【中學(xué)教材全解】2020-2021學(xué)年人教版高中物理必修2-第7章-第4節(jié)-重力勢能課時練案

第4節(jié)重力勢能題組1重力做的功（時間：8分鐘分值：16分）1.［4分］（單選）小強(qiáng)從深4m的水井中勻速提取50N的水桶至地面，在水平道路上行走了12m，再勻速走下6m深的地下室，則他用來提水桶的力所做的功為()A.500J B.1100J C.-100J D.100J圖7-4-12.［4分］（單選）如圖7-4-1所示，質(zhì)量為QUOTE的小球從高為QUOTE處的斜面上的QUOTE點(diǎn)滾下經(jīng)過水平面QUOTE后，再滾上另一斜面，當(dāng)它到達(dá)QUOTE的QUOTE點(diǎn)時，速度為0，在這個過程中，重力做的功為（）圖7-4-1A.QUOTE B.QUOTE C.QUOTE D.0圖7-4-23.［8分］如圖7-4-2所示，長為QUOTE的細(xì)線拴一個質(zhì)量為QUOTE的小球懸掛于QUOTE點(diǎn)正下方，現(xiàn)將小球拉至與QUOTE點(diǎn)等高的位置且線恰被拉直。求放手后小球擺到QUOTE點(diǎn)正下方的過程中：圖7-4-2（1）球的重力做的功；（2）線的拉力做的功。題組2重力勢能（時間：6分鐘分值：12分）4.［4分］（單選）下列說法中正確的是（）A.地面上的物體的重力勢能確定為0B.質(zhì)量大的物體的重力勢能確定大C.不同的物體，離地面越高其重力勢能越大D.離地面有確定高度的物體的重力勢能可能為0圖7-4-35.［8分］如圖7-4-3所示，有一連通器放在水平地面上，左右兩管的橫截面積均為QUOTE，兩管內(nèi)盛有密度為QUOTE的液體，底部閥門關(guān)閉時兩管內(nèi)液面的高度分別為QUOTE和QUOTE?，F(xiàn)將閥門打開，讓左管內(nèi)的液體緩慢流入右管內(nèi)，最終兩管內(nèi)液面的高度相同。求在此過程中液體的重力勢能變化了多少？圖7-4-3題組3重力做功與重力勢能變化的關(guān)系（時間：8分鐘分值：16分）6.［4分］（單選）升降機(jī)中有一質(zhì)量為QUOTE的物體，當(dāng)升降機(jī)以加速度QUOTE勻加速上升QUOTE高度時，物體增加的重力勢能為（）A.QUOTEB.QUOTEQUOTEC.QUOTED.QUOTEQUOTE圖7-4-47.［4分］（單選）質(zhì)量為QUOTE的小球，從離桌面QUOTE高處由靜止下落，桌面離地面高度為QUOTE，如圖7-4-4所示，若以桌面為參考平面，那么小球落地時的重力勢能及整個下落過程中重力勢能的變化分別是（）圖7-4-4A.QUOTE，削減QUOTEB.QUOTE，增加QUOTEC.QUOTE，增加QUOTED.QUOTE，削減QUOTE圖7-4-58.［4分］（單選）如圖7-4-5所示，一質(zhì)量為QUOTE、邊長為QUOTE的正方體與地面之間的動摩擦因數(shù)QUOTE0.1，為使它水平移動距離QUOTE,可接受將它翻倒或向前勻速平推兩種方法，則（）圖7-4-5A.將它翻倒比平推前進(jìn)做的功少B.將它翻倒比平推前進(jìn)做的功多C.兩種狀況做的功一樣多D.兩種狀況做功的多少無法比較9.［4分］（單選）如圖7-4-6所示，一根長為QUOTE，質(zhì)量為QUOTE的勻質(zhì)軟繩懸于QUOTE點(diǎn)，若將其下端向上提起使其對折，則做功至少為（）圖7-4-6A.QUOTE B.QUOTE C.QUOTE D.QUOTE圖7-4-6題組4綜合拓展提升（時間：10分鐘分值：18分）圖7-4-710.