8.2 重力势能 分层作业-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（分层作业） A层 1．如图，一质量为0.1kg的小球从A点下落到地面上的B点，A点距桌面的高度h1=1m，桌面距地面的高度h2=0.8m。取重力加速度g=10m/s2，以桌面为零势能参考平面，则小球在A点、B点的重力势能分别为（　　） A．1J，0.8J B．1J，0.8J C．1.8J，0 D．1.8J，0.8J 2．如图，质量相等的甲、乙两人同时从驻地P出发，分别沿a、b路线登山，同时到达山顶Q。已知此过程中甲、乙克服重力做的功分别为W1、W2，克服重力做功的功率分别为P1、P2。则（　　） A．W1=W2 B．W1<W2 C．P1>P2 D．P1<P2 3．（多选）如图，粗糙水平面上的轻质弹簧一端固定在墙面上，一端连接一个可看作质点的物体。弹簧原长处于点。第一次将物体先由点拉至点，再推到点；第二次将物体先由点推至点，再同样拉至点。两次的运动都是缓慢进行的。图中长度关系满足。下列说法正确的是（　　） A．两次运动中摩擦力做功相等 B．两次运动中弹簧的弹力做功相等 C．物体由到运动的过程弹簧弹性势能增加，由到运动的过程弹性势能减少 D．物体由到运动的过程，以及由到运动的过程，弹簧的弹力都做负功 4．（多选）如图所示，跳台滑雪运动员在一次训练中，从山坡上的点由静止滑下，经圆弧滑道到达倾角为的斜面跳台顶端后，以的速度水平飞出，最终落到斜面跳台上的点。已知点到点的竖直高度，运动员连同装备总质量，重力加速度的大小取，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．运动员从点运动到点的过程中，重力的瞬时功率逐渐增大 B．运动员从点运动到点所用的时间为1.5s C．运动员从点运动到点重力势能减少了5625J D．运动员从点运动到点，重力的平均功率为7500W 5．如图所示，大小为12N，沿水平方向的恒力F作用在质量为2kg的木箱上，使木箱在水平地面上沿直线运动。已知木箱与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2.当木箱从静止开始运动了12m时，求： (1)力F做的功是多少？ (2)重力做的功是多少？ (3)克服摩擦力做的功是多少？ (4)合力做的功是多少？ 6．如图所示，质量为m＝1kg的木块在倾角为的足够长的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数，忽略空气阻力。求：（已知，，） （1）前2s内重力所做的功； （2）前2s内重力的平均功率； （3）在2s末，重力的瞬时功率。 B层 7．如图所示，离地面高h处有甲、乙两个小球，质量之比为1：2，甲以初速度v0水平抛出，同时乙由静止释放沿倾角为30°的光滑斜面滑下。若不计空气阻力，则以下说法正确的是（　　） A．甲、乙两球同时落地 B．甲、乙两球速度的变化量相同 C．甲、乙两球各自落地前瞬间，甲、乙两球重力的瞬时功率相等 D．重力对甲、乙两球所做的功相等 8．（多选）某高层建筑中的电梯在某段运行过程中的图像如图所示，时刻电梯从地面由静止开始运动，取竖直向上为正方向。已知电梯中乘客的质量，取。下列说法正确的是（　　）。 A．0~4s内，电梯对乘客的支持力大小为720N B．4~8s内，乘客的重力势能减少19200J C．8~12s内，合力对乘客做的功为 D．16~20s内，重力对乘客做功的瞬时功率从0增大至2400W C层 9．将一小球从足够高处以一定的初速度水平抛出，不计空气阻力，飞行过程中，小球的加速度为a、速度为v、重力做功为W、速度与水平方向的夹角为，下列关于这些物理量与时间的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 10．（多选）在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为3m和2m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一沿斜面向上的恒力F拉物块A使之沿斜面向上运动，当B刚要离开C时，A的速度为v，A的加速度的方向沿斜面向上，大小为a，则下列说法正确的是（　　） A．从静止到B刚要离开C的过程中，A运动的距离为 B．从静止到B刚要离开C的过程中，A克服重力做的功为 C．恒力F的大小为5mgsinθ＋3ma D．当A的速度达到最大时，B的加速度大小为2a 11．如图所示，一质量的滑块（视为质点），用长度的轻绳拴着，轻绳另一端固定在点，滑块以点为圆心在竖直面内做圆周运动，A点在点的正下方且离桌面的高度。滑块运动到点时，轻绳恰好断开，滑块水平飞出后从处沿切线方向滑入一倾角的粗糙斜面，滑块与斜面间的动摩擦因数。经段的运动，滑块从光滑小圆弧的处（忽略小圆弧的大小）水平抛出，已知桌面距地面的高度，若滑块在落到地面前恰好跃过高、固定在水平地面上的竖直挡板。若轻绳能承受的最大拉力，不计空气阻力，取重力加速度大小，求： （1）滑块在A点的速度大小； （2）滑块在段的运动过程中，重力对滑块做的功； （3）滑块从处飞出时的速度大小； （4）点到挡板的水平距离。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 9 10 答案 A A BD BC C AC D AC 1．A 【详解】以桌面为零势能参考平面，则小球在A点的重力势能 B点的重力势能为 故选A。 2．A 【详解】AB．由题意可知，甲乙质量相等，且甲乙登山的高度相等，所以根据可知，甲乙两人登山过程中克服重力做功的大小关系是，故A正确，B错误； CD．因为甲乙同时到达山顶，根据可知，甲乙两人克服重力做功的功率大小关系是，故CD错误。 故选A。 3．BD 【详解】A．第一次将物体先由点拉至点，再推到点，通过的距离；第二次将物体先由点推至点，再同样拉至点，通过的距离；物体对接触面的压力大小不变，接触面的粗糙程度不变，则滑动摩擦力大小不变，由可知，第一次摩擦力做功小于第二次摩擦力做功，故A错误； B．弹力所做的功对应弹性势能的变化量，两次运动中弹性势能增加量相同，则弹力所做的功相同，故B正确； CD．由到和由到，弹簧的弹力与物体的位移方向均相反，均对物体做负功，弹性势能均增加，故C错误，D正确。 故选BD。 4．BC 【详解】A．重力的瞬时功率等于重力与速度的竖直方向上分速度的乘积，点由静止开始滑，重力的瞬时功率为0，滑到B点时速度水平，重力的瞬时功率也为零，故重力的瞬时功率先增加后减小，故A错误； B．运动员从点运动到点合位移的偏向角等于倾角，根据，， 解得，故B正确； C．运动员从点运动到点重力势能减少量等于重力做的功，故C正确； D．运动员从点运动到点，重力的平均功率为，故D错误。 故选 BC。 5．(1)144J (2)0J (3)120J (4)24J 【详解】（1）力F做的功 （2）重力方向与木箱位移方向垂直，重力对木箱不做功，即 （3）摩擦力方向与木箱位移方向相反，摩擦力对木箱做负功，所以克服摩擦力做的功 （4）合力做的功 6．（1）24J；（2）12W；（3）24W 【详解】（1）根据牛顿第二定律有 木块的加速度 前2s内木块 所以，重力在前2s内做的功为 （2）重力在前2s内的平均功率为 （3）木块在2s末的速度 2s末重力的瞬时功率 7．C 【详解】A．对于甲球，则有 解得 对乙球，由牛顿第二定律可得 解得 由运动学规律可得 解得 则甲球先落地，故A错误； BC．由题可知，甲球落地瞬间，竖直方向的速度 甲球水平方向速度不变，竖直方向速度的变化量为 方向竖直向下，乙球到达斜面底端的速度 解得 乙球速度的变化量为 方向沿斜面向下，二者速度变化量的大小相等，方向不同，因此速度变化量不同，乙球在竖直方向的速度为 设甲球的质量为m，则乙球的质量为2m，因此落地前瞬间，甲球重力的瞬时功率 乙球重力的瞬时功率 即甲、乙两球各自落地前瞬间，甲、乙两球重力的瞬时功率相等，故B错误，C正确； D．根据重力做功可知，两球下落的高度相等，但两球的质量不同，因此重力对甲、乙两球所做的功不相等，故D错误。 故选C。 8．AC 【详解】A．内，由图可知电梯运动的加速度为 由牛顿第二定律有 解得电梯对乘客的支持力大小，故A正确。 B．内，由图可知电梯竖直匀速上升，乘客的重力势能增加，故B错误。 C．内，由图可知电梯运动的加速度为 由牛顿第二定律有，乘客受到的合力为 由图可知，乘客的位移为 则合力对乘客做功为，故C正确。 D．由图像可知，乘客在时的速度为0，功率为，乘客在时的速度为，瞬时功率为 则在内，重力对乘客做功的瞬时功率从0增大至，故D错误。 故选AC。 9．D 【详解】小球做平抛运动，仅受重力作用，重力大小方向不变，故加速度不会随时间而改变。竖直分速度为 合速度 物体下落高度 重力做功 速度与水平方向夹角的正切值 综上可得D正确，ABC错误。 故选D。 10．AC 【详解】A．开始A处于静止状态，弹簧处于压缩，根据平衡有 解得弹簧的压缩量 当B刚离开C时，B对挡板的弹力为零，有 解得弹簧的伸长量 可知从静止到B刚离开C的过程中，A发生的位移 故A正确； B．从静止到B刚要离开C的过程中，重力对A做的功为 即A克服重力做功，故B错误； C．根据牛顿第二定律得 解得 故C正确； D．当A的速度达到最大时，A受到的合外力为0，则 解得 B沿斜面方向受到的力 解得 故D错误。 故选AC。 11．（1）；（2）0.1J；（3）；（4）0.6m 【详解】（1）滑块在A点时恰好绳断，则 解得 （2）滑块平抛至点，速度方向沿斜面向下，则 解得 A、间的高度 、间的高度 则重力做的功 （3）忽略小圆弧的高度差，滑块在BC段做匀加速直线运动，则 其中 解得 （4）滑块从点水平抛出由 解得 ， 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $