8.2 重力势能 同步练习-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

重力势能 知识回顾 一、重力做的功 1．特点：只跟物体运动的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关．物体下降时重力做正功；物体被举高时重力做负功．  2．表达式：WG=mgh=mg（h1-h2），其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度． 二、重力势能 1．定义：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能．  2．大小：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，表达式为Ep=mgh． 3．单位：在国际单位制中重力势能的单位是焦耳（J），与功的单位相同． 三、重力势能的性质 1．相对性  （1）参考平面：物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫做参考平面．在参考平面上，物体的重力势能取作0． （2）重力势能的相对性 ①选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是不同的． ②对选定的参考平面，上方物体的重力势能是正值，下方物体的重力势能是负值，负号表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能小． 2．标矢性      重力势能为标量，其正负表示重力势能的大小．物体在参考平面上方时，重力势能为正值，在参考平面下方时，重力势能为负值．  3．系统性      重力势能是地球与物体所组成的系统共有的． 一．选择题 1．如图所示，桌面离地面的高度是0.8m，坐标系原点O定在桌面上，向下方向为坐标轴的正方向，g＝10m/s2．通过测量，确定质量m＝1.0kg的物体从O运动到B处过程，重力做的功约是（　　） A．8J B．5J C．﹣5J D．﹣13J 2．质量为1kg的物体从30m高处自由下落2s，设地面处的重力势能为零，此时它的重力势能为（　　） A．200J B．300J C．100J D．400J 3．关于物体所具有的机械能，下列说法中正确的是（　　） ①重力势能等于零，就是没有重力势能 ②重力势能可以取负值，机械能也可以取负值 ③动能不可能取负值，但机械能能取负值 ④机械能等于零，就是没有机械能 A．只有①② B．只有②③ C．只有①④ D．只有①②③ 4．如果只有重力对物体做功，下列说法正确的是（　　） A．重力做正功，机械能增加 B．重力做负功，机械能减小 C．重力做负功，重力势能减少 D．无论重力做正功还是做负功，机械能都不改变 5．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，若以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能是（　　） A．mgH B．mgh C．0 D．﹣mgh 6．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为（　　） A．mgh B．mgH C．mg（H+h） D．﹣mgh 7．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设物体在桌面处的重力势能为0，则小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化为（　　） 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） 8．物体在运动过程中，克服重力做功50J，则（　　） A．重力做功为50J B．物体的重力势能减少了50J C．物体的动能一定减少50J D．物体的重力势能增加了50J 9．关于重力做功和重力势能的变化，下列叙述正确的是（　　） A．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能减少 B．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做正功，重力势能增加 C．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能增加 D．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做正功，重力势能减少 10．如图所示，质量为m的物体放在水平地面上，物体上方安装一劲度系数为k的轻弹簧，在弹簧处于原长时，用手拉着其上端P点很缓慢地向上移动，直到物体脱离地面向上移动一段距离。在这一过程中，P点的位移为H，则物体重力势能的增加量为（　　） A．mgH B．mgH+ C．