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课时作业(18) 重力势能
1.(多选)如图所示,一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点.则下列说法正确的是( )
A.沿AB面重力做功多
B.沿两个面重力做的功相同
C.沿AB面重力势能减少得多
D.沿两个面减少的重力势能相同
BD [物体重力做功的多少只与它运动的初、末位置的高度差有关,与其他因素无关,所以沿两个面重力做的功相同,A错误,B正确;由于重力势能的变化总等于重力所做的功,故沿两个面减少的重力势能相同,C错误,D正确.]
2.质量为0.5 kg的小球,从桌面以上h1=0.4 m的A点落到地面的B点,桌面高h2=0.8 m.以桌面为参考平面,g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.小球在A点的重力势能为6 J
B.小球在B点的重力势能为4 J
C.小球从A点下落到B点的过程中重力势能减少了6 J
D.小球从A点下落到B点的过程中重力做的功为-6 J
C [小球在A点时的重力势能EpA=mghA=0.5×10×0.4 J=2 J;小球在B点时的重力势能EpB=mghB=0.5×10×(-0.8) J=-4 J;小球从A点下落到B点的过程中减少的重力势能等于这一过程重力做的功,即ΔEp=mghAB=0.5×10×1.2 J=6 J.]
3.如图所示,质量为m的物体静止在地面上,物体上面连一轻弹簧,用手拉着弹簧上端将物体缓慢提高h.若不计物体动能的改变和弹簧重力,则人做的功( )
A.等于mgh
B.大于mgh
C.小于mgh
D.无法确定
B [在物体被缓慢提高h的过程中,人所做的功一部分增加了物体的重力势能mgh,另一部分增加了弹簧的弹性势能,故选项B正确.]
4.(多选)对下列各图蕴含的信息理解正确的是( )
A.图甲的重力—质量图像说明同一地点的重力加速度相同
B.图乙的位移—时间图像表示该物体受力平衡
C.图丙的重力势能—时间图像表示该物体克服重力做功
D.图丁的速度—时间图像表示该物体的合力随时间增大
AB [题图甲是一条过原点的倾斜直线,说明重力跟质量成正比,故A正确;题图乙位移—时间图像是一条倾斜直线,说明物体做匀速直线运动,受力平衡,故B正确;由题图丙可知,重力势能随时间逐渐减小,重力做正功,故C错误;题图丁中图线的斜率越来越小,表示加速度越来越小,所以合力越来越小,故D错误.]
5.一根粗细均匀的长直铁棒重600 N,平放在水平地面上.现将一端从地面抬高0.50 m,而另一端仍在地面上,则( )
A.铁棒的重力势能增加了300 J
B.铁棒的重力势能增加了150 J
C.铁棒的重力势能增加量为 0
D.铁棒重力势能增加多少与参考平面选取有关,所以无法确定
B [铁棒的重心升高的高度h=0.25 m,铁棒增加的重力势能等于克服重力做的功,与参考平面选取无关,即ΔEp=mgh=600×0.25 J=150 J,故B正确.]
6.如图所示,一质量为m,长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂.用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距l.重力加速度大小为g.在此过程中,外力做的功为( )
A.mglmgl
B.
C.mglmgl
D.
A [根据题意,此过程中外力做的功等于细绳增加的重力势能,MQ的下半部分质量为mgl,A正确.]mgl,所以外力做功=×,故增加的重力势能为ΔEp=的重心升高了
7.质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面上,绳A较长.分别捏住两绳中点缓慢提起,直至全部离开地面,两绳中点被提升的高度分别为hA、hB,上述过程中克服重力做功分别为WA、WB.下列说法正确的是( )
A.若hA=hB,则一定有WA=WB
B.若hA>hB,则可能有WA<WB
C.若hA<hB,则可能有WA=WB
D.若hA>hB,则一定有WA>WB
B [克服重力做的功等于重力势能的增加量,两绳都离开地面时,若hA=hB或hA<hB,则绳A的重心低于绳B的重心,克服绳A的重力做的功较小,所以WA<WB,选项A、C错误;若hA>hB,则绳A的重心可能比绳B的高,也可能低,也可能等高,所以克服绳A的重力做的功可能比克服绳B的重力做的功大,也可能小,还可能相等,故选项B正确,选项D错误.]
8.如图所示,在水平面上平铺着n块砖,每块砖的质量为m,厚度为h.如果人工将砖一块一块地叠放起来,那么人至少做功( )
A.n(n-1)mgh
B.n(n-1)mgh
C.n(n+1)mgh
D.n(n+1)mgh
B [取n块砖的整体为研究对象,叠放起来后整体的重心距地面n(n-1)mgh,B正确.]h=nh-nmg×h,故有W=ΔEp=nmg×nh,原来的重心距地面
9.蹦极是一项户外极限活动.体验者站在约40 m以上高度的位置,用原长为2