8.2重力势能（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.2重力势能（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 391.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-09 17:53:56 | ||
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文档简介
人教版必修第二册 8.2 重力势能
一、单选题
1．如图所示。“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，下列说法正确的是（ ）
A．人先处于失重状态后处于超重状态
B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小
C．绳恰好伸直'时，绳的弹性势能为零，人的动能最大
D．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力
2．如图所示，小车A、小物块B由绕过轻质定滑轮的细线相连，小车A放在足够长的光滑水平桌面上，B、C两小物块在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C放在水平地面上.现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直，右侧细线与桌面平行。已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时，整个系统处于静止状态，对A施加一个恒定的水平拉力F后，A向右运动至速度最大时，C刚好离开地面，则此过程中( )
A．弹簧的弹性势能增大
B．小车向右运动至速度最大时，A、B、C加速度均为零
C．拉力F的大小为3mg
D．拉力F做的功为
3．我国某体操运动员在吊环项目中的照片如图所示，若该运动员质量为70kg，开始时两手臂呈竖直状态，现运动员手臂缓慢弯曲，使其重心下降10cm，取重力加速度大小，则该过程中（ ）
A．吊环对该运动员做了70J的正功 B．吊环对该运动员做了70J的负功
C．重力对该运动员做了70J的正功 D．该运动员的重力势能增大了70J
4．如图所示，桌子放于水平地面上，桌面高为。一质量为m的小球处于桌面上方高处的a点，重力加速度为g，小球从a点下落到地面上的c点，下列说法正确的是（ ）
A．若以桌面为零势能参考平面，小球在a点的重力势能为
B．若以桌面为零势能参考平面，小球在桌面c处的重力势能为
C．若以地面为零势能参考平面，小球从a点下落至c点的过程中，重力势能减少
D．若以地面为零势能参考平面，小球从a点下落至c点的过程中，重力势能减少
5．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mv2
C．由A到B小球克服弹力做功为mgh
D．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mgh+
6．用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作用下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．电动机对绳的拉力为12N
B．绳子自由端的移动速度为0.2m/s
C．滑轮组的机械效率为80%
D．有用功的功率为8W
7．在轻质弹簧下端悬挂一质量为0.6kg的物体，当物体静止后，弹簧伸长了2cm．该弹簧的劲度系数为（g为10m/s2）
A．300N/m B．30N/m C．3N/m D．3000N/m
8．某物体沿固定斜面运动，当重力对它做正功时，下列说法正确的是（ ）
A．物体的重力势能一定增加，动能一定减少
B．物体的重力势能一定减少，动能可能不变
C．物体的重力势能可能增加，机械能一定不变
D．物体的重力势能一定减少，机械能一定不变
9．关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是
A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小
C．弹簧长度相同的弹簧具有相同的弹性势能
D．在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大
10．如图所示，质量为m的小球（可视为质点），从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h，当地重力加速度数值为g。若以桌面为参考平面，小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化量分别是（ ）
A．
B．
C．
D．
11．关于弹性势能，下列说法正确的是（ ）
A．发生形变的物体都具有弹性势能
B．重力势能是相对的，弹性势能是绝对的
C．当弹力做功时弹性势能一定增加
D．当物体的弹性势能减小时，弹力一定做了正功
二、多选题
12．如图所示，轻弹簧的两端各受20N拉力F作用，弹簧平衡时伸长了5cm（在弹性限度内），那么下列说法中正确的是（ ）
A．该弹簧的劲度系数k＝4N/cm B．该弹簧的劲度系数k＝8N/cm
C．弹簧所受的合力为40N D．弹簧所受的合力为零
13．如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中（弹簧保持竖直），下列关于能的叙述正确的是
A．弹簧的弹性势能不断增大 B．小球的动能先增大后减小
C．小球的重力势能先增大后减小 D．小球的机械能总和先增大后减小
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
从绳恰好伸直到人第一次下降至最低点的过程中，刚开始时重力大于弹力，人向下做加速运动，后来重力小于弹力，人向下做减速运动，重力等于弹力时，速度最大。
A．先向下做加速运动，加速度向下，后向下做减速运动，加速度向上，所以人先处于失重状态后处于超重状态，故A正确；
B．在该过程中，拉力与运动方向始终相反，绳子的力一直做负功；由于人在下降中速度先增大后减小，则人的动能先增大后减小，故B错误；
C．绳子恰好伸直时，绳子的形变量为零，弹性势能为零；但此时弹力为0，速度不是最大，人的动能不是最大，故C错误；
D．人在最低点时，加速度的方向向上，此时绳子对人的拉力大于人受到的重力，故D错误。
故选A。
2．B
【解析】
【详解】
A．开始时整个系统静止，弹簧压缩量为x，则对B有
kx=mg
得
C恰好离开地面时，弹簧的伸长量仍为
可知弹簧的弹性势能先减小后增大，故A错误。
BCD．小车向右运动至速度最大时，加速度为零，AB的合力为零，C恰好离开地面时，则
F=2mg
拉力做功为
故B正确，CD错误。
故选B。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．吊环对该运动员不做功， AB错误；
CD．重力对运动员做功
J
做正功，运动员的重力势能减小了70J， D错误C正确。
故选C。
4．D
【解析】
【详解】
AB．桌面为零势能参考面，小球在a点的重力势能为，小球在桌面c处的重力势能为，故AB错误；
CD．若以地面为零势能参考平面，小球从a点下落至c点的过程中，重力做功为
重力势能减少，故C错误，D正确。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
A．重力做功
W=mgh
与是否受其它力无关，而从A下降到B下降的高度为h，故A正确；
B．从A下降到B的过程中，根据动能定理
重力势能的减小量
故B错误；
CD．在这个过程中，克服弹力做的功
小球到达位置B时弹簧的弹性势能为
故CD错误。
故选A。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，忽略绳重与摩擦，电动机对绳的拉力
故A错误；
B．绳子自由端移动的距离
s=nh=3×2m=6m
绳子自由端的移动速度
故B错误；
C．拉力做的有用功
W有=Gh=40N×2m=80J
拉力做的总功
W总=Fs=16N×6m=96J
滑轮组的机械效率
故C错误；
D．有用功的功率
故D正确。
故选D。
7．A
【解析】
【详解】
弹簧的弹力等于物体的重力，F=mg=6N，根据胡克定律F=kx得：．故B、C、D错误，A正确．故选A．
【点睛】解决本题的关键掌握胡克定律的公式F=kx．知道x表示弹簧的形变量，不是弹簧的长度．
8．B
【解析】
【详解】
当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少．动能的变化取决于外力对物体做的总功，则知动能可能不变，如物体匀速下降时动能不变，故A错误，B正确；若只有重力做功时，物体的机械能才不变，现在其他力对物体做功情况不清楚，所以不能确定机械能是否不变，故CD错误．所以B正确，ACD错误．
9．D
【解析】
【详解】
当弹簧变长时，它的弹性势能不一定增大，若弹簧处于压缩状态时，弹簧的弹性势能减小．故A错误；若处于压缩状态时，弹簧变短时，弹簧的弹性势能增大．故B错误；由，可知弹簧形变量相同时，弹簧具有相同的弹性势能．故C错误；由，可知在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大，故D正确．故选D．
【点睛】
对于弹簧，当弹簧形变量越大，弹性势能越大．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大．
10．D
【解析】
【详解】
已知小球质量为m，初始位置在桌面上方H出，落地位置在桌面下方h处，以桌面为参考平面，小球在初位置时的重力势能为
小球落地时的重力势能为
小球从开始释放到落地过程中重力势能变化量为
故选项D正确。
11．D
【解析】
【详解】
A．发生完全非弹性形变的任何物体各部分之间没有弹性势能，A错误；
B．重力势能和弹性势能都是相对参考位置而言的，B错误；
CD．根据弹力做功与弹性势能的关系可知，只有弹力做负功时弹性势能才能增加，如果弹力做正功，则弹性势能就会减小，故C错误，D正确。
故选D。
12．AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．该弹簧的劲度系数
选项A正确，B错误；
CD．弹簧两边受到等大反向的拉力，则所受的合力为零，选项C错误，D正确。
故选AD。
13．AB
【解析】
【详解】
在小球刚接触弹簧的时候，弹簧的弹力小于物体的重力，合力向下，小球还是向下加速；当弹簧的弹力和物体的重力相等时，小球的速度达到最大，之后弹力大于重力，小球开始减速，直至减为零．
A. 由于弹簧一直处于压缩状态并且形变量越来越大，所以弹簧的弹性势能一直在增大，故A正确；
B. 根据以上分析，小球的速度先变大后变小，所以动能也是先增大后减小，故B正确；
C. 小球一直向下运动，小球的重力做正功，重力势能一直减小，故C错误；
D.由于在下降的过程中，小球要克服弹簧的弹力做功，所以小球的机械能一直在减小，故D错误．
故选AB
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．如图所示。“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，下列说法正确的是（ ）
A．人先处于失重状态后处于超重状态
B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小
C．绳恰好伸直'时，绳的弹性势能为零，人的动能最大
D．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力
2．如图所示，小车A、小物块B由绕过轻质定滑轮的细线相连，小车A放在足够长的光滑水平桌面上，B、C两小物块在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C放在水平地面上.现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直，右侧细线与桌面平行。已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时，整个系统处于静止状态，对A施加一个恒定的水平拉力F后，A向右运动至速度最大时，C刚好离开地面，则此过程中( )
A．弹簧的弹性势能增大
B．小车向右运动至速度最大时，A、B、C加速度均为零
C．拉力F的大小为3mg
D．拉力F做的功为
3．我国某体操运动员在吊环项目中的照片如图所示，若该运动员质量为70kg，开始时两手臂呈竖直状态，现运动员手臂缓慢弯曲，使其重心下降10cm，取重力加速度大小，则该过程中（ ）
A．吊环对该运动员做了70J的正功 B．吊环对该运动员做了70J的负功
C．重力对该运动员做了70J的正功 D．该运动员的重力势能增大了70J
4．如图所示，桌子放于水平地面上，桌面高为。一质量为m的小球处于桌面上方高处的a点，重力加速度为g，小球从a点下落到地面上的c点，下列说法正确的是（ ）
A．若以桌面为零势能参考平面，小球在a点的重力势能为
B．若以桌面为零势能参考平面，小球在桌面c处的重力势能为
C．若以地面为零势能参考平面，小球从a点下落至c点的过程中，重力势能减少
D．若以地面为零势能参考平面，小球从a点下落至c点的过程中，重力势能减少
5．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mv2
C．由A到B小球克服弹力做功为mgh
D．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mgh+
6．用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作用下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．电动机对绳的拉力为12N
B．绳子自由端的移动速度为0.2m/s
C．滑轮组的机械效率为80%
D．有用功的功率为8W
7．在轻质弹簧下端悬挂一质量为0.6kg的物体，当物体静止后，弹簧伸长了2cm．该弹簧的劲度系数为（g为10m/s2）
A．300N/m B．30N/m C．3N/m D．3000N/m
8．某物体沿固定斜面运动，当重力对它做正功时，下列说法正确的是（ ）
A．物体的重力势能一定增加，动能一定减少
B．物体的重力势能一定减少，动能可能不变
C．物体的重力势能可能增加，机械能一定不变
D．物体的重力势能一定减少，机械能一定不变
9．关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是
A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小
C．弹簧长度相同的弹簧具有相同的弹性势能
D．在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大
10．如图所示，质量为m的小球（可视为质点），从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h，当地重力加速度数值为g。若以桌面为参考平面，小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化量分别是（ ）
A．
B．
C．
D．
11．关于弹性势能，下列说法正确的是（ ）
A．发生形变的物体都具有弹性势能
B．重力势能是相对的，弹性势能是绝对的
C．当弹力做功时弹性势能一定增加
D．当物体的弹性势能减小时，弹力一定做了正功
二、多选题
12．如图所示，轻弹簧的两端各受20N拉力F作用，弹簧平衡时伸长了5cm（在弹性限度内），那么下列说法中正确的是（ ）
A．该弹簧的劲度系数k＝4N/cm B．该弹簧的劲度系数k＝8N/cm
C．弹簧所受的合力为40N D．弹簧所受的合力为零
13．如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中（弹簧保持竖直），下列关于能的叙述正确的是
A．弹簧的弹性势能不断增大 B．小球的动能先增大后减小
C．小球的重力势能先增大后减小 D．小球的机械能总和先增大后减小
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
从绳恰好伸直到人第一次下降至最低点的过程中，刚开始时重力大于弹力，人向下做加速运动，后来重力小于弹力，人向下做减速运动，重力等于弹力时，速度最大。
A．先向下做加速运动，加速度向下，后向下做减速运动，加速度向上，所以人先处于失重状态后处于超重状态，故A正确；
B．在该过程中，拉力与运动方向始终相反，绳子的力一直做负功；由于人在下降中速度先增大后减小，则人的动能先增大后减小，故B错误；
C．绳子恰好伸直时，绳子的形变量为零，弹性势能为零；但此时弹力为0，速度不是最大，人的动能不是最大，故C错误；
D．人在最低点时，加速度的方向向上，此时绳子对人的拉力大于人受到的重力，故D错误。
故选A。
2．B
【解析】
【详解】
A．开始时整个系统静止，弹簧压缩量为x，则对B有
kx=mg
得
C恰好离开地面时，弹簧的伸长量仍为
可知弹簧的弹性势能先减小后增大，故A错误。
BCD．小车向右运动至速度最大时，加速度为零，AB的合力为零，C恰好离开地面时，则
F=2mg
拉力做功为
故B正确，CD错误。
故选B。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．吊环对该运动员不做功， AB错误；
CD．重力对运动员做功
J
做正功，运动员的重力势能减小了70J， D错误C正确。
故选C。
4．D
【解析】
【详解】
AB．桌面为零势能参考面，小球在a点的重力势能为，小球在桌面c处的重力势能为，故AB错误；
CD．若以地面为零势能参考平面，小球从a点下落至c点的过程中，重力做功为
重力势能减少，故C错误，D正确。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
A．重力做功
W=mgh
与是否受其它力无关，而从A下降到B下降的高度为h，故A正确；
B．从A下降到B的过程中，根据动能定理
重力势能的减小量
故B错误；
CD．在这个过程中，克服弹力做的功
小球到达位置B时弹簧的弹性势能为
故CD错误。
故选A。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，忽略绳重与摩擦，电动机对绳的拉力
故A错误；
B．绳子自由端移动的距离
s=nh=3×2m=6m
绳子自由端的移动速度
故B错误；
C．拉力做的有用功
W有=Gh=40N×2m=80J
拉力做的总功
W总=Fs=16N×6m=96J
滑轮组的机械效率
故C错误；
D．有用功的功率
故D正确。
故选D。
7．A
【解析】
【详解】
弹簧的弹力等于物体的重力，F=mg=6N，根据胡克定律F=kx得：．故B、C、D错误，A正确．故选A．
【点睛】解决本题的关键掌握胡克定律的公式F=kx．知道x表示弹簧的形变量，不是弹簧的长度．
8．B
【解析】
【详解】
当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少．动能的变化取决于外力对物体做的总功，则知动能可能不变，如物体匀速下降时动能不变，故A错误，B正确；若只有重力做功时，物体的机械能才不变，现在其他力对物体做功情况不清楚，所以不能确定机械能是否不变，故CD错误．所以B正确，ACD错误．
9．D
【解析】
【详解】
当弹簧变长时，它的弹性势能不一定增大，若弹簧处于压缩状态时，弹簧的弹性势能减小．故A错误；若处于压缩状态时，弹簧变短时，弹簧的弹性势能增大．故B错误；由，可知弹簧形变量相同时，弹簧具有相同的弹性势能．故C错误；由，可知在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大，故D正确．故选D．
【点睛】
对于弹簧，当弹簧形变量越大，弹性势能越大．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大．
10．D
【解析】
【详解】
已知小球质量为m，初始位置在桌面上方H出，落地位置在桌面下方h处，以桌面为参考平面，小球在初位置时的重力势能为
小球落地时的重力势能为
小球从开始释放到落地过程中重力势能变化量为
故选项D正确。
11．D
【解析】
【详解】
A．发生完全非弹性形变的任何物体各部分之间没有弹性势能，A错误；
B．重力势能和弹性势能都是相对参考位置而言的，B错误；
CD．根据弹力做功与弹性势能的关系可知，只有弹力做负功时弹性势能才能增加，如果弹力做正功，则弹性势能就会减小，故C错误，D正确。
故选D。
12．AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．该弹簧的劲度系数
选项A正确，B错误；
CD．弹簧两边受到等大反向的拉力，则所受的合力为零，选项C错误，D正确。
故选AD。
13．AB
【解析】
【详解】
在小球刚接触弹簧的时候，弹簧的弹力小于物体的重力，合力向下，小球还是向下加速；当弹簧的弹力和物体的重力相等时，小球的速度达到最大，之后弹力大于重力，小球开始减速，直至减为零．
A. 由于弹簧一直处于压缩状态并且形变量越来越大，所以弹簧的弹性势能一直在增大，故A正确；
B. 根据以上分析，小球的速度先变大后变小，所以动能也是先增大后减小，故B正确；
C. 小球一直向下运动，小球的重力做正功，重力势能一直减小，故C错误；
D.由于在下降的过程中，小球要克服弹簧的弹力做功，所以小球的机械能一直在减小，故D错误．
故选AB
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