8.2 重力势能 同步练-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

8.2重力势能 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________ 一、单选题 1.如图所示，三个完全相同的小球a、b、c处于同一高度，将小球a从固定的光滑斜面上静止释放，小球b、c以相同的速率分别竖直向上、水平向右抛出，不计空气阻力。关于小球从开始运动到触地过程，下列说法正确的是(　　) A.三个小球运动时间相等 B.重力对小球b做的功最多 C.重力对小球c做功的平均功率最大 D.三个小球触地前瞬间，重力做功的瞬时功率相等 2.如图，身长为3L，质量为m的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小石块。以地面为零势能参考平面，重力加速度为g，当毛毛虫身体中点刚刚到达最高点时的重力势能为(　　) A.mgL B.mgL C.mgL D.mgL 3.如图所示，平台上有质量相同的A、B两小球，现将两球分别由静止释放，使它们沿不同路径运动至地面，则(　　) A.在平台上时，A的重力势能比B的大 B.在平台上时，A、B的重力势能不相等 C.运动至地面过程中，重力对A、B做功不相等 D.运动至地面过程中，重力对A、B做功相等 4.家住10楼的李同学某次停电时步行从一楼走楼梯回家，已知该同学质量为50 kg，每层楼的高度为3 m，取g＝10 m/s2.则该同学在这个过程中(　　) A.重力做负功，楼梯的支持力做正功 B.重力做负功，楼梯的支持力不做功 C.重力势能增加1.5×105 J D.重力势能增加1.35×105 J 5.在运动会的撑杆跳高项目中，如图所示某运动员在某次撑杆跳高的过程中，从杆发生形变到最后人离开杆的过程，下列说法正确的是(　　) A.杆一直对人做负功 B.杆一直对人做正功 C.弹性势能先增大后减小 D.杆对人的弹力方向始终竖直向上 6.如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，重力加速度为g，则在圆环下滑到最大距离的过程中(　　) A.弹簧对圆环先做正功后做负功 B.弹簧弹性势能增加了mgL C.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和始终减小 D.圆环下滑到最大距离时，所受合力为零 7.质量为m＝1 kg的小球，从离桌面H＝1.5 m高的A处由静止下落，桌面离地面B处高度为h＝0.5 m，如图所示．若以桌面为参考平面，重力加速度g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A.小球在A点的重力势能为20 J B.小球在B点的重力势能为5 J C.由A处下落至B处过程中重力势能减少量为20 J D.若以地面为参考平面，由A处下落至B处过程中重力势能减少量为15 J 二、多选题 8.某商场中有两种电梯，甲为阶梯式电梯，乙为履带式电梯。如图所示，小明乘甲、乙两种电梯匀速从一楼到二楼，该过程他与电梯保持相对静止。下列说法正确的是(　　) A.两种上楼方式，人克服重力做功相等 B.乘甲电梯过程中，电梯对人有摩擦力 C.乘甲电梯过程中，电梯对人的支持力做功为零 D.乘乙电梯过程中，电梯对人的支持力做功为零 9.如图甲为一种儿童玩具——不倒翁，其纵截面如图乙，底部是半球形，球心为O，顶点为P。“翁”静止时直立，用手推一下上部，“翁”倾斜，放手后来回摆动若干次后重新直立静止。下列判断正确的是(　　) A.“翁”的重心位于O点 B.“翁”的重心位于O、P两点之间 C.摆动中“翁”从直立变倾斜过程，重力势能增加 D.摆动中“翁”从直立变倾斜过程，重力势能减少 10.如图所示，一轻弹簧固定于点，另一端系一小球，将小球从与悬点在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力。在小球由A点摆向最低点B的过程中，下列说法中正确的是(　　) A.小球的重力势能增加 B.小球的重力势能减少 C.弹簧的弹性势能增加 D.弹簧的弹力做负功，弹性势能减少 三、解答题 11.长为L、质量为m的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的垂在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，取桌面为零势能参考平面，重力加速度为g。 (1)开始时两部分链条重力势能之和为多少？ (2)刚离开桌面时，整个链条重力势能为多少？ (3)链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？ 12.