人教版必修第二册8.2重力势能练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版必修第二册8.2重力势能练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-30 06:22:01 | ||
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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．物体做自由落体运动，其重力势能与离地高度的变化如图所示，则图中直线斜率表示（ ）
A．m B．g C．mg D．2g
2．一棵树上有一个质量为0.3kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上与A等高处先落到地面C最后滚入沟底D。已知AC、CD的高度差分别为2.2m和3m，以地面C为零势能面，A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示。算出该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是（g取10m/s2）（ ）
A．15.6J和9J B．9J和-9J C．15.6J和-9J D．15.6J和-15.6J
3．蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。跳跃者站在约40米以上（相当于10层楼）高度的桥梁、塔顶等上方， 一条长弹性绳-端固定， 另一端绑在踝关节处，跳跃者两臂伸开、双腿并拢、头朝下离开跳台，图甲为蹦极的场景。一游客从蹦极台下落的速度位移图像如图乙所示，游客及携带装备的总质量为75kg，弹性绳原长为10m，下落15m时游客速度最大，已知弹性绳的弹力与伸长盘的关系符合胡克定律，不计空气阻力和弹性绳的重力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．弹性绳的劲度系数为150N/m
B．下落过程游客始终处于失重状态
C．下落过程弹性绳的弹力一直增大
D．下落l5m时弹性绳的弹性势能最大
4．如图所示为跳远运动员跳到沙坑时的照片。跳远运动过程分为助跑、起跳升高、下落到沙坑滑动、停止运动几个阶段，不考虑空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在助跑阶段，运动员的动能增加，地面作用力对运动员做正功
B．在运动员起跳升高过程，地面作用力对运动员做正功，运动员的重力势能增加
C．运动员起跳后到落到沙坑的过程中，动能保持不变
D．运动员落到沙坑后的过程，沙坑作用力对运动员做负功
5．截面积为S的U形管中，盛有一种密度为ρ的液体，由于底部中间的阀门关闭着，使一边管中的液面高度为h1，另一边管中的液面高度为h2，如图所示，再次把阀门打开，使左右两边相通，当两边液面达到相同高度时，重力做的功为（ ）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，质量为m的小滑块从O点以速度v0沿水平面向左运动，小滑块撞击弹簧后被弹簧弹回并最终静止于O点，则运动过程中弹簧获得的最大弹性势能是( )
A． B． C． D．
7．如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是（ ）
A．如图甲，撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的弹性势能
B．如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能
C．如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能
D．如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能
8．如图所示，轻弹簧下端系一重物，O点为其平衡位置（即重力和弹簧弹力大小相等的位置），今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A点，弹力做功为W1，第二次把它拉到B点后再让其回到A点，弹力做功为W2，已知，弹簧始终在弹性限度内，则这两次弹力做功的关系为（ ）
A． B． C． D．
9．河北省邯郸市的峰峰矿区是全国闻名的煤炭基地，矿井升降机是实现地下深处和地面之间人员快速运送的必备机械。某竖直矿井的深度为120m，某次升降机将一质量为60kg的工作人员从矿井底部运送到地面下方80m处，重力加速度。该工作人员重力势能的变化量为（ ）
A．24000J B．48000J
C． D．
10．如图所示，质量为m的小球从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面高度为h，重力加速度为g，以释放位置所在平面为参考平面，则小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的减小量分别为（ ）
A．0， B．0，
C．， D．，
11．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用木板平托一物块，保持这样的姿势在竖直平面内以速率按顺时针方向做半径为的匀速圆周运动。假设时刻物块在最低点且重力势能为零，关于物块从最低点运动到最高点的过程，下列说法正确的是（ ）
A．物块在最高点受到木板的支持力为
B．物块的重力势能随时间的变化关系为
C．物块在最左侧点时，木板对物块的作用力方向竖直向上
D．物块在运动过程中的加速度不变
12．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。若以地面为零势能参考平面，则苹果刚要落到坑底时的重力势能为（ ）
A． - mgh B．mgH C．mg（H + h） D．mg（H - h）
13．一根长为2m、重为200N的均匀直木杆放在水平地面上，现将它的一端缓慢地从地面抬高0.5m，另一端仍放在地面上，则重力势能增加量为（ ）
A．50J B．100J C．200J D．400J
14．如图所示，质量的物块放置在竖直固定的弹簧上方（未栓接），用力向下压物块至某一位置，然后由静止释放，取该位置为物块运动的起始位置，物块上升过程的图像如图所示，不计空气阻力，重力加速度。则下列说法正确的是（ ）
A．物块运动过程的最大加速度大小为 B．弹簧的劲度系数为
C．弹簧最大弹性势能为 D．物块加速度为0时离开弹簧
15．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．重力做正功，重力势能增加 B．重力做正功，重力势能减少
C．重力做负功，重力势能增加 D．重力做负功，重力势能减少
二、填空题
16．A、B两物体的质量之比为1∶4，离同一参考平面的高度之比为8∶1，则两物体的重力势能之比为_________．如果两物体的质量比不变，重力势能之比为1∶2，则两物体对同一参考平面的高度之比为__________．
17．质量是的铜球，从离地面高处自由下落，其重力势能变为___________（取地面为参考平面）。
18．质量为1kg的物体自足够高处自由落下（不计空气阻力），g取10m/s2，在下落3s的时间内重力对物体所做的功WG=________J．
三、解答题
19．通过探究得到弹性势能的表达式为。式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧伸长（或缩短）的长度。请利用弹性势能的表达式计算下列问题。放在地面上的物体，上端系在劲度系数k＝400N/m的弹簧上，弹簧的另一端拴在跨过定滑轮的绳子上，如图所示。手拉绳子的另一端，当往下拉0.1m时，物体开始离开地面，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地h＝0.5m高处。如果不计弹簧质量和各种摩擦，求拉力所做的功以及弹簧的弹性势能。
20．疫情期间，质量为25kg的小孩在如图所示的小区游乐场荡秋千。小孩可以看作质点，小孩坐在秋千板上静止时，小孩离系绳子的横梁2.5m；如果秋千板摆到最低点时，小孩的速度为5m/s；如果秋千板摆到最高点时，距离最低点1.25m。（取g=10m/）求：
(1)若取秋千板摆到最低点时的最低点为零势能面，小孩在最高点时具有的重力势能为多少？
(2)如果秋千板摆到到最低点时，小孩对秋千板的压力？
21．如图所示，一个质量为、长为的匀质链条置于水平桌面上，使长为的链条垂在桌面下，取桌面为零势能面，则链条的重力势能为多少？
22．动车组是把动力车与非动力车按照预定的参数组合在一起的。如图所示，某实验用动车组由4节动车和4节拖车组成。总质量为m=4×105kg。动车组可以提供的总额定功率P=9.6×106W，若动车组先以恒定加速度a=0.2m/s2由静止开始做匀加速直线运动，达到额定功率后保持功率不变再做变加速直线运动，直至动车组达到最大速度vm=60m/s并开始匀速行驶。行驶过程中所受阻力恒定。
(1)求动车组在匀加速运动阶段的总时问；
(2)若动车组在变加速运动阶段的总时间为400s，求变加速运动的位移大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
根据
可知图像的斜率等于mg。
故选C。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
以地面C为零势能面，根据重力势能的计算公式得D处的重力势能
Ep=mgh=0.3×10×（-3）J=-9J
从A下落到D的过程中重力势能的减少量
ΔEp=mgΔh=0.3×10×（2.2＋3）J=15.6J
故选C。
