新课标人教版高中物理必修2第七章第4节《重力势能》同步练习.doc
文档属性
| 名称 | 新课标人教版高中物理必修2第七章第4节《重力势能》同步练习.doc |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 337.5KB | ||
| 资源类型 | 素材 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-09-16 11:59:39 | ||
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文档简介
人教版物理高二必修二第七章第四节重力势能同步练习题
一、选择题
1、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，所以重力势能是矢量
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
答案：D
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：A、重力势能与重物的重量、高度等有关，故A错误；
B、重力势能是标量，其负值表示重力势能低于零势面；故B错误；
C、重力做功时重力势能发生改变；但不做功时物体也具有重力势能；故C错误；
D、重力做功引起重力势能的变化；故D正确；
故选：D．
分析：重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大．
2、物块克服重力做功20J，则它的重力势能（ ）
A．增加20J
B．减少20J
C．不变
D．不能确定
答案：A
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：由物体克服重力做的功等于重力势能的增加量可知，重力势能增加20J．
故A正确．
故选：A．
分析：重力做负功，重力势能增加，且物体克服重力做的功等于重力势能的增加量．
3、如图所示，质量为m的小球，从离桌面H高处自由下落，已知桌面离地高度为h，若以桌面为参考平面，则小球落到地面时的重力势能为（g为重力加速度）（ ）
A．-mgh
B．-mg（H+h）
C．mgH
D．mg（H-h）
答案：A
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：以桌面为零势能参考平面，小球落到地面时的高度为-h，重力势能为：；
故选：A．
分析：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能．对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定．物体质量越大、位置越高、做功本领越大，物体具有的重力势能就越大，其表达式为：
4、下列说法中正确的是（ ）
A．地面上的物体重力势能一定为零
B．质量大的物体重力势能一定大
C．不同的物体中离地面最高的物体其重力势能最大
D．离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零
答案：D
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：A、地面上的物体重力势能不一定为零，若规定地面为零参考平面时，则此时重力势能为零．故A错误；
B、质量大的物体重力势能不一定大，同时要看高度．故B错误；
C、相同的物体中离地面最高的物体其重力势能最大，而不同物体则不一定．故C错误；
D、离地面有一定高度的物体其重力势能可能零，因为可选此高度的平面为零参考平面．故D正确；
故选：D
分析：因物体被举高而具有的能叫重力势能，重力势能与物体的质量及高度有关．重力势能须要确定零参考平面后才有意义．所以物体在参考平面下方时重力势能小于零，在参考平面上方时重力势能大于零．
5、一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是（ ）
A．铁块的重力势能大于木块的重力势能
B．铁块的重力势能等于木块的重力势能
C．铁块的重力势能小于木块的重力势能
D．上述三种情况都有可能
答案：C
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：实心的正方体铁块与木块，质量相等，由于铁块的密度大，体积小，所以铁块的重心离地面的高度小，根据重力势能的表达式，可知铁块的重力势能小于木块的重力势能．故C正确，ABD错误．
故选：C．
分析：质量相等正方体的铁块和木块，因为密度不同，所以体积不同，边长不同，重心离地面的高度不同，根据重力势能的表达式，进行求解．
6、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，下列所示图象中，能正确反映和h之间关系的是（ ）
A．
B．
C．
D．
答案：B
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：由于重力做功和重力势能变化关系可得：，由数学知识可知势能与h的图象为倾斜向下的直线，故B正确，ACD错误．
故选：B
分析：由于重力做功和重力势能变化关系可得：，进而判定势能与h的图象．
7、下列关于重力势能的说法中正确的是（ ）
