第8章 第2节 重力势能-【创新教程】2025-2026学年高中物理必修第二册五维课堂课时作业（人教版）

物理 物 课时 间 第二 纠错空间 理作业 [合格考练] 1.(多选)关于重力势能的说法，正确的是 A.重力势能的大小只由重物本身决定 B.重力势能恒大于零或等于零 C.重力势能是物体和地球所共有的 D.在地面上的物体，它具有的重力势能 不一定等于零 2.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 方法总结 D.物体的重力势能一定是50J 3.如图所示，足球场上，运动员将球踢出， 足球在空中划过一条漂亮的弧线，球的 轨迹如图中虚线所示.从足球被踢出到 落地的过程中，足球的重力势能( A.一直增大 B.一直减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小 4.关于重力势能，下列说法中正确的是 ( A.物体的位置一旦确定，它的重力势能 的大小也随之确定 B.物体与零势能面的距离越大，它的重 力势能也越大 C.一个物体的重力势能从一3J变化到 一5J,重力势能增大了 D.重力势能的减少量等于重力对物体 做的功 必修第二册 节 重力势能 5.（多选)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,但物体重力势能的增 加量有可能不是1J B.从同一高度将某一物体以相同的速 率平抛或斜抛，落到地面上时，物体 重力势能的变化是相同的 C.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 况下重力势能的减少量是相同的 D.物体运动中重力做功是一1J,但物 体重力势能的增加量不是1J 6.如图所示，在离地面 高为H处，将质量为 m的小球以初速度v。 竖直上抛，取抛出位 置所在水平面为参考 平面，则小球在最高点和落地处重力势 能分别为 ) 十H A.mg 2g ,0 1B.2m6,mg以 C.2mu听，mgH D.mmgH [等级考练] 7.如图所示，A、B两个小球 质量相同，从同一高度处 由静止释放，A沿曲面下 滑，B竖直下落，在两个球 落到地面的过程中，以下说法正确的是 ( A.重力对A球做功比重力对B球做功多 B.重力对B球做功比重力对A球做功多 C.两球重力势能的变化量相同 D.两球重力势能一定总是正值 40 第八章机械能守恒定律 课时作业乡 8.（多选)如图所示，一轻“O 10.如图所示，幼儿园小朋友们正在兴高 000009A 弹簧一端固定于O点， 采烈地玩滑梯，若某位小朋友的质量 另一端系一重物，将重 为20kg,滑梯高2.5m,g取10m/s2. 纠错空间 物从与悬点O在同一水 平面且使弹簧保持原长的A点静止释 放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重 物由A点摆向最低点B的过程中 (1)小朋友从梯子爬上滑梯顶的过程 A.重力做正功，弹力不做功 中，重力势能变化了多少？重力做了 B.重力做正功，弹力做负功，弹性势能 多少功？ 增加 (2)小朋友从滑梯滑下的过程中，重力 C.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹 簧后，重力做正功，弹力不做功 势能变化了多少？重力做了多少功？ (3)重力做功与重力势能的变化存在 D.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹 簧后，重力做功不变，弹力不做功 什么关系？ 9.在离地面80m处无初速度地释放一小 球，小球质量为m=200g,不计空气阻 方法总结 力，g取10m/s2,取释放点所在水平面 为参考平面.