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．跳跃着先加速后减速，故运动员先处于失重状态后处于超重状态，当合力为0时速度最大，此时弹力等于重力，由
得
故A正确，B错误；
C．绳子的原长为10m，故在下落的10m前，跳跃者只受重力作用，弹性绳的弹力都为0，下落10m后，弹性绳的弹力一直增大，故C错误；
D．当跳跃着下落到最低点，即下落高度为25m，速度为0时，跳跃着减小的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能，此时弹性绳的弹性势能最大，故D错误。
故选A。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．在助跑阶段和起跳过程中，运动员脚部与地面间保持相对静止，力的作用点在地面作用力的方向上没有位移发生，所以地面作用力不做功，故A、B错误；
C．运动员起跳后，在竖直方向上高度先升高后降低，重力先做负功后做正功，所以动能先减小后增大，故C错误；
D．运动员落到沙坑后要先相对沙坑向前滑动一段距离，沙坑作用力对运动员做负功，故D正确。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
两个截面积都是S的管子，底部放在同一水平面上，左边内装的高度为h1、密度为ρ的液体，现把连接两管的阀门打开，使两管中液体高度相等，此时液体的高度为h，所以有
因此从左边移到右边的液体体积为
所以这个过程液体的重力势能变化量等于左边上部分的液体移到右边的重力势能变化，也
即重力做的功为
故选A。
6．B
【解析】
【详解】
设动摩擦因数为μ，O点离弹簧右端距离为L，弹簧最大压缩量为，小滑块从O点运动到弹簧压缩量最大时，速度减为0，由动能定理可得
再分析弹簧压缩量最大到小滑块最终静止的过程，由动能定理可得
联立可得
故弹簧获得的最大弹性势能是，选项B正确，ACD错误。
故选B。
7．B
【解析】
【详解】
A．撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的形变量减小，弹力做正功，所以弹性势能减小，故A错误；
B．人拉长弹簧过程中，弹簧的形变量增大，弹力做负功，弹性势能增加，所以B正确；
C．模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的形变量减小，弹力做正功，所以弹性势能减小，故C错误；
D．小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的形变量减小，弹力做正功，所以弹性势能减小，故D错误；
故选B。
8．D
【解析】
【详解】
弹簧弹力做的功与弹性势能的关系为
可知，两次弹簧的形变量相等，则
故选D。
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
选择矿井底部为零势能面，则该工作人员的重力势能最初为0，运送到地面下方80m处，上升的高度为40m，所以重力势能改变量为
故A正确。
10．D
【解析】
【分析】
【详解】
以释放位置所在平面为参考平面，那么小球落地时的重力势能为
Ep1=-mg(H+h)
整个过程中小球重力势能的减少量为
△Ep=mg △h=mg（H+h）
故选D。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．物块在最高点时，根据牛顿第二定律
解得物块受到木板的支持力为
选项A错误；
B．物块的重力势能随时间的变化关系为
选项B正确；
C．物块在最左侧点时，木板对物块有竖直向上的支持力mg以及指向圆心方向的静摩擦力，则木板对物块的作用力方向不是竖直向上，选项C错误；
D．物块在运动过程中的加速度大小不变，但是方向不断变化，选项D错误。
故选B。
12．A
【解析】
【详解】
以地面为零势能面，坑在地面以下，所以苹果落到坑中时的重力势能为
Ep= - mgh
故选A。
13．A
【解析】
【详解】
由几何关系可知在物体上升的过程中，物体的重心向上运动了
则重力势能增加量为
故选A。
14．A
【解析】
【分析】
【详解】
AD．由图可知，在位移为0.2m处加速度为零，在位移为0.3m后，加速度不变，即物体离开了弹簧，其加速度为重力加速度。所以有
在起始位置物体加速度最大，有
解得
A正确，D错误；
B．弹簧的劲度系数为
B错误；
C．弹簧恢复形变的过程中，弹簧弹力做的功为
C错误。
故选A。
15．C
【解析】
【分析】
【详解】
运动员从起跳到飞越横杆的过程中，重心升高，则重力做负功，重力势能增加。
故选C。
16． 2∶1 2∶1
【解析】
【详解】
[1][2]．A、B两物体的质量之比为1∶4，离同一参考平面的高度之比为8∶1，根据EP=mgh，则两物体的重力势能之比为2:1；如果两物体的质量比不变，重力势能之比为1∶2，根据EP=mgh，则两物体对同一参考平面的高度之比为2:1.
