2024-2025學(xué)年新教材高中物理第八章機(jī)械能守恒定律2重力勢能課后提升訓(xùn)練含解析新人教版必修第二冊

PAGE6-重力勢能基礎(chǔ)鞏固1.將一個物體由A移至B,重力做功()A.與運(yùn)動過程中是否存在阻力有關(guān)B.與物體沿直線或曲線運(yùn)動有關(guān)C.與物體是做加速、減速或勻速運(yùn)動有關(guān)D.與物體初、末位置高度差有關(guān)解析將物體由A移至B,重力做功只與物體初、末位置高度差有關(guān),A、B、C錯,D對。答案D2.一實(shí)心鐵球和一實(shí)心木球質(zhì)量相等,將它們放在同一水平面上,下列結(jié)論正確的是()A.鐵球的重力勢能大于木球的重力勢能B.鐵球的重力勢能等于木球的重力勢能C.鐵球的重力勢能小于木球的重力勢能D.上述三種狀況都有可能解析由于鐵球和木球的密度不同,所以質(zhì)量相等的鐵球和木球比較,木球的體積較大,放在同一水平地面上時,木球的重心高,因此木球的重力勢能大于鐵球的重力勢能,選項(xiàng)C正確。答案C3.質(zhì)量為m的物體,沿傾角為α的光滑斜面由靜止下滑,當(dāng)下滑t(s)時重力勢能削減量為()A.12mg2t2sinα B.12mg2C.mg2t2 D.12mg2t2sin2解析物體下滑的加速度a=gsinα,t秒時物體下滑的距離s=12at2=12gt2sinα,下滑的高度h=ssinα,物體重力勢能的削減ΔEp=mgh=12mg2t2sin答案D4.如圖,一質(zhì)量為m,長度為l的勻稱松軟細(xì)繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn),M點(diǎn)與繩的上端P相距13l。重力加速度大小為g。在此過程中,外力做的功為(A.19mgl B.16mgl C.13mgl解析依據(jù)題意,此過程中外力做的功等于細(xì)繩增加的重力勢能,MQ的下半部分質(zhì)量為m3的重心上升了l3,故增加的重力勢能為ΔEp=mg3×l3=答案A5.蹦蹦桿是最近漸漸流行的運(yùn)動器具,其主要結(jié)構(gòu)是在一硬直桿上套一勁度系數(shù)較大的彈簧,彈簧的下端與直桿的下端固定而彈簧的上端固定一踩踏板。如圖所示,小明正在玩蹦蹦桿。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、彈簧的彈性勢能的改變狀況是()A.重力勢能減小,彈性勢能增大B.重力勢能增大,彈性勢能減小C.重力勢能減小,彈性勢能減小D.重力勢能不變,彈性勢能增大解析在小明將蹦蹦桿中的彈簧向下壓縮的過程中,重力做正功,小明的重力勢能減小,彈簧的形變量增大,其彈性勢能增大,選項(xiàng)A正確。答案A6.(2024安徽合肥期末)如圖所示,質(zhì)量為m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3,在空中達(dá)到的最高點(diǎn)位置2的高度為h,已知重力加速度為g。下列說法正確的是()A.足球由1運(yùn)動到2的過程中,重力做的功為mghB.足球由2運(yùn)動到3的過程中,重力勢能削減了mghC.足球由1運(yùn)動到3的過程中,重力做的功為2mghD.因?yàn)闆]有選定參考平面,所以無法確定重力勢能改變了多少解析足球由1運(yùn)動到2的過程中,物體高度上升,重力做負(fù)功,所以重力做的功為-mgh,選項(xiàng)A錯誤;足球由2運(yùn)動到3的過程中,重力做正功,重力勢能削減了mgh,選項(xiàng)B正確;足球由1運(yùn)動到3的過程中,高度沒有改變,所以重力做功為零,選項(xiàng)C錯誤;重力勢能改變量與參考平面無關(guān),重力勢能大小才與參考平面有關(guān),選項(xiàng)D錯誤。答案B7.質(zhì)量為m的木球從離水面高度為h處由靜止釋放,落入水中后,在水中運(yùn)動的最大深度是h',最終木球停止在水面上,若木球在水中運(yùn)動時,受到因運(yùn)動而產(chǎn)生的阻力恒為Ff。求:(1)木球釋放后的全部運(yùn)動過程重力做的功是多少?(2)木球的重力勢能改變了多少?解析因?yàn)橹亓ψ龉εc路徑無關(guān),只與過程初、末狀態(tài)的高度有關(guān),所以全過程盡管木球在水下做了往復(fù)運(yùn)動,但所做的功由h的大小確定,即WG=mgh,木球的重力勢能削減了mgh。答案(1)mgh(2)削減了mgh8.吊車以g4的加速度將質(zhì)量為m的物體勻減速地沿豎直方向提上升度h(1)吊車鋼索的拉力對物體做的功為多少?(2)重力做的功為多少?(3)物體的重力勢能改變了多少?(不計(jì)空氣阻力)解析(1)設(shè)吊車鋼索對物體的拉力為F,物體的加速度a=g4由牛頓其次定律得mg-F=ma,故F=mg-ma=34mg方向豎直向上,所以拉力做的功W=Fh=34mgh(2)物體被提上升度為h,重力做的功WG=-mgh。(3)由于ΔEp=-WG=mgh,故物體的重力勢能增加了mgh。答案(1)34mgh(2)-mgh(3)增加了實(shí)力提升1.(多選)(2024四川成都石室中學(xué)期末)如圖所示,質(zhì)量相同的A、B兩小球用長度不同的兩輕繩懸于等高的O1、O2點(diǎn),繩長LA、LB的關(guān)系為LA>LB,將輕繩水平拉直,并將小球A、B由靜止起先同時釋放,取釋放的水平位置為零勢能參考平面,則下列說法正確的是()A.在下落過程中,當(dāng)兩小球到同一水平線L上時具有相同的重力勢能B.兩小球分別下落到最低點(diǎn)的過程中削減的重力勢能相等C.A球通過最低點(diǎn)時的重力勢能比B球通過最低點(diǎn)時的重力勢能大D.A、B兩小球只要在相同的高度,它們所具有的重力勢能就相等解析下落過程中,當(dāng)兩小球到同一水平線L上時,因它們的質(zhì)量相同,故具有相同的重力勢能,選項(xiàng)A正確;兩輕繩的長度不相等,依據(jù)重力勢能的改變與重力及下落的高度有關(guān)知,兩小球分別下落到最低點(diǎn)的過程中削減的重力勢能不相等,選項(xiàng)B錯誤;取釋放的水平位置為零勢能參考平面,依據(jù)重力勢能的定義知,A球通過最低點(diǎn)時的重力勢能比B球通過最低點(diǎn)時的重力勢能小,選項(xiàng)C錯誤;兩小球只要在相同的高度,它們所具有的重力勢能就相等,選項(xiàng)D正確。答案AD2.如圖所示,質(zhì)量為60kg的某運(yùn)動員在做俯臥撐運(yùn)動,運(yùn)動過程中可將她的身體視為一根直棒。已知重心在c點(diǎn),其垂線與腳、兩手連線中點(diǎn)間的距離Oa、Ob分別為0.9m和0.6m。若她在1min內(nèi)做了30個俯臥撐,每次肩部上升的距離均為0.4m,則克服重力做的功和相應(yīng)的功率約為()A.430J,7W B.4300J,70WC.720J,12W D.7200J,120W解析設(shè)每次俯臥撐中,運(yùn)動員重心改變的高度為h,由幾何關(guān)系可得,h0.4m=0.9m0.9m+0.6m,即h=0.24m。一次俯臥撐中,克服重力做功W=mgh=60×9.8×0.24J=141.12J,所以1min內(nèi)克服重力做的總功為答案B3.(多選)圖甲是玩家玩“蹦極”嬉戲的圖片,玩家將一根長為AB的彈性繩子的一端系在身上,另一端固定在跳臺,然后從跳臺跳下,圖乙是玩家到達(dá)最低點(diǎn)時的狀況,其中AB為彈性繩子的原長,C點(diǎn)是彈力等于重力的位置,D點(diǎn)是玩家所到達(dá)的最低點(diǎn),對于玩家離開跳臺至最低點(diǎn)的過程中,下列說法正確的是()A.重力對玩家始終做正功B.玩家的重力勢能始終削減C.玩家通過B點(diǎn)之后,繩子具有彈性勢能D.從A到D,彈性繩子的彈性勢能始終增加解析整個過程中,重力始終做正功,玩家的重力勢能始終削減,選項(xiàng)A、B正確;玩家從高空落下到彈性繩子達(dá)到原長過程中,彈性繩子不做功,通過B點(diǎn)之后彈性繩子始終做負(fù)功,彈性勢能始終增加,選項(xiàng)C正確、D錯誤。答案ABC4.(2024河北衡水高一檢測)起跳摸高是某些職位體能測試項(xiàng)目之一。某考生身高1.80m,質(zhì)量70kg,他站立舉臂,手指摸到的高度為2.10m。在一次摸高測試中,假如他先下蹲,再用力蹬地向上跳起,同時舉臂,離地后手指摸到的高度為2.55m,如圖所示,g取10m/s2,該考生跳起后增加的重力勢能為()A.1260J B.1470JC.315J D.1785J解析該考生跳起后重心上升的高度Δh=2.55m-2.10m=0.45m,該考生跳起后增加的重力勢能ΔEp=mgΔh=70×10×0.45J=315J,C正確。答案C5.如圖所示,一條長l=2m、質(zhì)量分布勻稱的鐵鏈放在水平地面上,鐵鏈質(zhì)量為10kg,拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間,克服鐵鏈重力做功為多少?鐵鏈的重力勢能改變了多少?(重力加速度g取9.8m/s2)解析鐵鏈從初狀態(tài)到末狀態(tài),它的重心位置提高了h=l2,因而克服鐵鏈重力所做的功為W=mg·l2=10×9.8×22答案98J增加了98J6.彈簧原長l0=15cm,受拉力作用后彈簧漸漸伸長,當(dāng)彈簧伸長到l1=20cm時,作用在彈簧上的力為400N,問:(1)彈簧的勁度系數(shù)k為多少?(2)在該過程中彈力做了多少功?(3)彈簧的彈性勢能改變了多少?解析(1)依據(jù)胡克定律F