A．重力势能的大小只由重物本身决定
B．重力势能恒大于零
C．当物体放在地面上，它具有的重力势能一定为零
D．重力势能是相对于零势能面而言的，因此重力势能具有相对性
答案：D
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：A、由公式可知，重力势能是由重物的重力和重物相对于零势能面的高度共同决定的，故A错误．
B、重力势能是相对的，当物体在参考平面的下方时重力势能为负，故B错误．
C、重力势能具有相对性，若取地面为零势能面，物体放在地面上，它具有的重力势能为零，若不取地面为零势能面，它具有的重力势能不为零，故C错误．
D、由Ep=mgh可知，h是物体相对于零势能面的高度，则重力势能是相对于零势能面而言的，选取不同的零势能面，同一物体的重力势能一般不同，所以重力势能具有相对性．故D正确．
故选：D
分析：重力势能的大小根据公式，进行分析解答，要知道h是物体相对于零势能面的高度，具有相对性．
8、用绳子吊起质量为M的物体，当物体以加速度a匀加速上升H的高度时，物体增加的重力势能为（ ）
A．MgH
B．HgH+Mga
C．M（g-a）
D．Mga
答案：A
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：根据重力做功，所以物体的重力势能增加MgH；故A正确，BCD错误；
故选：A．
分析：根据物体的运动情况可知物体的受力情况，由重力势能与重力做功的关系可知重力势能的改变量．
9、关于重力势能，下列说法中不正确的是（ ）
A．物体的重力势能值随参考平面的选定不同而不同
B．物体的重力势能实际上是物体和地球所组成的系统的重力势能
C．重力对物体做正功，则物体的重力势能增加
D．物体位于重力势能参考面以下时，物体的重力势能为负值
答案：C
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：A、重力势能的大小取决于相对于零势能面的高度差，故和选择的参考平面有关，但重力势能的改变量与参考平面无关，故A正确；
B、物体的重力势能，实际上是物体和地球所组成的系统的重力势能，故B正确；
C、重力做正功，物体的重力势能一定减小．故C错误；
D、物体位于重力势能参考面以下时，物体的重力势能为负值，故D正确．
故选：C．
分析：重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加．重力势能的大小与零势能的选取有关，但重力势能的变化与零势能的选取无关．
10、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（ ）
A．等于MgH
B．小于MgH
C．大于MgH
D．无法确定
答案：B
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：手拉着弹簧上端P点缓慢向上移动，可以看成物体是处于平衡状态．
根据胡克定律得：
弹簧的伸长量：
在这一过程中，P点的位移是H
所以物体上升的高度为：
所以物体重力势能的增加量为：＜MgH
故选B．
分析：知道手拉着弹簧上端P点缓慢向上移动，可以看成物体是处于平衡状态．
根据胡克定律求出弹簧的形变量，再求出物体上升的高度．
11、如图所示，质量相同的A、B两物体分别从静止开始落下两口井甲和乙，已知甲井比乙井深，以地面为零势能面，则两物体落到井底时，它们的重力势能、的关系是（ ）
A．
B．
C．
D．无法比较
答案：B
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：甲乙两物体质量相等，同时从井口下落，以地面为零势能面，
则物体到达井底时的重力势能为-mgh，已知甲井比乙井深，则；
故选：B
分析：物体的重力势能，根据题意求出两物体的重力势能，然后比较其大小．
12、如图所示，B物体的质量是A物体质量的，在不计摩擦阻力的情况下，A物体自H高处由静止开始下落．以地面为参考平面，当物体A的动能与其势能相等时，物体距地面的高度是（ ）
A．
B．
C．
D．
答案：B
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：对A、B两物体组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒．
B的重力势能不变，所以A重力势能的减小量等于系统动能的增加量．
有：．
又物体A的动能与其势能相等，即
联立上面两式得：得h=0.4H．故B正确，A、C、D错误．
故选：B．
分析：对于A和B组成的系统，在下落的过程中只有重力做功，系统机械能守恒，根据机械能守恒定律求出当A的动能与其势能相等时，A距地面的高度．
13、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）
答案：A
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：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，重力所做的功为：
故选：A
分析：求物体在某一个位置的重力势能，应该确定参考平面．重力做功根据W=mgh求解．