mgH﹣ D．mgH﹣ 12．当重力对物体做正功时，物体的（　　） A．重力势能一定增加，动能一定减小 B．重力势能一定减小，动能一定增加 C．重力势能不一定减小，动能一定增加 D．重力势能一定减小，动能不一定增加 13．一颗小钢珠从水面上方由静止释放，落入水中，溅起的小水珠跳得比钢珠释放时的位置还高，如图所示，对这种现象下列说法中正确的是（　　） A．小水珠溅起的高度超过钢珠下落时的高度，违背了能量守恒定律 B．小钢珠下落时具有的重力势能小于溅起的水珠在最高点的重力势能 C．小钢珠下落时具有的重力势能等于溅起的水珠在最高点的重力势能 D．小钢珠下落时具有的重力势能大于溅起的水珠在最高点的重力势能 14．如图所示，质量分布均匀的球位于水平地面上，球的质量为m、半径为R．以地面为参考平面，球的重力势能为（　　） A．mgR B． C．0 D．﹣mgR 15．如图所示，跳水运动员离开跳台到入水的过程中，他的重心先上升后下降，在这一过程中关于运动员的重力势能，下列说法中正确的是（　　） A．变大 B．变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 16．物体从高处下落的过程中（　　） A．重力做正功，重力势能减少 B．重力做正功，重力势能增大 C．重力做负功，重力势能减少 D．重力做负功，重力势能增大 17．关于重力势能的理解，下列说法正确的是（　　） A．物体的重力势能就等于重力做功 B．重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的 C．放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0 D．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定减少 20．如图所示，一物体从A点先后沿路径1、2运动到B点，重力做功分别为W1、W2，则它们大小的关系为（　　） A．W1＞W2 B．W1＝W2 C．W1＜W2 D．无法比较 21．物体在运动过程中，重力做功40J，则（　　） A．重力势能减小了40J B．重力势能增加了40J C．动能减小了40J D．动能增加了40J 22．如图所示，传送带匀速运动，带动货物匀速上升，在这个过程中，对货物的动能和重力势能分析正确的是（　　） A．动能增加 B．动能不变 C．重力势能不变 D．重力势能减少 23．关于重力做功、重力势能变化的说法正确的是（　　） A．当物体向下运动时，重力对物体做负功 B．当物体向下运动时，重力势能增大 C．当物体向上运动时，重力势能增大 D．当物体向上运动时，重力对物体做正功 24．如图所示，桌面距地面0.8m，一物体质量为2kg，放在距桌面0.4m的支架上．下列关于重力势能的计算，正确的是（　　） A．重物的重力势能为24J B．重物的重力势能为8J C．重物从支架下落到地面重力势能减为零 D．因为没有选取零势面，无法计算重物的重力势能 25．如图所示，演员正在进行杂技表演．由图可估算出他将一只鸡蛋从图中手掌处向上抛出至最高点处鸡蛋的重力势能增加量最接近于（　　） A．0.3J B．3J C．30J D．300J 26．有关重力势能的变化，下列说法中正确的是（　　） A．物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是1J，物体重力势能的增加量也是1J． B．只要高度相同，物体的重力势能就相同． C．物体运动中重力做功是﹣1J，物体重力势能减少1J D．从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能减少量是相同的． 27．关于重力势能，下列说法中正确的是（　　） A．物体总是位于地球表面之上，所以重力势能总是正值 B．质量大的物体重力势能一定大，在高处的物体重力势能一定大 C．重力做正功，物体的重力势能增加 D．物体的重力势能大小与选取的参考平面有关，具有相对性 29．物体做自由落体运动，Ep表示重力势能，h表示下落的距离，以水平地面为零势能面，下列所示图象中，能正确反映Ep和h之间关系的是（　　） A． B． C． D． 30．在某运动过程中，重力对物体做功200J，则（　　） A．物体的动能一定增加200J B．物体的动能一定减少200J C．物体的重力势能一定增加200J D．物体的重力势能一定减少200J 31．物体运动过程中，重力对其做功500J，则物体的（　　） A．动能一定增加500J B．动能一定减少500J C．重力势能一定增加500J D．重力势能一定减少500J 32．如图所示，若物体分别沿不同的路径Ⅰ和Ⅱ从A运动到B，则（　　） A．沿路径Ⅰ重力所做的功更大 B．沿路径Ⅱ重力所做的功更大 C．沿路径Ⅰ和Ⅱ重力做功一样大 D．条件不足不能判断 33．一根长L＝2m、重力G＝200N的均匀木杆放在水平地面上．现将它的一端从地面抬高0.5m，另一端仍搁在地面上，则物体重力势能的变化量为（　　） A．