17．500J
【解析】
【详解】
[1]下落高度
物体的重力势能
18．450
【解析】
【详解】
3s内物体的位移为：h=gt2=×10×9＝45m；
则下落3s的时间内重力对物体做的功为：WG=mgh=1×10×45=450J．
19．22J；2J
【解析】
【详解】
由题意知弹簧的最大伸长量x＝0.1m
弹性势能
刚好离开地面时，G＝F＝kx＝400×0.1N＝40N
则物体缓慢升高，F＝40N，物体上升h＝0.5m
拉力克服重力做功W＝Fl＝mgh＝40×0.5J＝20J
则拉力共做功W′＝（20＋2）J＝22J
20．(1) 312.5J ；(2) 500N，方向竖直向下
【解析】
【详解】
(1)若取最低点为零势能面，小孩在最高点时具有的重力势能为EP，h=1.25m，根据公式EP=mgh得
EP=25×10×1.25J=312.5J
(2)小孩到最低点时，受到重力mg、秋千板对小孩的支持力FN，根据牛顿第二定律
得
FN=500N
根据牛顿第三定律，得
小孩到最低点时，对秋千板的压力为500N，方向竖直向下
21．
【解析】
【分析】
【详解】
链条水平部分的重力势能为零，竖直部分的重心的高度为，故竖直部分的重力势能为
则链条的重力势能为。
22．(1) 200s；(2) 2.15×104m
【解析】
【详解】
(1)设动车组在运动中所受阻力为f，动车组的牵引力为F，动车组以最大速度匀速运动时
F=f
动车组总功率
P=Fvm
设动车组在匀加速阶段所提供的牵引力为F′，匀加速运动的末速度为v′，由牛顿第二定律有
F′-f=ma
动车组总功率
P=F′v′
运动学公式
v′=at1
解得匀加速运动的时间
t1=200s
(2)设动车组变加速运动的位移为x，根据动能定理
解得
x=2.15×104m
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．物体做自由落体运动，其重力势能与离地高度的变化如图所示，则图中直线斜率表示（ ）
A．m B．g C．mg D．2g
2．一棵树上有一个质量为0.3kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上与A等高处先落到地面C最后滚入沟底D。已知AC、CD的高度差分别为2.2m和3m，以地面C为零势能面，A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示。算出该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是（g取10m/s2）（ ）
A．15.6J和9J B．9J和-9J C．15.6J和-9J D．15.6J和-15.6J
3．蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。跳跃者站在约40米以上（相当于10层楼）高度的桥梁、塔顶等上方， 一条长弹性绳-端固定， 另一端绑在踝关节处，跳跃者两臂伸开、双腿并拢、头朝下离开跳台，图甲为蹦极的场景。一游客从蹦极台下落的速度位移图像如图乙所示，游客及携带装备的总质量为75kg，弹性绳原长为10m，下落15m时游客速度最大，已知弹性绳的弹力与伸长盘的关系符合胡克定律，不计空气阻力和弹性绳的重力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．弹性绳的劲度系数为150N/m
B．下落过程游客始终处于失重状态
C．下落过程弹性绳的弹力一直增大
D．下落l5m时弹性绳的弹性势能最大
4．如图所示为跳远运动员跳到沙坑时的照片。跳远运动过程分为助跑、起跳升高、下落到沙坑滑动、停止运动几个阶段，不考虑空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在助跑阶段，运动员的动能增加，地面作用力对运动员做正功
B．在运动员起跳升高过程，地面作用力对运动员做正功，运动员的重力势能增加
C．运动员起跳后到落到沙坑的过程中，动能保持不变
D．运动员落到沙坑后的过程，沙坑作用力对运动员做负功
5．截面积为S的U形管中，盛有一种密度为ρ的液体，由于底部中间的阀门关闭着，使一边管中的液面高度为h1，另一边管中的液面高度为h2，如图所示，再次把阀门打开，使左右两边相通，当两边液面达到相同高度时，重力做的功为（ ）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，质量为m的小滑块从O点以速度v0沿水平面向左运动，小滑块撞击弹簧后被弹簧弹回并最终静止于O点，则运动过程中弹簧获得的最大弹性势能是( )
A． B． C． D．
7．如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是（ ）
A．如图甲，撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的弹性势能
B．如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能
C．如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能
D．如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能
8．如图所示，轻弹簧下端系一重物，O点为其平衡位置（即重力和弹簧弹力大小相等的位置），今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A点，弹力做功为W1，第二次把它拉到B点后再让其回到A点，弹力做功为W2，已知，弹簧始终在弹性限度内，则这两次弹力做功的关系为（ ）
A． B． C． D．
9．河北省邯郸市的峰峰矿区是全国闻名的煤炭基地，矿井升降机是实现地下深处和地面之间人员快速运送的必备机械。某竖直矿井的深度为120m，某次升降机将一质量为60kg的工作人员从矿井底部运送到地面下方80m处，重力加速度。该工作人员重力势能的变化量为（ ）
A．24000J B．48000J
C． D．
10．如图所示，质量为m的小球从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面高度为h，重力加速度为g，以释放位置所在平面为参考平面，则小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的减小量分别为（ ）
A．0， B．0，
C．， D．，
11．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用木板平托一物块，保持这样的姿势在竖直平面内以速率按顺时针方向做半径为的匀速圆周运动。假设时刻物块在最低点且重力势能为零，关于物块从最低点运动到最高点的过程，下列说法正确的是（ ）
A．物块在最高点受到木板的支持力为
B．物块的重力势能随时间的变化关系为
C．物块在最左侧点时，木板对物块的作用力方向竖直向上
D．物块在运动过程中的加速度不变
12．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。若以地面为零势能参考平面，则苹果刚要落到坑底时的重力势能为（ ）
A． - mgh B．mgH C．mg（H + h） D．mg（H - h）
13．一根长为2m、重为200N的均匀直木杆放在水平地面上，现将它的一端缓慢地从地面抬高0.5m，另一端仍放在地面上，则重力势能增加量为（ ）
A．50J B．100J C．200J D．400J
14．如图所示，质量的物块放置在竖直固定的弹簧上方（未栓接），用力向下压物块至某一位置，然后由静止释放，取该位置为物块运动的起始位置，物块上升过程的图像如图所示，不计空气阻力，重力加速度。则下列说法正确的是（ ）
A．物块运动过程的最大加速度大小为 B．弹簧的劲度系数为
C．弹簧最大弹性势能为 D．物块加速度为0时离开弹簧
15．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．重力做正功，重力势能增加 B．重力做正功，重力势能减少
C．重力做负功，重力势能增加 D．重力做负功，重力势能减少
二、填空题
16．A、B两物体的质量之比为1∶4，离同一参考平面的高度之比为8∶1，则两物体的重力势能之比为_________．如果两物体的质量比不变，重力势能之比为1∶2，则两物体对同一参考平面的高度之比为__________．
17．质量是的铜球，从离地面高处自由下落，其重力势能变为___________（取地面为参考平面）。
18．质量为1kg的物体自足够高处自由落下（不计空气阻力），g取10m/s2，在下落3s的时间内重力对物体所做的功WG=________J．
三、解答题
19．通过探究得到弹性势能的表达式为。式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧伸长（或缩短）的长度。请利用弹性势能的表达式计算下列问题。放在地面上的物体，上端系在劲度系数k＝400N/m的弹簧上，弹簧的另一端拴在跨过定滑轮的绳子上，如图所示。手拉绳子的另一端，当往下拉0.1m时，物体开始离开地面，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地h＝0.5m高处。如果不计弹簧质量和各种摩擦，求拉力所做的功以及弹簧的弹性势能。
20．疫情期间，质量为25kg的小孩在如图所示的小区游乐场荡秋千。小孩可以看作质点，小孩坐在秋千板上静止时，小孩离系绳子的横梁2.5m；如果秋千板摆到最低点时，小孩的速度为5m/s；如果秋千板摆到最高点时，距离最低点1.25m。（取g=10m/）求：
(1)若取秋千板摆到最低点时的最低点为零势能面，小孩在最高点时具有的重力势能为多少？
(2)如果秋千板摆到到最低点时，小孩对秋千板的压力？
21．如图所示，一个质量为、长为的匀质链条置于水平桌面上，使长为的链条垂在桌面下，取桌面为零势能面，则链条的重力势能为多少？
22．动车组是把动力车与非动力车按照预定的参数组合在一起的。如图所示，某实验用动车组由4节动车和4节拖车组成。总质量为m=4×105kg。动车组可以提供的总额定功率P=9.6×106W，若动车组先以恒定加速度a=0.2m/s2由静止开始做匀加速直线运动，达到额定功率后保持功率不变再做变加速直线运动，直至动车组达到最大速度vm=60m/s并开始匀速行驶。行驶过程中所受阻力恒定。
(1)求动车组在匀加速运动阶段的总时问；
(2)若动车组在变加速运动阶段的总时间为400s，求变加速运动的位移大小。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
根据
可知图像的斜率等于mg。
故选C。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
以地面C为零势能面，根据重力势能的计算公式得D处的重力势能
Ep=mgh=0.3×10×（-3）J=-9J
从A下落到D的过程中重力势能的减少量
ΔEp=mgΔh=0.3×10×（2.2＋3）J=15.6J
故选C。
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．跳跃着先加速后减速，故运动员先处于失重状态后处于超重状态，当合力为0时速度最大，此时弹力等于重力，由
得
故A正确，B错误；
C．绳子的原长为10m，故在下落的10m前，跳跃者只受重力作用，弹性绳的弹力都为0，下落10m后，弹性绳的弹力一直增大，故C错误；
D．当跳跃着下落到最低点，即下落高度为25m，速度为0时，跳跃着减小的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能，此时弹性绳的弹性势能最大，故D错误。
故选A。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．在助跑阶段和起跳过程中，运动员脚部与地面间保持相对静止，力的作用点在地面作用力的方向上没有位移发生，所以地面作用力不做功，故A、B错误；
C．运动员起跳后，在竖直方向上高度先升高后降低，重力先做负功后做正功，所以动能先减小后增大，故C错误；
D．运动员落到沙坑后要先相对沙坑向前滑动一段距离，沙坑作用力对运动员做负功，故D正确。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
两个截面积都是S的管子，底部放在同一水平面上，左边内装的高度为h1、密度为ρ的液体，现把连接两管的阀门打开，使两管中液体高度相等，此时液体的高度为h，所以有
因此从左边移到右边的液体体积为
所以这个过程液体的重力势能变化量等于左边上部分的液体移到右边的重力势能变化，也
即重力做的功为
故选A。
6．B
【解析】
【详解】
设动摩擦因数为μ，O点离弹簧右端距离为L，弹簧最大压缩量为，小滑块从O点运动到弹簧压缩量最大时，速度减为0，由动能定理可得
再分析弹簧压缩量最大到小滑块最终静止的过程，由动能定理可得
联立可得
故弹簧获得的最大弹性势能是，选项B正确，ACD错误。
故选B。
7．B
【解析】
【详解】
A．撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的形变量减小，弹力做正功，所以弹性势能减小，故A错误；
B．人拉长弹簧过程中，弹簧的形变量增大，弹力做负功，弹性势能增加，所以B正确；
