8.2重力势能 专题复习 -2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.2重力势能 专题复习 -2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 322.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-18 13:38:29 | ||
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文档简介
8.2重力势能专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，质量为m的物体放在水平地面上，物体上方安装一劲度系数为k的轻弹簧．在弹簧处于原长时，用手拉着其上端P点很缓慢地向上移动，直到物体脱离地面向上移动一段距离．在这一过程中，P点的位移为H，则物体重力势能的增加量为（ ）
A． B．
C． D．
2．如图所示，一根长为L的轻质细绳，一端悬挂于O点，另一端系一可视为质点的质量为m的小球，把小球拉到与O点等高的A点，细绳处于伸直状态．释放小球，则小球从A点沿圆周运动到最低点B的过程中，重力势能变化的情况是：
A．增加了mgL B．减少了mgL
C．减少了 D．减少了
3．如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（ ）
A．沿轨道1滑下重力做功多
B．沿轨道2滑下重力做功多
C．沿轨道3滑下重力做功多
D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多
4．如图所示，D、A、B、C四点的水平间距相等，DA、AB、BC在竖直方向上的高度差之比为1：4：9．在A、B、C三点分别放置相同的小球，释放三个压缩的弹簧，小球沿水平方向弹出，小球均落在D点，不计空气阻力，则下列关于A、B、C三点处的小球说法正确的是（ ）
A．三个小球在空中运动的时间之比为1：2：3
B．三个小球弹出时的动能之比为1：4：9
C．三个小球在空中运动过程中重力做功之比为1：5：14
D．三个小球落地时的动能之比为2：5：10
5．场是物质的一种存在形式，如果某种场的场力做功与路径无关，在这种场中就可以引入“势能”的概念，势能的变化可以用场力做功来量度，静电力存在的空间称为静电场，由于静电力做功与路径无关，在静电场中可以引入“电势能”的概念；与之类似，重力存在的空间称为重力场，由于重力做功与路径无关，在重力场中也可以引入“重力势能”的概念，如图所示，质量为m的物体由A点竖直向下运动到B点，已知A点距离地面的高度为h1，B点距离地面的高度为h2，重力加速度为g，则在此过程中，重力势能的变化量等于（ ）
A． B．
C． D．
6．某高速行驶的汽车由于刹车失灵，司机将汽车驶入外侧的斜坡式避险车道，如图所示。在汽车冲上斜坡做减速运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．汽车的重力做正功 B．汽车的重力做负功
C．汽车的重力势能减小 D．汽车的重力势能不变
7．如图所示，重物P放在一长木板OA上，在将长木板绕O端转过一个小角度的过程中，重物P相对于木板始终保持静止．关于木板对重物P的摩擦力和弹力的做功情况是：
A．摩擦力对重物不做功 B．摩擦力对重物做负功
C．弹力对重物不做功 D．弹力对重物做负功
8．物体在某运动过程中，重力对它做了40J的负功，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的运动路径一定是竖直向上的直线
B．物体的重力势能一定增加了40J
C．物体的重力势能一定减少了40J
D．物体重力势能的改变量不一定等于40J
9．关于以下各物理的理解，正确的是（ ）
A．位移是矢量，-3m比-5m大 B．速度是矢量，-3m/s比-5m/s大
C．功是标量，做功5J比-5J多 D．重力势能是标量，-3J比-5J大
10．根据生活经验可知，处于自然状态的水都是往低处流的，当水不再流动时，水面应该处于同一高度。在著名的牛顿“水桶实验”中发现：将一桶水绕竖直固定中心转轴OO′以恒定的角速度转动，稳定时水面呈凹状，水桶截面图如图所示。这一现象可解释为，以桶为参考系，其中的水除受重力外，还受到一个与转轴垂直的“力”，其方向背离转轴，大小与到轴的垂直距离成正比。水面上的一个小水滴在该力作用下也具有一个对应的“势能”，在重力和该力的共同作用下，水面上相同质量的小水滴最终将具有相同的总势能。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（ ）
A．该“力”对水面上小水滴做功与路径有关
B．小水滴沿水面向上移动时，该“势能”不变
C．小水滴沿水面向上移动时，重力势能的增加量等于该“势能”的减少量
D．小水滴沿水面向上移动时，受到重力和该“力”的合力大小不变
11．如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是（ ）
A．重力势能减少，弹性势能增大 B．重力势能增大，弹性势能减少
C．重力势能减少，弹性势能减少 D．重力势能不变，弹性势能增大
12．如图所示，物体A的质量大于B的质量，绳子的质量，绳与滑轮间的摩擦可不计，A、B恰好处于平衡状态，如果将悬点P靠近Q少许使系统重新平衡，则（ ）
A．物体A的重力势能增大
B．物体B的重力势能增大
C．绳的张力减小
D．P处绳与竖直方向的夹角减小
13．某弹簧的弹力(F)-伸长量(x)图像如图所示，那么弹簧由被拉长2cm到被拉长4cm的过程中，弹力做功和弹性势能的变化量为：
A．0.3 J，0.3 J B．-0.3 J，0.3 J C．0.6 J，0.6 J D．-0.6 J，0.6 J
14．做平抛运动的物体，物体的重力势能跟运动速度的关系如图所示，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
15．一蹦极运动员身系弹性太极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离，假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A．蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员速度一直减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力先做负功后做正功
C．运动员下落过程中，重力势能的减小量与弹力做功相等
D．运动员下落过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关
二、填空题（共4题）
16．重为50N的物体，在恒定拉力作用下以1m/s2的加速度，竖直升高10m，此过程中物体的重力势能变化了_____J，拉力做功_____J．
17．质量为的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面的高度为，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能为___J，整个下落过程中重力做功__J．
18．如图，两截半径分别为2R和R的圆筒，底部放在同一水平面上，大筒内装的高度为H、密度为ρ的液体，现把连接两筒的阀门打开，使两筒中液体高度相等，则此时右筒内液体高度为__________，这一过程中重力做功为__________。
19．一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，他的实验如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面，水平距离为S.
（1）小钢球从桌子边缘水平飞出时的速度大小是多少？_______ （用h、S、g表示）
（2）请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h，水平距离S，重力加速度g等物理量的关系式：_______________________________.
（3）弹簧的压缩量x与对应的钢球在空气中飞行的水平距离S的实验数据如下表所示：
弹簧长度压缩量x(cm) 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
钢球飞行水平距离S(m) 1.01 1.50 2.01 2.48 3.01 3.50
从上面的实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧长度的压缩量x之间的关系__________________.
三、综合题（共4题）
20．质量为的小球从距水平地面高为h的位置以的速度水平抛出，小球抛出点与落地点之间的水平距离为，不计空气阻力，取。求：
（1）小球在空中飞行的时间t；
（2）小球抛出时的高度h；
（3）小球下落过程中重力做的功W。
21．以初速度v0=12m/s竖直向上抛出一质量为m=1kg的小物块，假定物块所受的空气阻力f=2N大小不变，经一段时间后回到抛出点，已知重力加速度为g=10m/s2，则物体：
（1）上升的最大高度H为多少
（2）若选择抛出点为重力势能零势能面，上升至离抛出点高度h为多少时重力势能等于动能
22．一小物块从全长为5m、倾角为37°的斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）求：
（1）小物块的质量m和下滑过程中的加速度a；
（2）斜面和小物块间的滑动摩擦因数μ；
（3）当小物块的动能与重力势能相等时，沿斜面下滑的时间t。
23．一弹簧的劲度系数为k，把弹簧的一端固定，另一端连接一个物体，如图所示.若O点是弹簧自由伸长时物体所在的位置，试求当弹簧的伸长量（或压缩量）为x时，弹簧的弹性势能为多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．D
4．C
5．C
6．B
7．A
8．B
9．D
10．C
11．A
12．A
13．B
14．C
15．C
16． 500 550
17．
18．
19． （1） （2） （3）EP与x2成正比
20．（1）3s；（2）45m；（3）450J
21．（1）；（2）
22．（1）1kg，a大小为2m/s2，方向沿斜面向下；（2）0.5；（3）1.94s
23．
答案第1页，共2页
一、选择题（共15题）
1．如图所示，质量为m的物体放在水平地面上，物体上方安装一劲度系数为k的轻弹簧．在弹簧处于原长时，用手拉着其上端P点很缓慢地向上移动，直到物体脱离地面向上移动一段距离．在这一过程中，P点的位移为H，则物体重力势能的增加量为（ ）
A． B．
C． D．
2．如图所示，一根长为L的轻质细绳，一端悬挂于O点，另一端系一可视为质点的质量为m的小球，把小球拉到与O点等高的A点，细绳处于伸直状态．释放小球，则小球从A点沿圆周运动到最低点B的过程中，重力势能变化的情况是：
A．增加了mgL B．减少了mgL
C．减少了 D．减少了
3．如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（ ）
A．沿轨道1滑下重力做功多
B．沿轨道2滑下重力做功多
C．沿轨道3滑下重力做功多
D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多
4．如图所示，D、A、B、C四点的水平间距相等，DA、AB、BC在竖直方向上的高度差之比为1：4：9．在A、B、C三点分别放置相同的小球，释放三个压缩的弹簧，小球沿水平方向弹出，小球均落在D点，不计空气阻力，则下列关于A、B、C三点处的小球说法正确的是（ ）
A．三个小球在空中运动的时间之比为1：2：3
B．三个小球弹出时的动能之比为1：4：9
C．三个小球在空中运动过程中重力做功之比为1：5：14
D．三个小球落地时的动能之比为2：5：10
5．场是物质的一种存在形式，如果某种场的场力做功与路径无关，在这种场中就可以引入“势能”的概念，势能的变化可以用场力做功来量度，静电力存在的空间称为静电场，由于静电力做功与路径无关，在静电场中可以引入“电势能”的概念；与之类似，重力存在的空间称为重力场，由于重力做功与路径无关，在重力场中也可以引入“重力势能”的概念，如图所示，质量为m的物体由A点竖直向下运动到B点，已知A点距离地面的高度为h1，B点距离地面的高度为h2，重力加速度为g，则在此过程中，重力势能的变化量等于（ ）
A． B．
C． D．
6．某高速行驶的汽车由于刹车失灵，司机将汽车驶入外侧的斜坡式避险车道，如图所示。在汽车冲上斜坡做减速运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．汽车的重力做正功 B．汽车的重力做负功
C．汽车的重力势能减小 D．汽车的重力势能不变
7．如图所示，重物P放在一长木板OA上，在将长木板绕O端转过一个小角度的过程中，重物P相对于木板始终保持静止．关于木板对重物P的摩擦力和弹力的做功情况是：
A．摩擦力对重物不做功 B．摩擦力对重物做负功
C．弹力对重物不做功 D．弹力对重物做负功
8．物体在某运动过程中，重力对它做了40J的负功，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的运动路径一定是竖直向上的直线
B．物体的重力势能一定增加了40J
C．物体的重力势能一定减少了40J
D．物体重力势能的改变量不一定等于40J
9．关于以下各物理的理解，正确的是（ ）
A．位移是矢量，-3m比-5m大 B．速度是矢量，-3m/s比-5m/s大
C．功是标量，做功5J比-5J多 D．重力势能是标量，-3J比-5J大
10．根据生活经验可知，处于自然状态的水都是往低处流的，当水不再流动时，水面应该处于同一高度。在著名的牛顿“水桶实验”中发现：将一桶水绕竖直固定中心转轴OO′以恒定的角速度转动，稳定时水面呈凹状，水桶截面图如图所示。这一现象可解释为，以桶为参考系，其中的水除受重力外，还受到一个与转轴垂直的“力”，其方向背离转轴，大小与到轴的垂直距离成正比。水面上的一个小水滴在该力作用下也具有一个对应的“势能”，在重力和该力的共同作用下，水面上相同质量的小水滴最终将具有相同的总势能。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（ ）
A．该“力”对水面上小水滴做功与路径有关
B．小水滴沿水面向上移动时，该“势能”不变
C．小水滴沿水面向上移动时，重力势能的增加量等于该“势能”的减少量
D．小水滴沿水面向上移动时，受到重力和该“力”的合力大小不变
11．如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是（ ）
A．重力势能减少，弹性势能增大 B．重力势能增大，弹性势能减少
C．重力势能减少，弹性势能减少 D．重力势能不变，弹性势能增大
12．如图所示，物体A的质量大于B的质量，绳子的质量，绳与滑轮间的摩擦可不计，A、B恰好处于平衡状态，如果将悬点P靠近Q少许使系统重新平衡，则（ ）
A．物体A的重力势能增大
B．物体B的重力势能增大
C．绳的张力减小
D．P处绳与竖直方向的夹角减小
13．某弹簧的弹力(F)-伸长量(x)图像如图所示，那么弹簧由被拉长2cm到被拉长4cm的过程中，弹力做功和弹性势能的变化量为：
A．0.3 J，0.3 J B．-0.3 J，0.3 J C．0.6 J，0.6 J D．-0.6 J，0.6 J
14．做平抛运动的物体，物体的重力势能跟运动速度的关系如图所示，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
15．一蹦极运动员身系弹性太极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离，假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A．蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员速度一直减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力先做负功后做正功
C．运动员下落过程中，重力势能的减小量与弹力做功相等
D．运动员下落过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关
二、填空题（共4题）
16．重为50N的物体，在恒定拉力作用下以1m/s2的加速度，竖直升高10m，此过程中物体的重力势能变化了_____J，拉力做功_____J．
17．质量为的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面的高度为，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能为___J，整个下落过程中重力做功__J．
18．如图，两截半径分别为2R和R的圆筒，底部放在同一水平面上，大筒内装的高度为H、密度为ρ的液体，现把连接两筒的阀门打开，使两筒中液体高度相等，则此时右筒内液体高度为__________，这一过程中重力做功为__________。
19．一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，他的实验如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面，水平距离为S.
（1）小钢球从桌子边缘水平飞出时的速度大小是多少？_______ （用h、S、g表示）
（2）请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h，水平距离S，重力加速度g等物理量的关系式：_______________________________.
（3）弹簧的压缩量x与对应的钢球在空气中飞行的水平距离S的实验数据如下表所示：
弹簧长度压缩量x(cm) 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
钢球飞行水平距离S(m) 1.01 1.50 2.01 2.48 3.01 3.50
从上面的实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧长度的压缩量x之间的关系__________________.
三、综合题（共4题）
20．质量为的小球从距水平地面高为h的位置以的速度水平抛出，小球抛出点与落地点之间的水平距离为，不计空气阻力，取。求：
（1）小球在空中飞行的时间t；
（2）小球抛出时的高度h；
（3）小球下落过程中重力做的功W。
21．以初速度v0=12m/s竖直向上抛出一质量为m=1kg的小物块，假定物块所受的空气阻力f=2N大小不变，经一段时间后回到抛出点，已知重力加速度为g=10m/s2，则物体：
（1）上升的最大高度H为多少
（2）若选择抛出点为重力势能零势能面，上升至离抛出点高度h为多少时重力势能等于动能
22．一小物块从全长为5m、倾角为37°的斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）求：
（1）小物块的质量m和下滑过程中的加速度a；
（2）斜面和小物块间的滑动摩擦因数μ；
（3）当小物块的动能与重力势能相等时，沿斜面下滑的时间t。
23．一弹簧的劲度系数为k，把弹簧的一端固定，另一端连接一个物体，如图所示.若O点是弹簧自由伸长时物体所在的位置，试求当弹簧的伸长量（或压缩量）为x时，弹簧的弹性势能为多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．D
4．C
5．C
6．B
7．A
8．B
9．D
10．C
11．A
12．A
13．B
14．C
15．C
16． 500 550
17．
18．
19． （1） （2） （3）EP与x2成正比
20．（1）3s；（2）45m；（3）450J
21．（1）；（2）
22．（1）1kg，a大小为2m/s2，方向沿斜面向下；（2）0.5；（3）1.94s
23．
答案第1页，共2页