400J B．200J C．100J D．50J 34．物体1的重力势能Ep1＝3J，物体2的重力势能Ep2＝﹣3J，则（　　） A．Ep1＝Ep2 B．Ep1＞Ep2 C．Ep1＜Ep2 D．无法判断 35．下列说法中正确的是（　　） A．地面上的物体重力势能一定为零 B．质量大的物体重力势能一定大 C．不同的物体中离地面最高的物体其重力势能最大 D．离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零 36．公安部规定：子弹出枪口时的动能与子弹横截面积的比在0.16J/cm2以下的枪为玩具枪。某弹簧玩具枪的钢珠直径约0.4cm，则该枪中弹簧的弹性势能不超过（　　） A．2×10﹣6J B．6×10﹣3J C．2×10﹣2J D．8×10﹣2J 38．关于重力势能，下列说法中正确的是（　　） A．重力势能为零的物体，不可能对别的物体做功 B．物体做匀速直线运动时，其重力势能一定不变 C．重力对物体做正功，物体的重力势能一定增加 D．重力对物体做正功，物体的重力势能一定减少 40．关于重力势能和电势能的下列说法中，正确的是（　　） A．两种势能都是物体单独具有的 B．两种势能的值都与零势能位置选择无关 C．两种势能的变化量，都可以用力做的功来衡量 D．两种势能的值都可正可负，所以都是矢量 二．多选题 41．物体在运动过程中，克服重力做功50J，则（　　） A．重力做功为50J B．物体的重力势能一定增加50J C．物体的重力势能一定减小50J D．重力做功为﹣50J 42．关于重力做功和重力势能，下列说法正确的是（　　） A．重力做功的多少与物体运动的路径无关 B．重力对物体做负功时，物体的重力势能可能减小 C．重力势能为负值说明物体在零势能面以下 D．重力势能的变化与零势能面的选取有关 43．在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为m的跳水运动员入水后受到水的阻力而竖直向下做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F．那么在他减速下降深度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）（　　） A．他的动能减少了Fh B．他的重力势能减少了mgh C．他的动能减少了（F﹣mg）h D．他的机械能减少了Fh 三．填空题 44．一个质量为2kg的物体，位于离地面高1.5m处，比天花板低2.5m，以地面为参考平面时，物体的重力势能等于　 　．以天花板为参考平面时，物体的重力势能等于　 　．（g＝10m/s2） 45．物体运动时，重力对它做的功只跟　 　有关，与　 　无关．重力做正功，重力势能　 　，重力做负功，重力势能　 　． 四．计算题 46．水上摩天轮耸立在蠡湖北岸，为无锡增添了一道风景，它架设70个轿厢，可同时容纳384个人观光，如图所示。设摩天轮的半径为R，一质量为m的游客乘摩天轮匀速旋转一圈所用时间为T，重力加速度为g。求： （1）摩天轮旋转的角速度大小； （2）从最低点到最高点，该游客重力势能的增加量； （3）该游客在最高点时对轿厢的压力。 47．如图所示，一个半径R＝m的圆形靶盘竖直放置，A、O两点等高且相距4m，将质量为20g的飞镖从A点沿AO方向抛出，经0.2s落在靶心正下方的B点处．不计空气阻力，重力加速度取g＝10m/s2．求： （1）飞镖从A点抛出时的速度大小； （2）飞镖从A处抛出到落到B处的过程中减少的重力势能； （3）为了使飞镖能落在靶盘上，飞镖抛出的速度大小应满足什么条件？ 48．小伙伴在河岸做抛石子游戏．如图所示为河的横截面示意图，小亮自O点以垂直岸边的水平速度向对岸抛石子．已知O点离水面AB的高度为h，O、A两点间的水平距离为x1，水面AB的宽度为x2，河岸倾角为θ，重力加速度为g． （1）若石子直接落到水面上，求其在空中飞行的时间t； （2）为使石子直接落到水面上，求抛出时速度大小的v0的范围； （3）若石子质量为m，抛出速度大小为v时恰好在C点垂直撞击河坡，求石子从O到C过程中减少的重力势能△EP． 49．如图所示，演员左右手在同一水平高度，正在进行杂技表演，他用右手将一只质量为m的鸡蛋以速度v抛出，鸡蛋上升到最大竖直高度为h时，速度沿水平方向，不计空气阻力，重力加速度为g，取右手为零势能面。求鸡蛋： （1）在最高点的重力势能； （2）刚落到左手时的动能； （3）从最高点运动到左手的过程中，鸡蛋的水平位移大小。 50．在四川省汶川抗震救灾中，解放军用直升机给灾民投放物品．如果所投物品的质量为m，投放物品的水平初速度为v0，物品经时间t落地，不计空气阻力．试求以下问题： （1）物品在下落的过程中，物品的重力势能变化了多少？ （2）物品在下落的过程中，重力的平均功率为多少？ （3）物品落地时重力的瞬时功率为多少？ ( 第 1 页 共 2 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$