如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的足够长的固定斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求： (1)前2 s内重力做的功； (2)前2 s内重力的平均功率； 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 8.2重力势能 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________ 一、单选题 1.C【解析】设a球斜面倾角为，根据，b球做竖直上抛运动，有，c球做平抛运动，有，，所以c球运动时间最短，a球和b球运动时间无法确定，故A错误； 重力做功为，，由于下落高度相同，所以重力做功相等，故B错误； 重力的平均功率，，因为重力做功相同，c球运动时间最短，所以重力对小球c做功的平均功率最大，故C正确； 重力做功的瞬时功率，，由重力做功相同，落地前瞬间，，所以，故D错误。故选C。 2.A【解析】毛毛虫身体中点刚刚到达最高点时的重力势能为 3.D【解析】根据Ep＝mgh，由于两球质量相同，都在平台上时，高度相同，因此重力势能相等，A、B错误；重力做功只与初、末位置有关，与路径无关，由于两球下降的高度相同，因此重力做功相等，C错误，D正确。 4.B【解析】上楼梯时，重力方向竖直向下，楼梯的支持力方向竖直向上，所以重力做负功，楼梯的支持力的作用点位移为零，故不做功，故A错误，B正确；上楼整个过程中，重力做的功为WG＝－mgh＝－50×10×27 J＝－1.35×104 J，根据功能关系，重力做负功，所以重力势能增加1.35×104 J，故C、D错误． 5.C【解析】弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性势能越大；从杆开始发生形变到杆形变最大过程中，弹性势能逐渐增大，杆对人做负功；从形变最大到人离开杆的过程中，弹性势能逐渐减小，此阶段杆对人做正功，所以杆不是一直对人做负功，也不是一直做正功，A、B错误；上述分析可知，从杆发生形变到最后人离开杆的过程，弹性势能先增大后减小，C正确；杆对人的弹力方向与杆发生形变的方向相反，整个过程不断变化，不是始终竖直向上，D错误。 6.B【解析】弹簧一直伸长，故弹簧对圆环一直做负功，故A错误；由题可知，整个过程动能的变化量为零，根据几何关系可得圆环下落的高度h＝L，根据机械能守恒定律可知弹簧弹性势能的增加量等于圆环重力势能量的减小量，即ΔEp弹＝－ΔEp重＝mgh＝mgL，故B正确；弹簧与圆环组成的系统机械能守恒，则有由于圆环在下滑到最大距离的过程中先是做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，所以动能先增大后减小，则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大，故C错误；圆环由静止开始下滑，速度增大，到最大距离时速度为零，可知圆环在运动的过程中先是做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，圆环下滑到最大距离时，所受合力竖直向上，且不为零，故D错误。 7.C【解析】若以桌面为参考平面，小球在A点的重力势能为EA＝mgH＝15 J，故A错误；若以桌面为参考平面，小球在B点的重力势能为EB＝－mgh＝－5 J，故B错误；由A处下落至B处过程中重力势能减少量ΔE＝EA－EB＝20 J，故C正确；重力势能减少量与下落高度差有关，与参考平面的选取无关，若以地面为参考平面，由A处下落至B处过程中重力势能减少量仍为20 J，故D错误． 二、多选题 8.AD【解析】根据重力做功表达式WG=mgh可知，两种上楼方式人克服重力做功相等，故A正确。乘甲电梯过程中，人与电梯一起匀速运动，人受到重力以及竖直向上的支持力二力平衡，不受到摩擦力作用，故B错误。乘甲电梯过程中，电梯对人的支持力竖直方向向上与位移方向夹角为锐角，做正功；乘乙电梯过程中，电梯对人的支持力与位移方向垂直，做功为零，故C错误，D正确。 9.BC【解析】假设“翁”的重心在O点，则倾斜后，支持力还是沿半径过球心，“翁”仍平衡，不会自动恢复直立，假设重心在O上方，“翁”倾斜后会倾倒，更不会自动直立，所以重心位于O、P连线上且在O点下方某处，故A错误，B正确；“翁”静止时重心位置最低，所以从直立变倾斜过程中，重力势能增加，故C正确，D错误。 10.BC【解析】重力势能，小球从A到B，高度降低，小球重力做正功，重力势能减少，A错误，B正确；弹性势能与弹簧形变量有关，形变量越大，弹性势能越大，由A到B的过程中，弹簧明显在伸长，弹簧对小球做负功，弹性势能增大，C正确，D错误。故选BC。 三、解答题 11.(1)－　(2)－　(3) 【解析】(1)开始时链条的重力势能 Ep1＝－×＝－。 (2)刚滑离桌面时，链条的重力势能 Ep2＝mg×(－)＝－。 (3)设链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为v，根据机械能守恒定律有Ep1＝Ep2＋mv2 联立解得v＝。 12.(1)48 J　(2)24 W 【解析】(1)木块下滑过程中，由牛顿第二定律得： mgsin θ－μmgcos θ＝ma 前2 s内木块的位移大小为x＝at2 联立解得：x＝4 m，a＝2 m/s2 所以重力在前2 s内做的功为 W＝mgsin θ·x＝2×10×0.6×4 J＝48 J； (2)重力在前2 s内的平均功率为 ＝＝W＝24W 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $