2019_2020学年新教材高中物理课时跟踪训练十八重力势能新人教版必修第二册.doc

课时跟踪训练（十八） 重力势能A级学考达标1关于重力做功、重力势能变化的说法正确的是()A当物体向下运动时，重力对物体做负功B当物体向下运动时，重力势能增大C当物体向上运动时，重力势能增大D当物体向上运动时，重力对物体做正功解析：选C当物体向下运动时，由于重力和位移方向相同，故重力对物体做正功，A错误；当物体向下运动时，重力做正功，重力势能减小，故B错误；物体向上运动时，重力向下，位移方向向上，故重力做负功，重力势能增大，故C正确、D错误。2.如图所示，静止的物体沿不同的光滑轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为H，桌面距地面高为h，物体质量为m，重力加速度为g，则以下说法正确的是()A物体沿竖直轨道下滑到桌面上，重力势能减少最少B物体沿曲线轨道下滑到桌面上，重力势能减少最多C以桌面为参考平面，物体重力势能减少mgHD以地面为参考平面，物体重力势能减少mg(Hh)解析：选C重力做功与路径无关，所以无论沿哪条轨道下落，重力做功相同，重力做功WmgH，再由WEp，所以EpmgH，即物体重力势能减少mgH，故C正确，A、B、D错误。3一实心铁球与一实心木球质量相等，将它放在同一水平地面上，下列结论正确的是()A铁球的重力势能大于木球的重力势能B铁球的重力势能等于木球的重力势能C铁球的重力势能小于木球的重力势能D木球的重力势能不会大于铁球的重力势能解析：选C因为铁球和木球的密度不同，所以，质量相等的铁球和木球，木球的体积较大，放在同一水平地面上时，木球的重心高，因此，木球的重力势能大于铁球的重力势能，选项C正确。4.如图是位于锦江乐园的摩天轮，高度为108 m，直径是98 m。一质量为50 kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25 min。如果以地面为零势能面，则他到达最高处时的(取g10 m/s2)()A重力势能为5.4104 J，角速度为0.2 rad/sB重力势能为4.9104 J，角速度为0.2 rad/sC重力势能为5.4104 J，角速度为4.2103 rad/sD重力势能为4.9104 J，角速度为4.2103 rad/s解析：选C以地面为零势能面，游客到达最高处时的重力势能Epmgh5010108 J5.4104 J，由角速度与周期之间的关系得 rad/s4.2103 rad/s，故C正确。5(2019衡水高一检测)起跳摸高是同学们经常进行的一项活动。某学生身高1.80 m，质量70 kg，他站立举臂，手指摸到的高度为2.10 m。在一次摸高测试中，如果他先下蹲，再用力蹬地向上跳起，同时举臂，离地后手指摸到的高度为2.55 m。设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.7 s。不计空气阻力(g取10 m/s2)，该同学跳起后增加的重力势能最大值是()A1 260 J B1 470 JC315 J D1 785 J解析：选C人的重心升高的高度为：h2.55 m2.10 m0.45 m，故该同学跳起后增加的重力势能最大值是：Epmgh70100.45 J315 J。C正确。6运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程。将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是()A阻力对系统始终做负功B系统受到的合外力始终向下C重力做功使系统的重力势能增加D任意相等的时间内重力做的功相等解析：选A由于阻力的方向始终与运动方向相反，因此阻力始终做负功，选项A正确；系统在减速下降过程中所受合外力的方向与运动方向相反，即合外力向上，选项B错误；系统一直向下运动，因此重力一直做正功，重力势能减少，选项C错误；由于系统做变速运动，因此在相等的时间内下落的高度不一定相等，故重力做的功不一定相等，选项D错误。7.如图所示，质量相等的两木块中间连有一弹簧，开始时物体A静止在弹簧上面。今用力F缓慢向上提A，直到B恰好离开地面。设开始时弹簧的弹性势能为Ep1，B刚要离开地面时，弹簧的弹性势能为Ep2，则关于Ep1、Ep2大小关系及弹性势能变化Ep，下列说法中正确的是()AEp1Ep2 BEp1Ep2CEp0 DEp0解析：选A开始时弹簧形变量为x1，有kx1mg。设B离开地面时形变量为x2，有kx2mg。所以x1x2，所以Ep1Ep2，Ep0，A正确。8.如图所示，在光滑的水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态。当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动过程中下列说法正确的是()A弹簧的弹性势能逐渐减小B弹簧的弹性势能逐渐增大C弹簧的弹性势能先增大再减小D弹簧的弹性势能先减小再增大解析：选D当撤去F后，物体向右运动的过程中，弹簧先由压缩状态变到原长，再伸长，所以形变量先减小后增大，则弹簧的弹性势能先减小再增大。故D正确。9质量为m的木球从离水面高度为h处由静止释放，落入水中后，在水中运动的最大深度是h，最终木球停止在水面上，若木球在水中运动时，受到因运动而产生的阻力恒为F。求：(1)木球释放后的全部运动过程重力做的功是多少？(2)木球的重力势能变化了多少？解析：因为重力做功与路径无关，只与过程初、末状态的高度有关，所以全过程尽管木球在水下做了往复运动，但所做的功由h的大小决定，即WGmgh，木块的重力势能减少了mgh。答案：(1)mgh(2)减少了mghB级选考提能10.如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点，若将其下端向上提起使其对折，则做功至少为()Amgl B.mglC.mgl D.mgl解析：选D将软绳下端向上提起，相当于把下半段向上移动了，重力势能增加了mgmgl，即外力至少要做的功为mgl，D正确。11.多选图甲是玩家玩“蹦极”游戏的真实照片，玩家将一根长为AB的弹性绳子的一端系在身上，另一端固定在高处，然后从高处跳下，图乙是玩家到达最低点时的情况，其中AB为弹性绳子的原长，C点是弹力等于重力的位置，D点是玩家所到达的最低点，对于玩家离开跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是()A重力对人一直做正功B人的重力势能一直减小C玩家通过B点之后，绳子具有弹性势能D从A到D，弹性绳子的弹性势能一直增加解析：选ABC整个过程中，重力一直做正功，重力势能一直减小；人从高空落下到弹性绳子达到原长的过程中，弹性绳子不做功，此后弹性绳子一直做负功，弹性势能一直增加。故A、B、C正确，D错误。12弹簧原长l015 cm，受拉力作用后弹簧逐渐伸长，当弹簧伸长到l120 cm时，作用在弹簧上的力为400 N，问：(1)弹簧的劲度系数k为多少？(2)在该过程中弹力做了多少功？(3)弹簧的弹性势能变化了多少？解析：(1)据胡克定律Fkx，得k N/m8 000 N/m。(2)由于Fkx，作出Fx图像如图所示，求出图中阴影面积，即为弹力做功的绝对值，由于在伸长过程中弹力F方向与位移x方向相反，故弹力F在此过程中做负功。所以W10 J。(3)弹力F做负功，则弹簧弹性势能增加，且做功的多少等于弹性势能的变化量。EW10 J。答案：(1)8 000 N/m(2)10 J(3)增加10 J5