C．模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的形变量减小，弹力做正功，所以弹性势能减小，故C错误；
D．小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的形变量减小，弹力做正功，所以弹性势能减小，故D错误；
故选B。
8．D
【解析】
【详解】
弹簧弹力做的功与弹性势能的关系为
可知，两次弹簧的形变量相等，则
故选D。
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
选择矿井底部为零势能面，则该工作人员的重力势能最初为0，运送到地面下方80m处，上升的高度为40m，所以重力势能改变量为
故A正确。
10．D
【解析】
【分析】
【详解】
以释放位置所在平面为参考平面，那么小球落地时的重力势能为
Ep1=-mg(H+h)
整个过程中小球重力势能的减少量为
△Ep=mg △h=mg（H+h）
故选D。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．物块在最高点时，根据牛顿第二定律
解得物块受到木板的支持力为
选项A错误；
B．物块的重力势能随时间的变化关系为
选项B正确；
C．物块在最左侧点时，木板对物块有竖直向上的支持力mg以及指向圆心方向的静摩擦力，则木板对物块的作用力方向不是竖直向上，选项C错误；
D．物块在运动过程中的加速度大小不变，但是方向不断变化，选项D错误。
故选B。
12．A
【解析】
【详解】
以地面为零势能面，坑在地面以下，所以苹果落到坑中时的重力势能为
Ep= - mgh
故选A。
13．A
【解析】
【详解】
由几何关系可知在物体上升的过程中，物体的重心向上运动了
则重力势能增加量为
故选A。
14．A
【解析】
【分析】
【详解】
AD．由图可知，在位移为0.2m处加速度为零，在位移为0.3m后，加速度不变，即物体离开了弹簧，其加速度为重力加速度。所以有
在起始位置物体加速度最大，有
解得
A正确，D错误；
B．弹簧的劲度系数为
B错误；
C．弹簧恢复形变的过程中，弹簧弹力做的功为
C错误。
故选A。
15．C
【解析】
【分析】
【详解】
运动员从起跳到飞越横杆的过程中，重心升高，则重力做负功，重力势能增加。
故选C。
16． 2∶1 2∶1
【解析】
【详解】
[1][2]．A、B两物体的质量之比为1∶4，离同一参考平面的高度之比为8∶1，根据EP=mgh，则两物体的重力势能之比为2:1；如果两物体的质量比不变，重力势能之比为1∶2，根据EP=mgh，则两物体对同一参考平面的高度之比为2:1.
17．500J
【解析】
【详解】
[1]下落高度
物体的重力势能
18．450
【解析】
【详解】
3s内物体的位移为：h=gt2=×10×9＝45m；
则下落3s的时间内重力对物体做的功为：WG=mgh=1×10×45=450J．
19．22J；2J
【解析】
【详解】
由题意知弹簧的最大伸长量x＝0.1m
弹性势能
刚好离开地面时，G＝F＝kx＝400×0.1N＝40N
则物体缓慢升高，F＝40N，物体上升h＝0.5m
拉力克服重力做功W＝Fl＝mgh＝40×0.5J＝20J
则拉力共做功W′＝（20＋2）J＝22J
20．(1) 312.5J ；(2) 500N，方向竖直向下
【解析】
【详解】
(1)若取最低点为零势能面，小孩在最高点时具有的重力势能为EP，h=1.25m，根据公式EP=mgh得
EP=25×10×1.25J=312.5J
(2)小孩到最低点时，受到重力mg、秋千板对小孩的支持力FN，根据牛顿第二定律
得
FN=500N
根据牛顿第三定律，得
小孩到最低点时，对秋千板的压力为500N，方向竖直向下
21．
【解析】
【分析】
【详解】
链条水平部分的重力势能为零，竖直部分的重心的高度为，故竖直部分的重力势能为
则链条的重力势能为。
22．(1) 200s；(2) 2.15×104m
【解析】
【详解】
(1)设动车组在运动中所受阻力为f，动车组的牵引力为F，动车组以最大速度匀速运动时
F=f
动车组总功率
P=Fvm
设动车组在匀加速阶段所提供的牵引力为F′，匀加速运动的末速度为v′，由牛顿第二定律有
F′-f=ma
动车组总功率
P=F′v′
运动学公式
v′=at1
解得匀加速运动的时间
t1=200s
(2)设动车组变加速运动的位移为x，根据动能定理
解得
x=2.15×104m
答案第1页，共2页
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