2024-2025學(xué)年試題物理（人教版2019）第8章　2-重力勢能

2.重力勢能基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于重力做功和重力勢能,下列說法正確的是()A.當(dāng)重力做正功時,物體的重力勢能可以不變B.當(dāng)物體克服重力做功時,物體的重力勢能一定減小C.重力勢能的大小與參考平面的選取有關(guān)D.重力勢能為負(fù)值說明其方向與規(guī)定的正方向相反答案:C解析:重力做正功時,重力勢能減小,故A錯誤。當(dāng)物體克服重力做功時,重力勢能增大,故B錯誤。重力勢能的大小與參考平面的選取有關(guān),故C正確。重力勢能是標(biāo)量,正負(fù)不表示方向,故D錯誤。2.(多選)西雙湖風(fēng)景區(qū)內(nèi)的十七孔橋(如圖甲)是除水晶塔之外的又一標(biāo)志性建筑,它不僅是南北兩湖的分界點,更是聯(lián)系東西兩方景區(qū)的交通要沖,其模型可簡化為圖乙。已知孔橋的拱高為h,A、B兩點在同一水平面上。一游客在由A點運動到B點的過程中,以下說法正確的是()A.游客的重力勢能先增大后減小,重力先做負(fù)功后做正功B.游客的重力勢能先減小后增大,重力先做負(fù)功后做正功C.游客的重力勢能先增大后減小,重力先做正功后做負(fù)功D.游客在整個運動過程中重力做功為零答案:AD解析:游客由A到橋頂,重力做負(fù)功,重力勢能增大;由橋頂?shù)紹,重力做正功,重力勢能減小。整個過程游客的重力勢能先增大后減小,由于A、B等高,所以整個過程中重力做功為零,重力勢能變化量為零,故A、D正確,B、C錯誤。3.某游客領(lǐng)著孩子游泰山時,孩子不小心將手中的皮球滑落,球從A點滾到了山腳下的B點,高度標(biāo)記如下圖所示,則下列說法正確的是()A.從A到B的曲線軌跡長度不知道,無法求出此過程重力做的功B.從A到B過程中阻力大小不知道,無法求出此過程重力做的功C.從A到B重力做功mg(h1+h2)D.從A到B重力做功mgh1答案:D解析:重力對物體所做的功只與初、末位置的高度差有關(guān),大小為WG=mgh1,故選項D正確。4.一只100g的球從1.8m的高度處落到一個水平板上又彈回到1.25m的高度,g取10m/s2,則整個過程中重力對球所做的功及球的重力勢能的變化是()A.重力做功為1.8JB.重力做了0.55J的負(fù)功C.球的重力勢能一定減少0.55JD.球的重力勢能一定增加1.25J答案:C解析:整個過程重力對球做正功,其大小為W=mgΔh=mg(h1h2)=0.55J,A、B錯誤。重力做正功,重力勢能減少,且重力做多少正功,重力勢能就減少多少,因此球的重力勢能減少了0.55J,C正確,D錯誤。5.如圖所示,一顆人造地球衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運動,則()A.衛(wèi)星在A點的重力勢能比在B點的重力勢能大B.衛(wèi)星在B點的重力勢能比在A點的重力勢能大C.衛(wèi)星在A、B兩點的重力勢能相等D.條件不足,無法比較答案:B解析:設(shè)A、B兩點與地球的距離分別為hA和hB,如圖所示,在AB連線上取A'點,使A與A'同處于以地心為圓心的同一圓上,則A與A'處衛(wèi)星的重力勢能大小相等。另外,若衛(wèi)星由B運動至A',則重力做正功,重力勢能減少,故有EpA<EpB。6.如圖所示,小明玩蹦蹦桿,在小明將蹦蹦桿中的彈簧向下壓縮的過程中,小明的重力勢能、彈簧的彈性勢能的變化是()A.重力勢能減少,彈性勢能增大B.重力勢能增大,彈性勢能減少C.重力勢能減少,彈性勢能減少D.重力勢能不變,彈性勢能增大答案:A解析:將彈簧向下壓縮的過程中,彈簧壓縮量增大,彈性勢能增大,重力做正功,重力勢能減少,故A正確。7.如圖所示,質(zhì)量為m的小球,用一長為l的細(xì)線懸于O點,將懸線拉直成水平狀態(tài),并給小球一個向下的速度讓小球向下運動,O點正下方D處有一釘子,小球運動到B處時會以D為圓心做圓周運動,并經(jīng)過C點,若已知O、D兩點間的距離lOD=23l,則小球由A點運動到C點的過程中,重力勢能減少了多少?重力做功為多少答案:13mgl1解析:從A點運動到C點,小球下落高度h=13故重力做功WG=mgh=13重力勢能的變化量ΔEp=WG=13負(fù)號表示小球的重力勢能減少了。能力提升1.如圖所示,一質(zhì)量為m、邊長為a的正方體物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1。為使它水平移動距離a,可以用將它翻倒或向前緩慢平推兩種方法,則下列說法正確的是()A.將它翻倒比平推前進(jìn)做功少B.將它翻倒比平推前進(jìn)做功多C.兩種情況做功一樣多D.兩種情況做功多少無法比較答案:B解析:使物塊水平移動距離a,若將它翻倒一次,需要克服重力做功,使其重心位置由離地h1=a2增加到h2=22a,所以至少需要做功W1=mg(h2h1)=2-12mga;而緩慢平推需要做功W2=μmga=02.物體從某高度處做自由落體運動,以地面為參考平面,在下面所示的圖像中,能正確描述物體的重力勢能與下落高度的關(guān)系的是()答案:B解析:設(shè)物體開始下落時的重力勢能為Ep0,物體下落高度h過程中重力勢能減少量ΔEp=mgh,故物體下落高度h時的重力勢能Ep=Ep0ΔEp=Ep0mgh,即Eph圖像為傾斜直線,B正確。3.如圖所示,原來靜止的物體沿不同的光滑軌道由同一位置滑到水平桌面上,軌道高度為h1,桌面距地面高為h2,物體質(zhì)量為m,重力加速度為g,則以下說法正確的是()A.物體沿豎直軌道下滑到桌面上,重力勢能減少最少B.物體沿曲線軌道下滑到桌面上,重力勢能減少得最多C.以桌面為參考平面,物體重力勢能減少mgh1D.以地面為參考平面,物體重力勢能減少mg(h1+h2)答案:C解析:重力做功與路徑無關(guān),所以無論沿哪條軌道下落,重力做功相同,重力做功WG=mgh1,再由WG=ΔEp,得ΔEp=mgh1,即物體重力勢能減少mgh1,故C正確,A、B、D錯誤。4.如圖甲所示,一滑塊沿光滑的水平面向左運動,與輕彈簧接觸后將彈簧壓縮到最短,然后反向彈回,彈簧始終處在彈性限度內(nèi)。圖乙為測得的彈簧的彈力與彈簧壓縮量之間的關(guān)系圖像。則彈簧的壓縮量由8cm變?yōu)?cm時,彈簧所做的功以及彈性勢能的變化量分別為()A.3.6J、3.6J B.3.6J、3.6JC.1.8J、1.8J D.1.8J、1.8J答案:C解析:Fx圖像與x軸圍成的面積表示彈力做的功,則W=12×0.08×60J12×0.04×30J=1.8J,根據(jù)W=ΔEp知,彈性勢能的變化量為1.85.在水平地面上平鋪n塊磚,每塊磚的質(zhì)量均為m,厚度均為h,如圖所示。若將磚一塊一塊地豎直疊放起來,在此過程中,重力做多少功?重力勢能如何變化?變化了多少?已知重力加速度為g。答案:n(n-1)2mgh解析:磚由平放在地面上到把它們一塊塊地豎直疊放起來,克服重力所做的功等于磚增加的重力勢能。取n塊磚整體為研究對象,原來整體重心距地面高度為h2,疊放起來后整體重心距地面高度為12nh,故WG=nmgΔh=nmg12重力做負(fù)功,重力勢能增加,增加了n(n6.在離地面80m處無初速度釋放一小球,小球質(zhì)量為m=200g,不計空氣阻力,g取10m/s2,取最高點所在水平面為參考平面,求:(1)在第2s末小球的重力勢能;(2)在第3s內(nèi)重力所做的功和重力勢能的變化量。答案:(1)40J(2)50J減少50J解析:(1)在第2s末小球離