2020版高中物理 課時作業(yè)（十四）重力勢能（含解析）新人教版必修2

課時作業(yè)(十四)　重力勢能 A組：基礎(chǔ)落實練 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．沿坡度小的斜面運動時物體克服重力做功多 B．沿坡度大、粗糙程度大的斜面運動物體克服重力做功多 C．沿坡度小、粗糙程度大的斜面運動物體克服重力做功多 D．不管沿怎樣的斜面運動，物體克服重力做功相同 解析：不論接觸面是光滑還是粗糙，也不論是直線運動還是曲線運動，重力做功與物體的運動路徑無關(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．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：重力做正功時重力勢能減小，重力做多少功重力勢能就減小多少，故選項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)的實驗示意圖，下列對于此圖的分析錯誤的是(　　) 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．小木樁進入沙中越深，說明物體對木樁做的功越多 解析：重力勢能跟物體的質(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．實驗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C中，比較乙和丙時，物體的質(zhì)量和高度都不相同，不能得出選項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．以下表述正確的是(　　) A．若以地面為參考平面，小球在B點的重力勢能比C點大 B．若以A點所在的水平面為參考平面，小球在B點的重力勢能比C點小 C．若以B點所在的水平面為參考平面，小球在C點的重力勢能大于零 D．無論以何處水平面為參考平面，小球在B點的重力勢能均比C點大 解析：由于B點位置比C點高，無論以何處為參考平面，小球在B點的重力勢能都大于C點的重力勢能，選項A、D正確． 答案：AD 5．(多選)物體在運動過程中，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錯誤． 答案：BD 6．一個質(zhì)量為m＝1 kg的小球從傾角α＝30°的光滑斜面上靜止釋放，經(jīng)過一段時間沿著斜面運動了10 m，則這個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，O點為拱橋的最高點，且最高點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N點，則(　　) A．由于M、N在同一水平面上，則卡車在整個運動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，卡車向高處運動，重力勢能增加，重力做負(fù)功，由O到N的過程中，卡車向低處運動，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動，以地面為重力勢能零點，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時的重力勢能Ep＝Ep0－ΔEp＝Ep0－mgh，即Ep­h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錯誤．本題選擇不正確的選項，故選D. 答案：D 11. (多選)兩個質(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，小球B開始自由下落，不計空氣阻力，則(　　) A．在相等時間內(nèi)，兩小球的速度增量相等 B．在同一時刻，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，相等時間內(nèi)，速度增量相等，選項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B錯誤；在同一時間內(nèi)，兩小球下落的高度相等，由WG＝mgΔh知，重力做的功相等，選項C錯誤；因兩小球下落用時相等，由P＝知，重力的平均功率相等，故選項D正確． 答案：AD 12．[2019·山東青島期末]如圖所示，質(zhì)量為60 kg的某運動員在水平地面上做俯臥撐運動，運動過程中可將他的身體視為一根直棒，已知重心在C點，過C 點作地面的垂線，該垂線與腳及兩手連線中點間的距離OA、OB分別為1.0 m和0.60 m，若他在1 min內(nèi)做了30個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4 m，g取10 m/s2，則運動員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，運動員肩部上升的距離為0.4 m時，運動員重心上升的高度為h＝×0.4 m＝0.25 m，則做一個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個俯臥撐，則運動員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的細線懸于O點，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動，O點正下方D處有一釘子，小球運動到B處時會以D為圓心做圓周運動，并經(jīng)過C點，若已知OD＝l，則小球由A點運動到C點的過程中，重力勢能減少了多少？重力做功為多少？ 解析：從A點運動到C點，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 - 5 -