高中物理人教版必修2课后作业 重力势能 Word版含解析

　重力势能
1．沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是(　　)
A．沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多
B．沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动物体克服重力做功多
C．沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动物体克服重力做功多
D．不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同
解析：不论接触面是光滑还是粗糙，也不论是直线运动还是曲线运动，重力做功与物体的运动路径无关，只与初、末状态物体的高度差有关．所以只有选项D正确．
答案：D
2．一物体在自由下落过程中，重力做了2 J的功，则(　　)
A．该物体重力势能减少，减少量等于2 J
B．该物体重力势能减少，减少量大于2 J
C．该物体重力势能减少，减少量小于2 J
D．该物体重力势能增加，增加量等于2 J
解析：重力做正功时重力势能减小，重力做多少功重力势能就减小多少，故选项A正确．
答案：A
3．如图所示是研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验示意图，下列对于此图的分析错误的是(　　)
A．比较甲和乙，说明质量相等的物体被举得越高，势能越大
B．比较甲和丙，说明在同一高度处，质量越小的物体势能越小
C．比较乙和丙，说明质量越大的物体，势能越大
D．小木桩进入沙中越深，说明物体对木桩做的功越多
解析：重力势能跟物体的质量和高度有关系，物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大．实验中采用控制变量法来研究重力势能的影响因素，显然，本题选项C中，比较乙和丙时，物体的质量和高度都不相同，不能得出选项C中的结论．
答案：C
4．[2019·安庆一中检测](多选)如图所示，一小球贴着光滑曲面自由滑下，依次经过A、B、C三点．以下表述正确的是(　　)
A．若以地面为参考平面，小球在B点的重力势能比C点大
B．若以A点所在的水平面为参考平面，小球在B点的重力势能比C点小
C．若以B点所在的水平面为参考平面，小球在C点的重力势能大于零
D．无论以何处水平面为参考平面，小球在B点的重力势能均比C点大
解析：由于B点位置比C点高，无论以何处为参考平面，小球在B点的重力势能都大于C点的重力势能，选项A、D正确．
答案：AD
5．(多选)物体在运动过程中，克服重力做功100 J，则以下说法正确的是(　　)
A．物体的高度一定降低了
B．物体的高度一定升高了
C．物体的重力势能一定是100 J
D．物体的重力势能一定增加100 J
解析：克服重力做功，即重力做负功，重力势能增加，高度升高，克服重力做多少功，重力势能就增加多少，但重力势能是相对的，增加100 J的重力势能，并不代表现在的重力势能就是100 J，故B、D正确，A、C错误．
答案：BD
6．一个质量为m＝1 kg的小球从倾角α＝30°的光滑斜面上静止释放，经过一段时间沿着斜面运动了10 m，则这个过程中小球重力势能的改变量以及重力做功的平均功率是(g＝10 m/s2)(　　)
A．－50 J
25 W B．－50 J
50 W
C．－100 J
25 W D．－100 J
50 W
解析：ΔEp＝－mgΔh＝－50 J，P＝＝25 W.
答案：A
7．为了安全起见，跨河大桥通常建成拱形，如图所示，M、N为水平面上的两点，O点为拱桥的最高点，且最高点距离水平面的高度为h，一质量为m的卡车以恒定不变的速率由M经O到达N点，则(　　)
A．由于M、N在同一水平面上，则卡车在整个运动过程中重力始终不做功
B．卡车的重力势能先减小后增大，重力先做负功后做正功
C．卡车的重力势能先增大后减小，重力先做正功后做负功
D．卡车的重力势能先增大后减小，重力先做负功后做正功
解析：由M到O的过程中，卡车向高处运动，重力势能增加，重力做负功，由O到N的过程中，卡车向低处运动，重力势能减小，重力做正功，D正确．
答案：D
8．物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是(　　)
解析：设物体开始下落时的重力势能为Ep0，物体下落高度h过程中重力势能减少量ΔEp＝mgh，故物体下落高度h时的重力势能Ep＝Ep0－ΔEp＝Ep0－mgh，即Ep-h图象为倾斜直线，B正确．
答案：B
9.
如图为某台球室悬挂的吊灯，已知吊灯的质量为m，吊灯到地面的竖直距离为h1，到天花板的竖直距离为h2，小亮认为吊灯的重力势能为－mgh2，则他选择的参考平面为(　　)
A．地面
B．天花板
C．台球桌的桌面
D．吊灯所在的水平面
解析：重力势能表达式Ep＝mgh，其中h为物体相对零势能面的高度，小亮认为吊灯的重力势能为－mgh2，则吊灯离参考平面的高度为－h2，即以天花板为参考平面，选项B正确．
答案：B
B组：能力提升练
10．[2019·江苏无锡江阴四校检测]质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为g，在物体下落高度h的过程中，下列说法不正确的是(　　)
A．物体重力做的功为mgh
B．物体重力势能减少了mgh
C．物体克服阻力所做的功为
D．物体所受阻力做功为
解析：物体重力做的功为mgh，重力势能减少了mgh，A、B正确；物体受到的阻力大小f＝mg－ma＝，则物体克服阻力所做的功为，阻力做功为－，C正确，D错误．本题选择不正确的选项，故选D.
答案：D
11.
(多选)两个质量相等的小球A、B处在同一水平线上，当小球A被水平抛出的同时，小球B开始自由下落，不计空气阻力，则(　　)
A．在相等时间内，两小球的速度增量相等
B．在同一时刻，两小球的重力的功率不相等
C．在下落过程中，两小球的重力做的功不相等
D．在下落过程中，两小球重力的平均功率相等
解析：两小球的加速度均为重力加速度，相等时间内，速度增量相等，选项A正确；小球A重力的功率PA＝mgvAcos α＝mg·gt＝PB(α为小球A的速度与竖直方向的夹角)，选项B错误；在同一时间内，两小球下落的高度相等，由WG＝mgΔh知，重力做的功相等，选项C错误；因两小球下落用时相等，由P＝知，重力的平均功率相等，故选项D正确．
答案：AD
12．[2019·山东青岛期末]如图所示，质量为60 kg的某运动员在水平地面上做俯卧撑运动，运动过程中可将他的身体视为一根直棒，已知重心在C点，过C
点作地面的垂线，该垂线与脚及两手连线中点间的距离OA、OB分别为1.0 m和0.60 m，若他在1 min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4 m，g取10 m/s2，则运动员1 min内克服重力做功约为(　　)
A．150 J B．204 J
C．4 500 J D．7 200 J
解析：由几何知识可知，运动员肩部上升的距离为0.4 m时，运动员重心上升的高度为h＝×0.4 m＝0.25 m，则做一个俯卧撑克服重力做功W克1＝mgh＝60×10×0.25 J＝150 J
1 min内做了30个俯卧撑，则运动员1 min内克服重力做功W克＝30W克1＝4 500 J，故C正确．
答案：C
13.
如图所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点，若已知OD＝l，则小球由A点运动到C点的过程中，重力势能减少了多少？重力做功为多少？
解析：从A点运动到C点，小球下落h＝l
故重力做功WG＝mgh＝mgl
重力势能的变化量
ΔEp＝－WG＝－mgl
负号表示小球的重力势能减少了．
答案：mgl　mgl