求： (1)在第2s末小球的重力势能； (2)在第3s内重力所做的功和重力势 能的变化. ·41·巴物理 误；B对A的摩擦力是沿着水平面向左的，与运动方向 之间的夹角小于90°，所以B对A的摩擦力对A做正 功，故B正确；以A、B整体为研究对象，根据牛顿第二定 律得，加速度a=gsin9;隔离A分析，如图所示： 0 则有：mgsin9十Fcos9-Fysin9=ma,解得：F:cos9= Fxsin 0,F:与Fy的合力（即B对A的作用力）沿十y方 向，其作用力方向与运动的方向垂直，B对A的作用力 不做功，故C、D错误.] 8.BCD[由瞬时功率P=Fu可知，汽车功率恒定，汽车开 始所定车引力F-二，苦车引力与汽车所爱胆力相学， 则汽车做匀速运动，B项中一t图像是可能的；若牵引 力大于阻力，则汽车做加速运动，则随速度增大，牵引力 减小，而汽车所受阻力不变，由牛顿第二定律可知，汽车 的加速度减小，直至减小到零，C项中v一t图像是可能 的，A项中一t图像是不可能的，若牵引力小于阻力，则 汽车做减速运动，牵引力增大，汽车所受阻力不变，由牛 顿第二定律可知，汽车的加速度减小，直至减小到零，D 项中v一t图像是可能的.门 9.解析：(1)由牛顿第二定律得mgsin8=1a 解得a=gsin37°=6m/s2 4s末的速度为v=at=24m/s 瞬时功率为P=mngusin37°=288W (2)4s内的位移为 x=合a㎡=2×6Xm=48m 4s内的平均功率为 p=mgzsin37°=2X10×48X0.6W=144w. 4 答案：(1)288W(2)144W 10.解析：(1)设汽车的额定功率为P,所受的阻力大小 为f 由题图知，汽车的最大速度为vm=30m/s,此时汽车做 匀速直线运动，有F=f,代入得：P=Fm=fX30m/s ① 当11 。=10m1·s时，a=2m/g 根据牛频第二定律得： --f=ma ·6 必修第二册 代入得：号-f=4X10×2N ② 由①②解得：f=4×103N,P=1.2×105W (2)当汽车的速度为v=20m/s时，根据牛顿第二定律 有：F-f=ma 又P=Fv 联立解得a=0.5m/s 答案：(1)1.2×105W(2)0.5m/s 第二节重力势能 1.CD[重力势能的表达式为E。=mgh,与高度也有关， 故A错误；高度具有相对性，重力势能也具有相对性；我 们规定当物体位于参考平面下方时，重力势能为负值， 故B错误；重力势能离不开重力，重力离不开地球，故重 力势能是物体与地球系统所共有的，故C正确；重力势 能的大小与零势能面的选取有关，并不一定以地面为参 考平面，故地面上的物体重力势能不一定为零，故D 正确.门 2.B[克服重力做功50J,即重力做功为-50J,物体的重 力势能一定增加50J,故选项B正确.] 3.D[从足球被踢出到落地的过程中，足球的质量不变， 高度先增大后减小，则其重力势能E。=mgh先增大后减 小，故D正确.门 4.D[重力势能具有相对性，某个物体处于某个位置，相 对不同的参考平面具有不同的重力势能，故A错误；重 力势能E,=mgh,h为相对于零势能面的高度差；重力势 能的大小与质量和高度两个因素有关，故只有高度大不 能说明重力势能大；故B错误；一个物体的重力势能从 一3J变化到一5J,说明物体的高度减小，故重力势能减 小了，故C错误；只要重力做功，高度一定变化，故重力 势能一定变化，重力做多少功重力势能变化多少，故D 正确.门 5.ABC[重力做功的特，点：与经过路径无关，与是否受其 他力无关，与其他力做功多少无关，只取决于始未位置 的高度差，再根据重力做功等于重力势能的减少量可知 B、C正确，D错误，拉力做功等于重力势能的增加量及动 能的增加量之和，故A正确，] 6.B[小球能上升到的最高点与抛出点相距=，所以 2g 1 在最高点时具有的重力势能E1=mgh=之m.落地时 小球的位置在参考平面下方H处，所以落地时小球具有 的重力势能E2=一mgH,故B正确.] 7.C[重力做功只与物体运动的初末位置的高度差有关，即 W=gh,由于两个小球的质量相同，下降的高度相同，故重 参考答案 力做功相同，故A、B错误；根据功能关系可知：两球重力势 能的变化量等于重力做功，故选项C正确；重力势能的大小 与零势能平面的选取有关，重力势能可能为负值，故D 错误.] 8.BC[用细绳拴住重物向下摆动时重力做正功，弹力不 做功，C正确：用弹簧拴住重物下摆时，弹簧要仲长，重物 轨迹不是圆弧，弹力做负功，弹性势能增加，重力做正 功，所以A、D错误，B正确.] 9.