高中物理-7.4《重力势能》精练精析-新人教版必修2.doc

7.4 重力势能
【学业达标训练】
1.关于重力势能的理解，下列说法正确的是（ ）
A.重力势能是一个定值
B.当重力对物体做正功时，物体的重力势能有可能在减少C.放在地面上的质量不同的物体，它们的重力势能一定相等
D.重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的【解析】选D.选不同点作参考点，重力势能的数值不同，A错；只有选地面为零参考点时，地面上的不同质量的物体重力势能才相等，C错；重力做正功时，重力势能一定减少，B错；重力势能是物体和地球所共有的，D对.
2.甲、乙两个物体的位置如图7-4-3所示,质量关系m甲<m乙,甲在桌面上,乙在地面上,若取桌面为零势能面,甲、乙的重力势能分别为Ep1、Ep2,则有（ ）

A.Ep1>Ep2
B.Ep1<Ep2
C.Ep1=Ep2
D.无法判断【解析】选A.取桌面为零势能面,则Ep1=0,物体乙在桌面以下,Ep2<0,故Ep1>Ep2,故A正确. 3.如图7-4-4所示，在离地面高为H的地方将质量为m的小球以初速度v0竖直上抛，取抛出位置所在的水平面为参考平面，则小球在最高点和落地处重力势能分别为（ ）

4.沿着高度相同、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，物体增加的重力势能也相同
【解析】选D.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，不论是光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动.物体克服重力做了多少功（重力做多少负功）它的重力势能就增加了多少.故D正确.
5.质量为m的小球从离地H高的手中脱落后与地面发生N次撞击并反弹后，最后静止在地面上，求重力做功及重力势能的变化分别是多少？
【解析】重力做功与经过的路径无关，大小为WG=mgH，由重力做功和重力势能变化的关系可知重力势能减少mgH.
答案：mgH 减少 mgH
【素能综合检测】
一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分.至少一个选项正确）
1.下列关于重力势能的说法正确的是（ ）
A.重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的
B.某物体位置一定时，重力势能的大小是一定的
C.重力势能等于零的物体，其重力势能只能增加，不可能再减小[D.在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
【解析】选A.重力势能是由于地球和物体相互作用凭相对位置所具有，是地球和物体组成的系统所共有的，所以A正确.重力势能的大小没有绝对的数值，零势能面的位置选取不同，物体的重力势能也不同，B错.重力势能等于零的物体仅能说明物体在零势面上，如物体下落重力势能将减小，所以C不正确.在地面上的物体，只要零势面不选在地面上，它的重力势能一定不等于零，所以D不正确.
2.有关重力势能的变化，下列说法中正确的是（ ）
A.物体受拉力和重力作用向上运动,拉力做功是1 J,但物体重力势能的增加量有可能不是1 J
B.从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛,落到地面上时,物体重力势能的变化是相同的
C.从同一高度落下的物体到达地面,考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能的减少量是相同的
D.物体运动中重力做功是-1 J,但物体重力势能不是1 J
【解析】选A、B、C.据重力做功特点与经过路径无关,与是否受其他力无关,只取决于始末位置的高度差,再根据重力做功等于重力势能的减少量可知B、C对,D错.对于A选项,当物体加速运动时克服重力做功少于 1 J,重力势能增加少于1 J.物体减速运动时,克服重力做功即重力势能增加量大于1 J,只有物体匀速向上运动时,克服重力做功，重力势能增加量才是1 J,A对.
3.下面关于重力势能的说法中，正确的是（ ）
A.有A、B两个物体，A的高度是B高度的2倍，那么物体A的重力势能的数值一定是物体B的2倍
B.从同一高度将某一物体以相同的速度竖直上抛或平抛，从抛出到落地的过程中，物体重力势能的变化是相同的
C.有一物体从楼顶落到地面，如果受到空气阻力，物体重力势能的减少量小于自由下落时重力势能的减少量
D.重力做功时，不仅与物体运动的高度差有关，还与物体运动的路径有关
【解析】选B.由Ep=mgh知，只有mA=mB时，A的重力势能才是B的2倍，A错.由重力做功特点可知，重力做功等于重力势能的减少，与经过路径无关，与物体是否受其他力无关，C、D错，B对.
4.（2010·启东中学高一检测）如图1所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则（ ）

A.重力对两物体做功相同
B.重力的平均功率相同
C.到达底端时重力的瞬时功率PA<PB
D.到达底端时两物体的速度相同
【解析】选A、C.由重力做功特点可知，下落高度相同，重力做功相同，A对.两种方式所用时间不同，平均功率不同，B错.下落相同高度后速度大小相同，但重力与速度方向间夹角不同，瞬时功率不同，且PA<PB，C对，D错.

二、非选择题（本题包括3小题，共30分.有必要的文字叙述）
6.（2010·启东中学高一检测）
（10分）如图2所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量是100 kg的料车沿30°角的斜面由底端以加速度a=2 m/s2匀加速拉到顶端，斜面长是4 m，若不计滑轮的质量和各处的摩擦力，求这一过程中（g=10 m/s2）：

（1）人拉绳子的力做的功、物体的重力做的功；
（2）料车运动到斜面顶端时克服重力做功的瞬时功率.
【解析】（1）2F-mgsin30°=ma ①
WF=F·2l ②[①②联立可求拉力做功WF=2 800J
重力做功WG=-mglsin30°=2 000 J
（2）料车运动到顶端时克服重力做功功率
P=mgvcos60° ③
v2=2al ④
③④联立可得P=2 000 W
答案：（1）2 800 J 2 000 J （2）2 000 W
7.（思维拓展题）（10分）一根质量分布不均匀的金属链条重30 N、长1 m，盘曲在水平地面上.当从链条的A端慢慢提起链条到使它的另一端B恰好离开地面时，重力做功
-12 J.若改从B端慢慢提起链条使链条A端恰好离开地面，要克服重力做多少功
［探究·创新］
8.（10分）在2008年北京奥运会上，我国运动员曹磊以抓举128公斤、挺举154公斤、总成绩282公斤夺得75公斤级举重冠军.若曹磊在备战奥运会的一次训练中先后以抓举、挺举两种方式成功将150 kg的杠铃举高160 cm，试探究克服重力做功及重力势能变化有何关系（g取10 m/s2）【解析】抓举比赛中，要求选手伸直双臂，用一次连续动作将杠铃举过头顶，而在挺举比赛里，选手先将杠铃置于双肩之上，身体直立，然后再将杠铃举过头顶.若抓举、挺举将同一物体举高相同的高度，由重力做功特点可知克服重力做功数值相同，W=mgh=2 400 J，重力势能增加相同，即增加2 400 J.
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用心 爱心 专心