14、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．
答案：D
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：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
故选D
分析：物块刚A离开地面时，弹簧所受的弹力等于物块的重力，根据胡克定律求出此时弹簧伸长的长度，根据几何关系求出物块上升的高度，再求物块A具有的重力势能．
15、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．mgH
B．
C．
D．
答案：C
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：弹簧的形变量，则物体上升的高度
则重力势能的增加量．故C正确，A、B、D错误．
故选C．
分析：用手拉着其上端P点很缓慢地向上移动，知弹簧的弹力等于重力，根据P点上升的位移和弹簧的形变量，得出物体上升的高度，从而求出物体重力势能的增加量．
二、填空题
16、物体在运动过程中，克服重力做功50J，则重力做功为 -50J，
物体的重力势能一定 增大，（填增加或减小）
答案：-50J，增加
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：物体在运动过程中，克服重力做功50J，则重力做功为-50J，重力做负功，物体的重力势能一定增大．
故答案为：-50J，增加
分析：物体做负功可以说成克服物体做等量的正功；重力做正功、重力势能减小，重力做负功、重力势能增加．
17、井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体．若以地面为参考平面，则物体的重力势能为 -100J；若以井底面为参考平面，则物体的重力势能为 ．
答案：-100J，700J
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：以地面为重力势能零势能面，则物体的高度h=-1m，则．
若以井底面为参考平面，则物体的高度h=8m-1m=7m，则物体的重力势能为：
故答案为：-100J，700J
分析：根据零势能平面，求出物体的高度，根据求出物体的重力势能．
18、重力势能的大小与参考平面的选取 有关（有关或无关），重力势能的变化量与参考平面的选取 无关（有关或无关）．
答案：有关，无关
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：重力势能表达式为：；重力势能具有相对性：物体在某一点的重力势能的多少与零重力势能参考面的选择有关；而重力势能的变化量，只取决于高度差，所以与参考平面的选取无关．
分析：重力势能表达式为，重力势能具有相对性；能量都是标量．
19、一长为L、质量m且分布均匀的细绳平放在水平地面上，把这根细绳从一端缓慢提起．当这根绳的末端刚离地面时，绳子的重力势能增加 ．
答案：
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：根据题意得：
所以绳子的重力势能增加量为
故答案为：
分析：绳子的重力势能增加量等于克服重力所做的功，根据题意求出重力做的功即可．
20、如图所示，质量为m、长度为L的匀质铁链的一半搁在倾角为30°的粗糙斜面上，其余部分竖直下垂．现在铁链下滑至整条铁链刚好全部离开斜面的过程中，铁链的重力势能减少 mgL．
答案：
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：取斜面的下边为0参考面，把铁链分成两个部分，下一半铁链重心的高度为；上一半铁链重心的高度为：
铁链下滑至整条铁链刚好全部离开斜面时，重心的位置为：
对从刚释放到整条铁链刚好全部离开斜面得过程中重力势能的变化：
故答案为：
分析：从刚释放到整条铁链刚好全部离开斜面得过程中运用动能定理即可求解．要主要把铁链分成两个部分去研究重心下落的高度．
三、解答题
21、如图所示，桌面距地面0.8m，一物体质量为2kg，放在距桌面0.4m的支架上．（g取）
（1）以地面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中，势能减少多少？
（2）以桌面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中势能减少多少？
答案：8J，8J
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：（1）以地面为零势能位置，物体具有的势能，
物体由支架下落到桌面过程中，势能减少量
（2）以桌面为参考平面，
物体的重力势能为：，
物体由支架下落到桌面过程中，势能减少量
分析：根据重力势能表达式即可求解，注意式中h为物体相对零势能点的高度，因此重力势能大小和零势能点的选取有关．
重力势能的变化等于负的重力所做的功，与参考平面的选取无关．
22、如图所示，质量为0.5kg的小球，从桌面以上高1.2m的A点下落到地面的B点，已知桌面高0.8m，求：
（1）以桌面为参考平面，小球在A点和B点的重力势能．
（2）以地面为参考平面，从A到B的过程中小球重力势能的变化．（取）