［8分］如圖7-4-7所示，質(zhì)量為QUOTE的小球，用一長為QUOTE的細(xì)線懸于QUOTE點(diǎn)，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(yùn)動，QUOTE點(diǎn)正下方QUOTE處有一釘子，小球運(yùn)動到QUOTE處時會以QUOTE為圓心做圓周運(yùn)動，并經(jīng)過QUOTE點(diǎn)，若已知QUOTE，則小球由QUOTE點(diǎn)運(yùn)動到QUOTE點(diǎn)的過程中，重力勢能削減了多少？重力做功為多少？圖7-4-7圖7-4-811.［10分］金茂大廈是上海的標(biāo)志性建筑之一，它的主體建筑地上88層，地下3層，高420.5m，如圖7-4-8所示。游客在距地面341m圖7-4-8（1）質(zhì)量為60kg的游客正在第88層觀光，在下列狀況中，他的重力勢能各是多少?（QUOTE取10QUOTE）①以地面為參考平面;②以第88層為參考平面。（2）以420.5m的樓頂為參考平面，若他乘電梯從地面上升到88層，需克服重力做多少功?參考答案1.C解析：整個過程中，人提水的力等于水桶的重力大小，水桶的高度下降了2m。因此，人對水桶做的功QUOTEJQUOTE-100J，C正確。2.B解析：依據(jù)重力做功的公式得QUOTE，故選項B正確。3.（1）QUOTE（2）0解析：（1）重力做功與小球的路徑無關(guān)，QUOTE。（2）小球的運(yùn)動軌跡為圓弧，速度方向沿軌跡切線，線的拉力沿細(xì)線指向圓心，在任意時刻，拉力與速度都垂直，故線的拉力對小球不做功。4.D解析：由重力勢能的表達(dá)式QUOTE可知，物體的重力勢能QUOTE由重力QUOTE和高度QUOTE共同打算，其中QUOTE是物體相對參考平面的高度，所以QUOTE與參考平面的選取有關(guān)，在參考平面上方，QUOTE＞0；在參考平面下方，QUOTE＜0；在參考平面上，任何物體的重力勢能都為零。故選項A、B、C均錯，D正確。5.削減了QUOTE解析：取水平地面為參考平面，閥門關(guān)閉時，兩管內(nèi)液體的重力勢能之和為QUOTE打開閥門后，當(dāng)兩管內(nèi)液面相平常，液面的高度為QUOTE，此時兩管內(nèi)液體的重力勢能之和為此過程中液體的重力勢能的變化量為ΔQUOTE即液體的重力勢能削減了QUOTE。點(diǎn)撥：本題也可接受等效法分析，即認(rèn)為打開閥門后，左管上方的水移到右管上方而使兩管水面相平，計算這部分水的重力勢能的削減量。6.A解析：要分析重力勢能的變化，需分析重力做的功。物體隨升降機(jī)上升了QUOTE，物體克服重力做的功QUOTE，故物體的重力勢能增加了QUOTE。7.D解析：小球落地時在參考平面以下，此時小球的重力勢能為QUOTE。小球在全過程中重力做正功，重力勢能削減，ΔQUOTE，因此選項D正確。8.B解析：勻速平推時，只需克服摩擦力做功，推力大小等于正方體所受的摩擦力，即QUOTE，把正方體推動距離QUOTE時推力做功QUOTE。將正方體繞一條棱翻倒時，只要使其對角線QUOTE轉(zhuǎn)到豎直位置即可（以后，稍傾斜一點(diǎn)，立方體就會在重力作用下翻倒），這個過程中外力所做的功，就是使立方體的重心上升所增加的重力勢能，所以外力做功QUOTE＝ΔQUOTEQUOTE≈0.207QUOTE＞QUOTE，故選項B正確。9.D解析：將軟繩下端向上拉起，相當(dāng)于把下半段上移了QUOTE，重力勢能增加了QUOTE,即外力至少要做功QUOTE,選項D正確。10.QUOTEQUOTE解析：從QUOTE點(diǎn)運(yùn)動到QUOTE點(diǎn)，小球下落QUOTE，故重力做功QUOTE,重力勢能的變化量ΔQUOTE負(fù)號表示小球的重力勢能削減了。11.