作业(十八) 重力势能-【精讲精练】2024-2025学年高中物理必修第二册知能达标训练（人教版2019）

5.BC 根据P一Fo,则牵引力F-1 12.解析(1)设起重机允许输出的最大功率为P。,重物 达到最大速度时,拉力F。等于重力。 一na,故A错 P。-Fom,F。-mg, 误,B正确;当牵引力等于阻力时,汽车速度最大,则vm 代入数据解得P。-5.1×10W (2)匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功 率,设此时重物受到的拉力为F,速度为v,匀加速运 动经历时间为t,有P。一Fv, F-mg-ma. 6.D 在0~6s内物体的位移大小为x-×(4+6)X6m 一at, 一30m,故A错误;P-t图线与时间轴围成的面积表示 代入数据解得1-5s。 拉力做功的大小,则拉力做功W,-x2×30J十10X t2-2s时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为 v2,输出功率为P,则 4J-70J,故B错误;在2~6s内,v-6m/s,P-10W. v2-at2,P-Fv2, 代入数据解得P-2.04×104W 答案(1)5.1×104W (2)5s 2.04×104W 故C错误:在0~6s内物体的位移大小为30m,滑动摩 作业(十八)重力势能 擦力做负功,即W:一一 5×30]--50J,D正确。 1.D 位置确定,再选择零势面后,物体的重力势能才确 7.D 对汽车受力分析,设受到的阻力的大小为f,由牛顿 定,A错误;如果物体位于零势面下方,它与零势面距离 第二定律可得F一f一ma,所以F一f十ma,所以功率 越大,重力势能越小,B错误;重力势能的正、负表示大 小,一3J比一5J大,C错误,D正确。 2.BC 若A、B等高,从A到B,小球在竖直方向上的位 移为零,故重力做功为零,A错误,B正确;小球下落的 高度最大为R,故若轨道粗糙,重力做功最多是mgR,故 C正确,D错误。 P1-mav 3.C 根据重力做功与重力势能变化的关系得WG 8.C 汽车在匀速行驶时牵引力等于阻力,而当功率减半 -△E. 时速度不变,由此可知牵引力减半,故阻力大于牵引力, 当重力对物体做正功时,重力势能一定减小 车将减速,因功率恒定,故做加速度减小的减速运动,而 根据动能定理得W一△E. 当重力对物体做正功时,物体可能还受到其他的力做 功,所以对物体做的总功可能是正功,也有可能是负功, 力等于阻力后,汽车将做匀速运动,由以上分析可知C 也有可能为0,所以物体的动能可能增加,也有可能减 项正确。 小,也有可能不变,故ABD错误,C正确。 9.AD 木块的位移为l,由W一Flcosa得F对木块做功 4.D,由功的公式可知重力做正功,由重力做功与重力势 为Fl,子弹的位移为l十d,木块对子弹的摩擦力的方向 能的变化关系可知重力势能减小,D正确。 与位移方向相反,故木块对子弹的摩擦力做负功,W一 5.C 前后两段提起的过程中,绳的重力势能的增加量是 一F(+d),故AD正确。 不同的,应分别分析定量计算。提起前半段人对绳做的 10.BC 汽车做匀加速直线运动时,根据牛顿第二定律可 功增加了绳的重力势能,即W一△E。,△E 得F,一f一ma,解得汽车受到的牵引力大小为F1-f 2“g 8mgL;提起后半段人对绳做的功又增加 十ma,故A错误;汽车做匀加速直线运动的距离为工 -1ato。{},故B正确;z。时刻汽车的速度为v-ato,此 了绳的重力势能W= Epa-mg-1mgL=## 时汽车功率达到额定功率,则有P一F1v1 (f十ma)at。,故C正确;当牵引力等于阻力时,汽车做 P& 6.B 取桌面为零势能面,小球触地前瞬间的重力势能为 匀速运动,速度达到最大,则有m= f E.=一mgh,故B正确,ACD错误。 (f十ma)ato,故D错误。 7.ABD人一直在下落,故重力对人做正功,人的重力势 能不断减小,AB正确;橡皮绳不断伸长,弹力对人做负 11.解析 如图所示,学生骑车 功,使橡皮绳的弹性势能不断增加,故C错误,D正确。 mgsinθ 上坡的过程受到总的阻力 8.C 设物体开始下落时离地面的高度为h。