答案：-4J，-10J
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：：（1）以桌面为参考平面，
A点的重力势能为：
B点的重力势能为：
（2）从A到B的过程中小球重力势能的变化等于负的重力所做的功，
即
分析：（1）根据重力势能表达式即可求解，注意式中h为物体相对零势能点的高度，因此重力势能大小和零势能点的选取有关．
（2）从A到B的过程中小球重力势能的变化等于负的重力所做的功，与参考平面的选取无关．
23、如图所示，质量均为m的A、B两物体，用劲度为k的轻质弹簧相连，A被手用外力F提在空中静止，这时B离地面的高度为h．放手后，A、B下落，若B与地面碰撞后不再反弹，求：A从开始下落到其速度达到最大的过程中，A的重力势能的改变量．
答案：
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：两物体用手提着时，B处于平衡状态，故弹力大小为：F=mg，
由胡克定律：F=kx得弹簧伸长量为：
当落地后，弹力为mg时，弹簧又被压缩量为：，
故A共下落的距离：
所以物体A下落过程中，重力势能的改变量是：
分析：胡克定律：F=kx，注意x为形变量，找出在初末状态时的弹力，分别求出形变量，求出总的形变量，从而通过，即可求解A的重力势能的改变量．
24、黄果树大瀑布自70m高的断崖绝壁凌空飞下直泻犀牛潭，气势排山倒海．该瀑布常年流量约为每秒20m3，试估算每秒钟水的重力势能的变化量（g取）．
答案：
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：1s水流对水轮机所做的功：；
由功能关系得，水的重力势能减少量．
分析：根据功的推导公式计算求出答案，水的重力势能减少量△E=W．
25、如图所示，劲度系数为的轻质弹簧两端分别与质量为、的物块1、2拴接，劲度系数为的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态．现施力将物块1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面．在此过程中，物块2的重力势能增加了多少？ 物块1的重力势能增加了多少？
答案：，．
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：劲度系数为的轻弹簧处于压缩状态，压缩量为：
处于拉伸状态时的拉伸量为：
开始平衡时，劲度系数为的轻弹簧处于压缩状态，压缩量为：
物块2重力势能增加了：
物块1重力势能的增加量为：
分析：开始时两弹簧均处于压缩状态，劲度系数为的轻弹簧的弹力大小等于质量为物块的重力，劲度系数为的轻弹簧的弹力大小等于质量为、的物块总重力．当施力将物块1缓缦地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面时，下面的弹簧恢复到原长，而上面的弹簧却处于拉伸状态．因此通过胡克定律算出两个弹簧的变化量，从而算出物块2和物块1的重力势能的增加量．
一、选择题
1、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，所以重力势能是矢量
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
答案：D
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：A、重力势能与重物的重量、高度等有关，故A错误；
B、重力势能是标量，其负值表示重力势能低于零势面；故B错误；
C、重力做功时重力势能发生改变；但不做功时物体也具有重力势能；故C错误；
D、重力做功引起重力势能的变化；故D正确；
故选：D．
分析：重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大．
2、物块克服重力做功20J，则它的重力势能（ ）
A．增加20J
B．减少20J
C．不变
D．不能确定
答案：A
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：由物体克服重力做的功等于重力势能的增加量可知，重力势能增加20J．
故A正确．
故选：A．
分析：重力做负功，重力势能增加，且物体克服重力做的功等于重力势能的增加量．
3、如图所示，质量为m的小球，从离桌面H高处自由下落，已知桌面离地高度为h，若以桌面为参考平面，则小球落到地面时的重力势能为（g为重力加速度）（ ）
A．-mgh
B．-mg（H+h）
C．mgH
D．mg（H-h）
答案：A
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：以桌面为零势能参考平面，小球落到地面时的高度为-h，重力势能为：；
故选：A．
分析：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能．对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定．物体质量越大、位置越高、做功本领越大，物体具有的重力势能就越大，其表达式为：
4、下列说法中正确的是（ ）
A．地面上的物体重力势能一定为零
B．质量大的物体重力势能一定大
