专题8.2 重力势能-2022-2023学年高一物理举一反三系列（人教版2019必修第二册）

专题8.2 重力势能 【人教版】 【题型1 重力势能定性分析】 【题型2 重力做功问题】 【题型3 重力势能变化问题定性分析】 【题型4 重力势能变化问题定量运算】 【题型5 等效法应用】 【题型6 弹性势能】 【题型7 弹性势能变化问题】 【题型8 联系实际】 【题型1 重力势能】 【例1】甲、乙两个可视为质点的物体的位置如图所示，甲在桌面上，乙在地面上，质量关系为m甲<m乙，若取桌面为零势能面，甲、乙的重力势能分别为Ep1、Ep2，则（　　） A．Ep1>Ep2 B．Ep1<Ep2 C．Ep1=Ep2 D．无法判断 【变式1-1】若规定无穷远处物体的重力势能为零，则质量为m的物体对应重力势能的表达式为，r为物体离地心的距离，M为地球质量，G为万有引力常量．则一质量为m、离地面的高度为R（R为地球半径）的人造卫星，运行时的总机械能为（将人造卫星绕地球的运动看成匀速圆周运动，地表重力加速度为g）( ) A. B. C. D. 【变式1-2】如图所示，是人们用打“夯”的方式把松散的地面夯实的情景。假设两人同时通过绳子对质量为m的重物各施加一个力，大小均为F，方向都与竖直方向成α，重物离开地面h后两人同时停止施力，最后重物下落把地面砸深x。重力加速度为g。求： (1)停止施力前重物上升过程中加速度大小a； (2)以地面为零势能面，重物具有重力势能的最大值Epm； (3)重物砸入地面过程中，对地面的平均冲击力大小。 【变式1-3】如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处，A、B两点水平距离为16m，竖直距离为2m，A、B间绳长20m。质量为10kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处。以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能的最小值约为（绳处于拉直状态）（　　） A． B． C． D． 【题型2 重力做功问题】 【例2】如图所示，质量为m的小球A沿高度为h、倾角为θ的光滑斜面由静止滑下，另一质量与A相同的小球B自相同高度同时由静止落下。下列说法正确的是（　　） A．从静止到最终到达地面，重力对两球做的功相等 B．落地前的瞬间A球的速度与B球的速度相同 C．两球重力的平均功率相等 D．两球落地时重力的瞬时功率相等 【变式2-1】（多选）如图所示，某人把一个质量的小球从高处以角斜向上抛出，初速度，不计空气阻力，重力加速度，取地面为零势能面。则下列说法正确的是（　　） A．抛出过程中，人对小球做的功是 B．小球落地时速度大小为 C．小球抛出后会继续上升，故从抛出到落地过程中重力对小球所做的功大于 D．小球到达最高点的重力势能为 【变式2-2】(多选)内径面积为S的U形圆筒竖直放在水平面上，筒内装水，底部阀门K关闭时两侧水面高度分别为h1和h2，如图所示。已知水的密度为ρ，不计水与筒壁的摩擦阻力。现把连接两筒的阀门K打开，当两筒水面高度相等时，则该过程中(　 ) A．水柱的重力做正功 B．大气压力对水柱做负功 C．水柱的机械能守恒 D．当两筒水面高度相等时，水柱的动能是ρgS(h1－h2)2 【变式2-3】某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中的皮球滑落，球从A点经C点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示。已知皮球质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程中重力做的功 B．从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程中重力做的功 C．从A到B过程中重力做功为mg（H+h） D．从A到C过程中重力做功为mg（H-h） 【题型3 重力势能变化定性分析】 【例3】如图所示为小明同学在体育测试中“原地掷实心球”的场景，则球（　　） A．在空中飞行时不受重力作用 B．在地面上滚动时受到的重力和摩擦力是一对平衡力 C．在飞行过程中，若所受外力突然消失，球将做匀速直线运动 D．在飞行过程中，重力势能不断增大 【变式3-1】如图所示，同一质量为的物块分别沿三条不同的轨道由A点滑到同一水平面上，其中轨道1是粗糙的，轨道2、3是光滑的，A离地面的竖直高度为。下列说法正确的是（　　） A．沿轨道1下滑重力做功最多 B．沿轨道2下滑重力做功等于 C．沿轨道3下滑重力势能改变量为mgH D．沿三条轨道下滑重力势能改变量都为 【变式3-2】一质量为5kg的物块，在竖直方向的拉力作用下运动的图象如图所示（向上为运动的正方向），取，下列说法正确的是（　　） A．前6s内，物块的重力势能一直增加 B．第3s内，物块的重力势能不变 C．第1s末物块的动能为45J D．前6s内，物块动能增量为10J 【变式3-3】（多选）用长度均为L的细线把小球A和小球B悬挂起来，二者静止时的状态如图所示。今对小球A加一水平向左的恒力