,物体下落h 是Fn=mgsinθ十f= 时的重力势能E.,-mg(ho- h)-mg(ho-)-mgho 435N 当学生骑车达到最大速度 时,一定做匀速运动,此时它受到的合力为零,即F -F 且开口向下,C正确。 由P一Fv,得学生骑车上坡的最大速度 9.D 正确地画出物体在翻倒的过程中的示意图,是解答问 Pmax~2.8m/s mx一F 题的关键,推力对物体所做的功,增加了物体的重力势能, # W_AEn,AFg-({-)2-1mg 若自行车在平直的公路上行驶,他受到的阻力/一60N 达到最大速度时匀速运动,必有Fn'一f 故选D 且P-Pmax 10.B 小球做加速度先减小到0后逐渐增大的变速运动 所以最大车速可达到vn'_Pam1 200 小球速度先增大后减小,故AD错误;小球的重力势能 f60 m/s-20m/s。 逐渐减小,由于弹的压缩量逐渐增大,因此弹的弹 答案 2.8m/s 20m/s 性势能逐渐增大,故B正确,C错误。 11.解析如图所示,开始时,铁链重心在A 10.C 点,铁链将要离开滑轮时,重心在B点, 则此过程中铁链重心下降距离 Ea4 Ah-0.5m. 3。 E1 重力做功WG=mg△h-10x10x0.5$ -50]: C对 重心下降,重力做正功,故铁链重力势能 减少50J。 t-t- 答案 501 重力势能减少50] C 11.AD 12.解析 (1)在第2s末小球所处的高度 物体的合力为ma= --1g{- ×10×22m=-20m。 #功mgh,根据动能定理物体的动能增加了mgh, 重力势能E.=mgh-0.2×10x(-20)J--40$ E.<0说明了物体在参考平面的下方。 A正确,B错误;向下运动h的过程中重力做功mgh, 物体的重力势能减少了mgh,C错误,D正确。 (2)在第3s末小球所处的高度 12.解析 1'2_ 1x10×3②m--45m。 # 第3s内重力做功 W-mg(h-h)=0.2$10$(-20+45) J=50 $$ 即小球的重力势能减少了50]。 答案(1)一40J(2)50J减少了50] 法一 可将物体运动分成两个阶段进行求解。 作业(十九) 动能和动能定理 物体开始做匀加速运动位移为1. 根据动能定理:Fx1-umgx1=2m2-0, ① 1.A 根据E=m{}知,E =25J,E=25J,而且动$ 能是标量。所以E一E,A项正确。 撤去外力F后,物体做匀减速运动位移为x2! 2.A 设小球抛出瞬间的速度大小为v,抛出后,某时刻/ -1mgx2=0-1m2, 即Fx1-mgxi-mgx2=0-0 ② (F-mg)。 2二 mg 3.D 动能的变化等于各个力单独做功的代数和,A错 法二 对从静止开始加速,然后减速为零的全过程进 误;根据动能定理,决定动能是否改变的是总功,而不是 行分析求解。 某一个力做的功,B错误;动能定理既适用于直线运动, 根据动能定理;Fx.-umg(x.+x2)-0-0 也适用于曲线运动,既适用于恒力做功的情况,又适用 (F-mg)x1 于变力做功的情况,C错误,D正确。 得x2- mg 4.C 由动能定理得mgh-W;=-mo{},故W;-mgh- (F-mg)x1 答案 zmg 13.解析 由于平抛运动的水平位移s一vt,坚直位移 5.B 由A到B,合外力对物体做的功W一mgh,物体的 -gt2,解得赛车离开水平直线轨道的速度 o-3m/s。 B点的动能E.--muo{②}十mgh,B正确。 对AB段,根据动能定理。 6.C 设金属块与水平面间的动摩擦因数为1。 Pr'-FL-m2-0, 则由动能定理得 代入数据解得t'一3s。 ① -mgs=- 答案3s 作业(二十)动能定理的应用 ② 1.B 设在AB段物块克服摩擦力做的功为W,则物块由 由①②得s'一4s,C正确。 A到B运用动能定理可得 7.A 由动能定理得,人对球做的功W一 mgR-W-1mvB2} ×1×10{②}1-50],A正确。 物块由B到C运用动能定理可得 #-mR_o- 8.A 根据动能定理,合外力做的功等于物体动能的变 化,0~1s内,动能增加,所以合外力做正功,A正确; 联立解得W一mgR(1一),故B正确,ACD错误。 