2023届高考物理一轮复习学案：高考动向9 重力做功与重力势能

高考动向9 重力做功与重力势能 知识框架 1．表达式：WG=mgh=–ΔEp。 2．两种情况：重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。 3．注意事项：重力势能的变化过程，也是重力做功的过程，二者的关系为WG=Ep1–Ep2=mgh1–mgh2=mg（h1–h2）=mg·Δh。 （1）当物体由高处运动到低处时WG>0，Ep1>Ep2，表明重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功。 （2）当物体由低处运动到高处时，WG<0，Ep1<Ep2，表明物体克服重力做功（重力做负功），重力势能增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功。 例题详解 【例1】质量为2 kg的物体做自由落体运动，2 s着地，g=10 m/s2，下列说法正确的是 A．此过程重力做功400 J B．此过程中动能转化为重力势能 C．此过程中重力的平均功率为400 W D．物体落地时，重力的瞬时功率为400 W 【例2】（2020·北京市第一六六中学高三）2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，滑雪是冬奥会常见的体育项目，具有很强的观赏性。某滑道示意图如图所示，圆弧滑道AB与水平滑道BC平滑衔接，O是圆弧滑道AB的圆心。运动员从A点由静止开始下滑，最后运动员滑到C点停下。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从A到B的过程中，运动员受重力、支持力、摩擦力和向心力 B．从A到B的过程中，运动员所受的合外力始终指向圆心O C．从A到C的过程中，运动员的机械能保持不变 D．从A到C的过程中，重力所做的功等于克服摩擦力所做的功 【例3】如图4所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中(　　) A.重力做功2mgR B.机械能减少mgR C.合外力做功mgR D.克服摩擦力做功mgR 综合训练 1.滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离，重力对他做功为2 000 J，阻力对他做功100 J，则他的重力势能 A．减小了2 100 J B．减小了2 000 J C．增加了2 000 J D．增加了1 900 J 2.关于重力势能，下列说法正确的是 A．重力势能的大小只由重物本身决定 B．一物体的重力势能从6J变为2J，重力势能变小了 C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 D．距地面有一定高度的物体，其重力势能可能为零 3.一物体从地面由静止开始运动,取地面为零重力势能面,运动过程中重力对物体做功为W1,阻力对物体做功为W2,其他力对物体做功为W3,则该过程终态时 (　　) A.物体的动能为W1 +W2 B.物体的重力势能为W1 C.物体的机械能的改变量为W2 +W3 D.物体的机械能的改变量为W1 +W2 +W3 4.如图所示，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h。若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力势能的变化分别为 A.mgh，减少mg(H–h) B．mgh，增加mg(H+h) C．–mgh，增加mg(H–h) D．–mgh，减少mg(H+h) 5.一质量为5 kg的物块，在竖直方向的拉力作用下运动的v–t图象如图所示（向上为运动的正方向），取g=10 m/s2，下列说法正确的是 A.第1 s末物块的动能为45 J B．前3 s内，物块的重力势能不变 C．前6 s内，物块动能变化量为10 J D．前6 s内，物块的重力势能一直增加 6.如图所示，木块静止在光滑水平桌面上，一子弹(可视为质点)水平射入木块的深度为d时，子弹与木块相对静止，在子弹入射的过程中，木块沿桌面移动的距离为x，木块对子弹的平均阻力为Ff，那么在这一过程中，下列说法正确的是(　　) A.木块的机械能增量为Ffx B.子弹的机械能减少量为Ff(x＋d) C.系统的机械能减少量为Ffd D.系统的机械能减少量为Ff(x＋d) 7.滑沙是人们喜爱的游乐活动.如图所示是滑沙场地的一段斜面,其倾角为30°,设参加活动的人和滑车总质量为m,人和滑车从距底端高为h处的顶端A沿滑道由静止开始匀加速下滑,加速度为0.4g(g为重力加速度),人和滑车可视为质点,则从顶端向下滑到底端B的过程中,下列说法正确的是 (　　) A.人和滑车减少的重力势能全部转化为动能 B.人和滑车获得的动能为0.8mgh C.人和滑车减少的机械能为0.2mgh D.人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh 8.如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体(