C．不同的物体中离地面最高的物体其重力势能最大
D．离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零
答案：D
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：A、地面上的物体重力势能不一定为零，若规定地面为零参考平面时，则此时重力势能为零．故A错误；
B、质量大的物体重力势能不一定大，同时要看高度．故B错误；
C、相同的物体中离地面最高的物体其重力势能最大，而不同物体则不一定．故C错误；
D、离地面有一定高度的物体其重力势能可能零，因为可选此高度的平面为零参考平面．故D正确；
故选：D
分析：因物体被举高而具有的能叫重力势能，重力势能与物体的质量及高度有关．重力势能须要确定零参考平面后才有意义．所以物体在参考平面下方时重力势能小于零，在参考平面上方时重力势能大于零．
5、一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是（ ）
A．铁块的重力势能大于木块的重力势能
B．铁块的重力势能等于木块的重力势能
C．铁块的重力势能小于木块的重力势能
D．上述三种情况都有可能
答案：C
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：实心的正方体铁块与木块，质量相等，由于铁块的密度大，体积小，所以铁块的重心离地面的高度小，根据重力势能的表达式，可知铁块的重力势能小于木块的重力势能．故C正确，ABD错误．
故选：C．
分析：质量相等正方体的铁块和木块，因为密度不同，所以体积不同，边长不同，重心离地面的高度不同，根据重力势能的表达式，进行求解．
6、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，下列所示图象中，能正确反映和h之间关系的是（ ）
A．
B．
C．
D．
答案：B
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：由于重力做功和重力势能变化关系可得：，由数学知识可知势能与h的图象为倾斜向下的直线，故B正确，ACD错误．
故选：B
分析：由于重力做功和重力势能变化关系可得：，进而判定势能与h的图象．
7、下列关于重力势能的说法中正确的是（ ）
A．重力势能的大小只由重物本身决定
B．重力势能恒大于零
C．当物体放在地面上，它具有的重力势能一定为零
D．重力势能是相对于零势能面而言的，因此重力势能具有相对性
答案：D
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：A、由公式可知，重力势能是由重物的重力和重物相对于零势能面的高度共同决定的，故A错误．
B、重力势能是相对的，当物体在参考平面的下方时重力势能为负，故B错误．
C、重力势能具有相对性，若取地面为零势能面，物体放在地面上，它具有的重力势能为零，若不取地面为零势能面，它具有的重力势能不为零，故C错误．
D、由Ep=mgh可知，h是物体相对于零势能面的高度，则重力势能是相对于零势能面而言的，选取不同的零势能面，同一物体的重力势能一般不同，所以重力势能具有相对性．故D正确．
故选：D
分析：重力势能的大小根据公式，进行分析解答，要知道h是物体相对于零势能面的高度，具有相对性．
8、用绳子吊起质量为M的物体，当物体以加速度a匀加速上升H的高度时，物体增加的重力势能为（ ）
A．MgH
B．HgH+Mga
C．M（g-a）
D．Mga
答案：A
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：根据重力做功，所以物体的重力势能增加MgH；故A正确，BCD错误；
故选：A．
分析：根据物体的运动情况可知物体的受力情况，由重力势能与重力做功的关系可知重力势能的改变量．
9、关于重力势能，下列说法中不正确的是（ ）
A．物体的重力势能值随参考平面的选定不同而不同
B．物体的重力势能实际上是物体和地球所组成的系统的重力势能
C．重力对物体做正功，则物体的重力势能增加
D．物体位于重力势能参考面以下时，物体的重力势能为负值
答案：C
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：A、重力势能的大小取决于相对于零势能面的高度差，故和选择的参考平面有关，但重力势能的改变量与参考平面无关，故A正确；
B、物体的重力势能，实际上是物体和地球所组成的系统的重力势能，故B正确；
C、重力做正功，物体的重力势能一定减小．故C错误；
D、物体位于重力势能参考面以下时，物体的重力势能为负值，故D正确．
故选：C．
分析：重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加．重力势能的大小与零势能的选取有关，但重力势能的变化与零势能的选取无关．
10、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（ ）
A．等于MgH
B．小于MgH
C．大于MgH
D．无法确定
答案：B
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：手拉着弹簧上端P点缓慢向上移动，可以看成物体是处于平衡状态．