0~2s内动能先增加后减少,合外力先做正功后做负 2.B 小球到达最低点时对绳子的拉力大小为2.5mg,则 功,B错误;1~2;内,动能减少,合外力做负功,C错误; 0~3s内,动能变化量为零,合力做功为0,D错误。 9.BD 由W一Es知,拉力的大小相同,物体的位移也相 -0-ngL-W.,解得Wn-- 1ngL.,故选B。 同,所以拉力对两物体做的功一样多,故A错误,B正 确;由动能定理可以知道,在光滑水平面上的木块,拉力 3.BC 对汽车运动的全过程,由动能定理得:W,一W。 对物体做的功等于物体的动能变化,在粗糙水平面上的 木块,拉力对物体做正功的同时,摩擦力对物体做了负 AE.-0,所以W.一W2,选项B正确,D错误;设加速位 功,所以在光滑水平面上的物体获得的动能要大于在粗 移为x1,总位移为x,由图像知x1.x。-1:4,由动能 糙水平面上物体的动能,即甲物体获得的动能比乙的 定理得Fx1-Fx2-0,所以F:F;-4.1,选项A错 大,故C错误,D正确。 误,C正确。 45作业（十八） 重力势能 [基础训练] 6.如图所示，桌面离地高h,质量为 1.关于重力势能，下列说法正确的是 ( m的小球从离桌面高H处自由落 A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也 下，不计空气阻力，选取桌面为零 随之确定 势能面，则小球触地前瞬间的重力势能为( B.物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也 A.mgh B.-mgh 越大 C.mg(H++h) D.-mg(H+h) C.一个物体的重力势能从一5J变化到一3J,重 7.（多选)如图所示，在一次“蹦极”运动 力势能变小了 中，人由高空下落到最低点的整个 D.重力势能的减少量等于重力对物体所做的功 过程中，下列说法正确的是( 2.(多选)如图所示，质量为m A.重力对人做正功 的小球在半径为R的半圆 B.人的重力势能减小 形轨道上来回运动，下列说 C.橡皮绳对人做正功 法正确的是 D.橡皮绳的弹性势能增加 A.若A、B等高，从A到B重力做功为mg·2R [能力提升] B.若A、B等高，从A到B重力做功为零 8.一物体做自由落体运动，关于其相对于地面的重 C.若轨道有摩擦，重力做的功最多是mgR 力势能与下落速度的关系，下列各图中表示正确 D.若轨道有摩擦，重力做的功可以大于mgR 的是 3.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.重力势能一定增加，动能一定增加 C.重力势能一定减小，动能不一定增加 D.重力势能不一定减小，动能一定增加 9.要将一个质量为m、边长为a的匀质正立方体翻 4,航天飞机围绕地球运动一段时间后要返回地面， 倒，推力对它做的功至少为 在返回过程中，下列说法正确的是 A.重力不做功，物体重力势能不变 A.2 mga B.2mga 2 B.重力做正功，物体重力势能变大 C.+1)mga D.(2-1)mga C.重力不做功，但物体重力势能变小 2 2 D.重力做正功，物体重力势能变小 10.自由下落的小球，从接触竖直放置的轻弹簧开 5.一条长为L、质量为m的匀质轻绳平放在水平地 始，到压缩弹簧有最大形变的过程中，以下说法 面上，在缓慢提起全绳的过程中，设提起前半段 : 正确的是 ( 绳人做的功为W,提起后半段绳人做的功为 A.小球的速度逐渐减小 W,则W:W,等于 ( B.小球、地球组成系统的重力势能逐渐减小 A.1:1 B.1:2 C.弹簧的弹性势能先逐渐增大再逐渐减小 C.1:3 D.1:4 D.小球的加速度逐渐增大 35 。物理·必修第二册（配RJ版） 11.如图所示，光滑匀质铁链总长度为丝：12.在离地面80m处无初速度释放一小球，小球质 2m,质量为10kg,铁链跨过一光滑 量m=200g,不计空气阻力，g取10ms2,取最 的轻质定滑轮。开始时铁链的两端 高点所在水平面为参考平面，求： 相齐，当略有扰动时某一端开始下 (1)在第2s末小球的重力势能： 落。从铁链刚开始下落到铁链刚脱离滑轮这一过 (2)在第3s内重力所做的功和重力势能的变化。 程中，重力对铁链做了多少功？重力势能如何变 化？(g取10m/s2) 36