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1、課時(shí)作業(yè)(十四) 重力勢能
A組:基礎(chǔ)落實(shí)練
1.沿高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面將同一物體分別從底端拉到頂端,下列說法正確的是( )
A.沿坡度小的斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)物體克服重力做功多
B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面運(yùn)動(dòng)物體克服重力做功多
C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面運(yùn)動(dòng)物體克服重力做功多
D.不管沿怎樣的斜面運(yùn)動(dòng),物體克服重力做功相同
解析:不論接觸面是光滑還是粗糙,也不論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng),重力做功與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān),只與初、末狀態(tài)物體的高度差有關(guān).所以只有選項(xiàng)D正確.
答案:D
2.一物體在自由下落過程中,重力做了2 J的功,則( )
A.
2、該物體重力勢能減少,減少量等于2 J
B.該物體重力勢能減少,減少量大于2 J
C.該物體重力勢能減少,減少量小于2 J
D.該物體重力勢能增加,增加量等于2 J
解析:重力做正功時(shí)重力勢能減小,重力做多少功重力勢能就減小多少,故選項(xiàng)A正確.
答案:A
3.如圖所示是研究物體的重力勢能與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)示意圖,下列對于此圖的分析錯(cuò)誤的是( )
A.比較甲和乙,說明質(zhì)量相等的物體被舉得越高,勢能越大
B.比較甲和丙,說明在同一高度處,質(zhì)量越小的物體勢能越小
C.比較乙和丙,說明質(zhì)量越大的物體,勢能越大
D.小木樁進(jìn)入沙中越深,說明物體對木樁做的功越多
解析:重力勢能
3、跟物體的質(zhì)量和高度有關(guān)系,物體的質(zhì)量越大,高度越大,重力勢能就越大.實(shí)驗(yàn)中采用控制變量法來研究重力勢能的影響因素,顯然,本題選項(xiàng)C中,比較乙和丙時(shí),物體的質(zhì)量和高度都不相同,不能得出選項(xiàng)C中的結(jié)論.
答案:C
4.[2019·安慶一中檢測](多選)如圖所示,一小球貼著光滑曲面自由滑下,依次經(jīng)過A、B、C三點(diǎn).以下表述正確的是( )
A.若以地面為參考平面,小球在B點(diǎn)的重力勢能比C點(diǎn)大
B.若以A點(diǎn)所在的水平面為參考平面,小球在B點(diǎn)的重力勢能比C點(diǎn)小
C.若以B點(diǎn)所在的水平面為參考平面,小球在C點(diǎn)的重力勢能大于零
D.無論以何處水平面為參考平面,小球在B點(diǎn)的重力勢能均比C點(diǎn)大
4、
解析:由于B點(diǎn)位置比C點(diǎn)高,無論以何處為參考平面,小球在B點(diǎn)的重力勢能都大于C點(diǎn)的重力勢能,選項(xiàng)A、D正確.
答案:AD
5.(多選)物體在運(yùn)動(dòng)過程中,克服重力做功100 J,則以下說法正確的是( )
A.物體的高度一定降低了
B.物體的高度一定升高了
C.物體的重力勢能一定是100 J
D.物體的重力勢能一定增加100 J
解析:克服重力做功,即重力做負(fù)功,重力勢能增加,高度升高,克服重力做多少功,重力勢能就增加多少,但重力勢能是相對的,增加100 J的重力勢能,并不代表現(xiàn)在的重力勢能就是100 J,故B、D正確,A、C錯(cuò)誤.
答案:BD
6.一個(gè)質(zhì)量為m=1 kg的小
5、球從傾角α=30°的光滑斜面上靜止釋放,經(jīng)過一段時(shí)間沿著斜面運(yùn)動(dòng)了10 m,則這個(gè)過程中小球重力勢能的改變量以及重力做功的平均功率是(g=10 m/s2)( )
A.-50 J
25 W B.-50 J
50 W
C.-100 J
25 W D.-100 J
50 W
解析:ΔEp=-mgΔh=-50 J,P==25 W.
答案:A
7.為了安全起見,跨河大橋通常建成拱形,如圖所示,M、N為水平面上的兩點(diǎn),O點(diǎn)為拱橋的最高點(diǎn),且最高點(diǎn)距離水平面的高度為h,一質(zhì)量為m的卡車以恒定不變的速率由M經(jīng)O到達(dá)N點(diǎn),則( )
A.由于M、N在同一水平面上,則卡車在整個(gè)運(yùn)
6、動(dòng)過程中重力始終不做功
B.卡車的重力勢能先減小后增大,重力先做負(fù)功后做正功
C.卡車的重力勢能先增大后減小,重力先做正功后做負(fù)功
D.卡車的重力勢能先增大后減小,重力先做負(fù)功后做正功
解析:由M到O的過程中,卡車向高處運(yùn)動(dòng),重力勢能增加,重力做負(fù)功,由O到N的過程中,卡車向低處運(yùn)動(dòng),重力勢能減小,重力做正功,D正確.
答案:D
8.物體從某高度處做自由落體運(yùn)動(dòng),以地面為重力勢能零點(diǎn),下列所示圖象中,能正確描述物體的重力勢能與下落高度的關(guān)系的是( )
解析:設(shè)物體開始下落時(shí)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(shí)的重力勢能Ep
7、=Ep0-ΔEp=Ep0-mgh,即Ep-h圖象為傾斜直線,B正確.
答案:B
9.
如圖為某臺球室懸掛的吊燈,已知吊燈的質(zhì)量為m,吊燈到地面的豎直距離為h1,到天花板的豎直距離為h2,小亮認(rèn)為吊燈的重力勢能為-mgh2,則他選擇的參考平面為( )
A.地面
B.天花板
C.臺球桌的桌面
D.吊燈所在的水平面
解析:重力勢能表達(dá)式Ep=mgh,其中h為物體相對零勢能面的高度,小亮認(rèn)為吊燈的重力勢能為-mgh2,則吊燈離參考平面的高度為-h(huán)2,即以天花板為參考平面,選項(xiàng)B正確.
答案:B
B組:能力提升練
10.[2019·江蘇無錫江陰四校檢測]質(zhì)量為m的物體,由靜止
8、開始下落,由于空氣阻力作用,下落的加速度為g,在物體下落高度h的過程中,下列說法不正確的是( )
A.物體重力做的功為mgh
B.物體重力勢能減少了mgh
C.物體克服阻力所做的功為
D.物體所受阻力做功為
解析:物體重力做的功為mgh,重力勢能減少了mgh,A、B正確;物體受到的阻力大小f=mg-ma=,則物體克服阻力所做的功為,阻力做功為-,C正確,D錯(cuò)誤.本題選擇不正確的選項(xiàng),故選D.
答案:D
11.
(多選)兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A、B處在同一水平線上,當(dāng)小球A被水平拋出的同時(shí),小球B開始自由下落,不計(jì)空氣阻力,則( )
A.在相等時(shí)間內(nèi),兩小球的速度增量相等
9、
B.在同一時(shí)刻,兩小球的重力的功率不相等
C.在下落過程中,兩小球的重力做的功不相等
D.在下落過程中,兩小球重力的平均功率相等
解析:兩小球的加速度均為重力加速度,相等時(shí)間內(nèi),速度增量相等,選項(xiàng)A正確;小球A重力的功率PA=mgvAcos α=mg·gt=PB(α為小球A的速度與豎直方向的夾角),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在同一時(shí)間內(nèi),兩小球下落的高度相等,由WG=mgΔh知,重力做的功相等,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因兩小球下落用時(shí)相等,由P=知,重力的平均功率相等,故選項(xiàng)D正確.
答案:AD
12.[2019·山東青島期末]如圖所示,質(zhì)量為60 kg的某運(yùn)動(dòng)員在水平地面上做俯臥撐運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中可將
10、他的身體視為一根直棒,已知重心在C點(diǎn),過C
點(diǎn)作地面的垂線,該垂線與腳及兩手連線中點(diǎn)間的距離OA、OB分別為1.0 m和0.60 m,若他在1 min內(nèi)做了30個(gè)俯臥撐,每次肩部上升的距離均為0.4 m,g取10 m/s2,則運(yùn)動(dòng)員1 min內(nèi)克服重力做功約為( )
A.150 J B.204 J
C.4 500 J D.7 200 J
解析:由幾何知識可知,運(yùn)動(dòng)員肩部上升的距離為0.4 m時(shí),運(yùn)動(dòng)員重心上升的高度為h=×0.4 m=0.25 m,則做一個(gè)俯臥撐克服重力做功W克1=mgh=60×10×0.25 J=150 J
1 min內(nèi)做了30個(gè)俯臥撐,則運(yùn)動(dòng)員1 min內(nèi)克服重力做功W克=30W克1=4 500 J,故C正確.
答案:C
13.
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(diǎn),將懸線拉直成水平狀態(tài),并給小球一個(gè)向下的速度讓小球向下運(yùn)動(dòng),O點(diǎn)正下方D處有一釘子,小球運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)會以D為圓心做圓周運(yùn)動(dòng),并經(jīng)過C點(diǎn),若已知OD=l,則小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中,重力勢能減少了多少?重力做功為多少?
解析:從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),小球下落h=l
故重力做功WG=mgh=mgl
重力勢能的變化量
ΔEp=-WG=-mgl
負(fù)號表示小球的重力勢能減少了.
答案:mgl mgl
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