解析：(1)以释放点所在水平面为参考平面，在第2s未 小球所处的高度为h=-宁g=一子×10X2m= 20m,重力势能E。=mgh=200X108×10×(-20)J= -40J. E。<0,说明小球在参考平面的下方. (2)在第3s末小球所处的高度为 N=-子g“=-3X10X3m=-45m 第3s内重力做的功为W=mg(h一h')=200×108×10 ×(-20+45)J=50J. 由重力做功与重力势能改变的关系可知，小球的重力势 能减少了50J. 答案：(1)-40J(2)50J减小50J 10.解析：(1)取地面为零势能面.小朋友从梯子爬上滑梯 顶的过程中，初势能E,l=0,末势能Ep2=mgh=500J, 重力势能变化量△E。=E2-E1=500J.重力做功WG =-mgh=-500J (2)取地面为零势能面.小朋友从滑梯滑下的过程中， 初势能E,1=500J,末势能Ep2=mgh=0,势能变化量 △E,=Ep2-Epl=-500J.重力做功Wc=mgh=500J. (3)重力势能的变化量等于重力做功的负值. 答案：(1)500J-500J(2)-500J500J (3)W=-△E 第三节动能和动能定理 1.A[物体由于运动而具有的能叫动能，所以运动的物体 具有动能，A正确：由公式：E=之mt,可知动能不能是 负值，B错误；一定质量的物体做匀速圆周运动时，由于 速度方向改变即速度变化，但速度的大小不变，由公式： E=2mv,可知动能不变，故C错误；物体做匀速圆周 运动时，动能不变，但物体的运动状态改变，不处于平衡 状态，D错误.] 2.A[冰壶在冰面上以一定初速度被推出后，在滑动摩擦 力作用下做匀减速运动，根据动能定理有一以mgs=0一 合m心，得√易烈两种水壶的初连度相等，材补相同， 故运动的位移大小相等.故选A.门 ·6 课时作业乡 3.D[由动能定理，对两车分别列式一m1g1=0 1 1 之m心，m弘=0-2%听，联立得4：l=4:1,故D 正确.] 4.B[由动能定理得，0~3s内W,=合m-合m=6J,A 错：46s内位移x=6m,v=3m/s,B对；15s内，合 力的功W=子m=8J,平均功率刀=2W,C错4=6s 时，质点加速度a=4m/s2,D错.] 5.A[在子弹穿过木块的过程中，设它克服阻力做功为 W,根据功能定理得：一W,=子m一之m,代入裁据 得：W=8000J,故选项A正确.] 6.C[由图可知，第1s末之后的速度均为2m/s,故第1s 未至第3s末合外力不做功，故A错误；第1s末物体的 动能E=之md=之×1×2J=2J小，故B错送：由动能 定理可知，前3s内合外力对物体做的功等于动能的改 支量，故w=△E,=方md2=子X1X4J=2J故C正 确：第1s内合外力对物体做功也为2J,故D错误.] 7.AD[设斜面的倾角为日，两人在斜面下滑的过程中，根 据动功能定理得：mgh-mgc0s0·s=之md2-0,sc0s0 是斜面底边的长度，因为斜面AB的底边短，则沿AB段 到达B,点的速率大，故A正确，B错误；对全过程运用动 能定理得，mgh一ngcos日·S1一mg·s2=0,整理得， mgh一μmgs水平=0.可知两人沿两轨道滑行水平位移相 等也可得到两人的位移相同.根据几何关系知甲滑行的 总路程一定大于乙滑行的总路程.故C错误，D正确.] 8.解析：对物体在斜面上和水平面上受力分析如图所示 A FN2 mg mg 解法一分过程 设物体滑到斜面底端时的速度为U,物体下滑阶段F= mgc0s37°， 故Fn=uFn=umgcos37° 由动能定理得：mgsin37·1一1mgc0s37°·4=2mw-0 设物体在水平面上滑行的距离为x2, 摩擦力Fe=F2=mmg 由动能定理得：一mg=0一之mu, 由以上各式可得x2=3.5m.