重力对物体做正功，物体的重力势能减小，物体的高度上升时，重力对物体做负功，物体的重力势能增加．所以若一个物体的重力势能减少了，则它所处的高度减少了．故A正确．故选A.
点睛：解决本题的关键知道物体的高度与与重力势能的关系，物体的高度降低时，重力做正功，重力势能减小．
2．A
【详解】
以地面为参考面，则物体落地时的重力势能为零；整个过程中物体的位移大小是h，方向向下，故重力所做的功为
故选A。
3．B
【详解】
AB．弹簧的弹性势能大小不仅与弹簧的材料有关，还与弹簧的形变量有关，A错误，B正确；
C．重力势能的变化量与参考平面的选取无关，C错误；
D．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减小，D错误。
故选B。
4．A
【详解】
A．据重力做功的特点可知，重力做功为mgL，A正确；
B．悬线拉力方向始终与速度方向垂直，故悬线拉力不做功，B错误；
CD．由于空气阻力的方向始终与运动方向相反，利用微元法可得，空气阻力做功为
CD错误。
故选A。
5．D
【详解】
CD．根据重力做功与重力势能变化的关系得：WG=-△Ep，可知当重力对物体做正功时，重力势能一定减小，所以重力势能一定减少100J，故D正确，C错误；
AB．根据动能定理：W合=△Ek，可知当重力对物体做正功时，物体可能还受到其他的力做功，所以对物体做的总功可能是正功，也有可能是负功，也有可能为零，所以物体的动能可能增加，也有可能减小，也有可能不变，故AB错误．
故选D．
6．B
【详解】
A.自然界发生的山体滑坡，重力势能转化为动能，对人类产生危害，故A错误；
B.被举高的打桩用的重锤，重力势能转化为动能，为人类服务的，故B正确；
C.高楼阳台边上放着的花盆，具有的势能不是为人类服务，故C错误；
D.射箭前把弓拉满．弹性势能转化为动能，为人类服务的，故D错误；
7．A
【详解】
AB．如果物体受拉力作用向上匀速运动，拉力做功是1J，则此时物体重力势能增加量才是1J，选项A正确，B错误；
C．物体运动，重力做的功是-1J，则物体重力势能的增加量一定是1J，选项C错误；
D．重力做功与路径无关，与是否有其他力做功无关，没有摩擦时物体由A沿直线运动到B，重力做的功是-1J；有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，重力做的功也是-1J，选项D错误。
故选A。
8．C
【详解】
本题考查的是对”微元法”的理解，只有C选项符合微元法的特点；A属于整体法，B属于合成与分解，D也不是；
9．A
【详解】
AB．根据重力做功特点，重力做功只与初末位置有关，可知
故A正确，B错误；
CD．重力势能的变化只与相对高度有关，所以
故CD错误。
故选A。
10．C
【详解】
试题分析：根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，A做平抛运动，B做自由落体运动，因此将同时落地，故A错误；由于两球质量相等，下落高度相等，故重力做功相同，重力势能变化相等，故B错误，C正确； A球做平抛运动，落地速度斜向下，BA做自由落体运动，落地速度竖直向下，故D错误．
11．D
【详解】
物块刚A离开地面时，弹簧所受的弹力等于物块的重力，根据胡克定律得
弹簧伸长的长度，
由弹簧上端B缓慢的竖直向上提起的距离L ， 则物块上升的高度为h=L-x
以地面为势能零点，这时物块A具有的重力势能为，故ABC错误，D正确．
故选：D
12．D
【详解】
A．重力做功W=mgh与高度差有关，所以从抛出到落地，三个小球重力势能变化量相等，故A错误；
B．重力对三个小球做功相等，则小球落地时速度大小相等，但由于平抛运动有水平方向的分速度，则平抛的小球和竖直上抛、竖直下抛多的小球落地时速度方向不同，故B错误；
C．功率是标量，没有方向，C错误；
D．由于竖直下抛运动时间最短，且重力做功三者相同，所以其重力的平均功率最大，即D正确。
故选D。
13．B
【详解】
A．物体的合力做正功为，则物体的动能增量为，所以选项A正确；
B．物体下落过程中，受到阻力为，物体克服阻力所做的功，机械能减小量等于阻力所做的功，故机械能减少，故BC错误；
D．物体下落高度，重力做功为，则重力势能减小为，故D错误．
14．CD
【详解】
A. 重力对物体做正功时，物体的重力势能减小，故A错误；
B. 放在地面上的物体，若不取地面为参考平面，则物体的重力势能不为零，故B错误；
C. 在不同高度将某一物体抛出，由公式Ep=mgh，可知落地时重力势能相等，故C正确；
D. 相对不同的参考平面，物体具有不同数值的高度h，由公式Ep=mgh，可知物体具有不同数值的重力势能，但重力势能的问题计算不受影响，故D正确．
故选CD.
15．AC
【详解】
AD．人站起的过程人的重心的位置升高，人克服重力做功，重力对人做负功，故A正确，D错误；
BC．人克服重力做功，人的重力势能增加。故B错误，C正确。
故选AC。
16．AB
【详解】
A．火箭重力势能增加
A正确；
BCD．火箭由静止匀加速上升64m，则
解得
根据牛顿第二定律可得
解得
所以发动机的功率为
B正确，CD错误。
故选AB。
17． 高度差 关 标
【详解】
重力做功和路径无关，只取决于初末位置之间的高度差，功是标量，但有正负．
18． 形变量 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．
19．物体克服弹力所做的功
【详解】
探究弹性势能的表达式的依据是弹簧增加的弹性势能等于物体克服弹力所做的功．
20． 32m/s 6.75m/s2 20m/s
【详解】
当牵引力F=f时，汽车的速度最大，则汽车在运动过程中所能达到的最大速度
根据
F-f=ma
其中
联立解得汽车的加速度
a=6.75 m/s2
汽车的加速度为0.75m/s2时，根据牛顿第二定律
F′-f=ma′
其中
解得
v′=20m/s
21．-37500J，37500J，37500J
【详解】
重力对他做功为
W=-mgh=-50×10×150×sin30°=-37500J
他克服重力做功为
W=mgh=50×10×150 ×sin30°=37500J
由
W G=-△E P
可知重力势能增加37500J。
22．（1）60J；（2）-40J
【详解】
（1）拉力F做功为
（2）重力做功为多少
答案第1页，共2页