根据胡克定律得：
弹簧的伸长量：
在这一过程中，P点的位移是H
所以物体上升的高度为：
所以物体重力势能的增加量为：＜MgH
故选B．
分析：知道手拉着弹簧上端P点缓慢向上移动，可以看成物体是处于平衡状态．
根据胡克定律求出弹簧的形变量，再求出物体上升的高度．
11、如图所示，质量相同的A、B两物体分别从静止开始落下两口井甲和乙，已知甲井比乙井深，以地面为零势能面，则两物体落到井底时，它们的重力势能、的关系是（ ）
A．
B．
C．
D．无法比较
答案：B
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：甲乙两物体质量相等，同时从井口下落，以地面为零势能面，
则物体到达井底时的重力势能为-mgh，已知甲井比乙井深，则；
故选：B
分析：物体的重力势能，根据题意求出两物体的重力势能，然后比较其大小．
12、如图所示，B物体的质量是A物体质量的，在不计摩擦阻力的情况下，A物体自H高处由静止开始下落．以地面为参考平面，当物体A的动能与其势能相等时，物体距地面的高度是（ ）
A．
B．
C．
D．
答案：B
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：对A、B两物体组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒．
B的重力势能不变，所以A重力势能的减小量等于系统动能的增加量．
有：．
又物体A的动能与其势能相等，即
联立上面两式得：得h=0.4H．故B正确，A、C、D错误．
故选：B．
分析：对于A和B组成的系统，在下落的过程中只有重力做功，系统机械能守恒，根据机械能守恒定律求出当A的动能与其势能相等时，A距地面的高度．
13、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）
答案：A
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：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，重力所做的功为：
故选：A
分析：求物体在某一个位置的重力势能，应该确定参考平面．重力做功根据W=mgh求解．
14、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．
答案：D
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：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
故选D
分析：物块刚A离开地面时，弹簧所受的弹力等于物块的重力，根据胡克定律求出此时弹簧伸长的长度，根据几何关系求出物块上升的高度，再求物块A具有的重力势能．
15、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．mgH
B．
C．
D．
答案：C
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：弹簧的形变量，则物体上升的高度
则重力势能的增加量．故C正确，A、B、D错误．
故选C．
分析：用手拉着其上端P点很缓慢地向上移动，知弹簧的弹力等于重力，根据P点上升的位移和弹簧的形变量，得出物体上升的高度，从而求出物体重力势能的增加量．
二、填空题
16、物体在运动过程中，克服重力做功50J，则重力做功为 -50J，
物体的重力势能一定 增大，（填增加或减小）
答案：-50J，增加
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：物体在运动过程中，克服重力做功50J，则重力做功为-50J，重力做负功，物体的重力势能一定增大．
故答案为：-50J，增加
分析：物体做负功可以说成克服物体做等量的正功；重力做正功、重力势能减小，重力做负功、重力势能增加．
17、井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体．若以地面为参考平面，则物体的重力势能为 -100J；若以井底面为参考平面，则物体的重力势能为 ．
答案：-100J，700J
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：以地面为重力势能零势能面，则物体的高度h=-1m，则．
若以井底面为参考平面，则物体的高度h=8m-1m=7m，则物体的重力势能为：
故答案为：-100J，700J
分析：根据零势能平面，求出物体的高度，根据求出物体的重力势能．
18、重力势能的大小与参考平面的选取 有关（有关或无关），重力势能的变化量与参考平面的选取 无关（有关或无关）．
答案：有关，无关
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：重力势能表达式为：；重力势能具有相对性：物体在某一点的重力势能的多少与零重力势能参考面的选择有关；而重力势能的变化量，只取决于高度差，所以与参考平面的选取无关．
分析：重力势能表达式为，重力势能具有相对性；能量都是标量．
19、一长为L、质量m且分布均匀的细绳平放在水平地面上，把这根细绳从一端缓慢提起．当这根绳的末端刚离地面时，绳子的重力势能增加 ．
答案：
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：根据题意得：
所以绳子的重力势能增加量为
故答案为：
分析：绳子的重力势能增加量等于克服重力所做的功，根据题意求出重力做的功即可．
20、如图所示，质量为m、长度为L的匀质铁链的一半搁在倾角为30°的粗糙斜面上，其余部分竖直下垂．现在铁链下滑至整条铁链刚好全部离开斜面的过程中，铁链的重力势能减少 mgL．
答案：
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：取斜面的下边为0参考面，把铁链分成两个部分，下一半铁链重心的高度为；上一半铁链重心的高度为：
铁链下滑至整条铁链刚好全部离开斜面时，重心的位置为：
对从刚释放到整条铁链刚好全部离开斜面得过程中重力势能的变化：
故答案为：
分析：从刚释放到整条铁链刚好全部离开斜面得过程中运用动能定理即可求解．要主要把铁链分成两个部分去研究重心下落的高度．
三、解答题
21、如图所示，桌面距地面0.8m，一物体质量为2kg，放在距桌面0.4m的支架上．（g取）
（1）以地面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中，势能减少多少？
（2）以桌面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中势能减少多少？
答案：8J，8J
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：（1）以地面为零势能位置，物体具有的势能，
物体由支架下落到桌面过程中，势能减少量
（2）以桌面为参考平面，
物体的重力势能为：，
物体由支架下落到桌面过程中，势能减少量
分析：根据重力势能表达式即可求解，注意式中h为物体相对零势能点的高度，因此重力势能大小和零势能点的选取有关．
重力势能的变化等于负的重力所做的功，与参考平面的选取无关．
22、如图所示，质量为0.5kg的小球，从桌面以上高1.2m的A点下落到地面的B点，已知桌面高0.8m，求：
（1）以桌面为参考平面，小球在A点和B点的重力势能．
（2）以地面为参考平面，从A到B的过程中小球重力势能的变化．（取）
答案：-4J，-10J
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：：（1）以桌面为参考平面，
A点的重力势能为：
B点的重力势能为：
（2）从A到B的过程中小球重力势能的变化等于负的重力所做的功，
即
分析：（1）根据重力势能表达式即可求解，注意式中h为物体相对零势能点的高度，因此重力势能大小和零势能点的选取有关．
（2）从A到B的过程中小球重力势能的变化等于负的重力所做的功，与参考平面的选取无关．
23、如图所示，质量均为m的A、B两物体，用劲度为k的轻质弹簧相连，A被手用外力F提在空中静止，这时B离地面的高度为h．放手后，A、B下落，若B与地面碰撞后不再反弹，求：A从开始下落到其速度达到最大的过程中，A的重力势能的改变量．
答案：
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：两物体用手提着时，B处于平衡状态，故弹力大小为：F=mg，
由胡克定律：F=kx得弹簧伸长量为：
当落地后，弹力为mg时，弹簧又被压缩量为：，
故A共下落的距离：
所以物体A下落过程中，重力势能的改变量是：
分析：胡克定律：F=kx，注意x为形变量，找出在初末状态时的弹力，分别求出形变量，求出总的形变量，从而通过，即可求解A的重力势能的改变量．
24、黄果树大瀑布自70m高的断崖绝壁凌空飞下直泻犀牛潭，气势排山倒海．该瀑布常年流量约为每秒20m3，试估算每秒钟水的重力势能的变化量（g取）．
答案：
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：1s水流对水轮机所做的功：；
由功能关系得，水的重力势能减少量．
分析：根据功的推导公式计算求出答案，水的重力势能减少量△E=W．
25、如图所示，劲度系数为的轻质弹簧两端分别与质量为、的物块1、2拴接，劲度系数为的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态．现施力将物块1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面．在此过程中，物块2的重力势能增加了多少？ 物块1的重力势能增加了多少？
答案：，．
知识点：动能与重力势能
解析：
解答：劲度系数为的轻弹簧处于压缩状态，压缩量为：
处于拉伸状态时的拉伸量为：
开始平衡时，劲度系数为的轻弹簧处于压缩状态，压缩量为：
物块2重力势能增加了：
物块1重力势能的增加量为：
分析：开始时两弹簧均处于压缩状态，劲度系数为的轻弹簧的弹力大小等于质量为物块的重力，劲度系数为的轻弹簧的弹力大小等于质量为、的物块总重力．当施力将物块1缓缦地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面时，下面的弹簧恢复到原长，而上面的弹簧却处于拉伸状态．因此通过胡克定律算出两个弹簧的变化量，从而算出物块2和物块1的重力势能的增加量．