8.2重力势能常见的五种题型-2026-2027学年高一下学期物理人教版必修第二册

8.2重力势能常见的五种题型

题型一　重力势能的概念与相对性

【解题技巧】重力势能 Ep＝mgh 是标量，正负只表示物体在零势能面之上还是之下，不代表方向；它的数值与参考平面的选取有关，但两点间的势能差与参考面无关。重力势能属于物体和地球组成的系统所共有。重力做正功势能减小，重力做负功势能增大，WG＝－ΔEp 恒成立。判断概念题紧扣这四条，注意把重力势能与弹性势能、重力做功与弹力做功区分开，别被“一定”“恒大于零”等绝对化说法迷惑。

1．关于重力势能的说法正确的是（　　）

A．重力势能与高度无关

B．重力势能有负值，因此说重力势能是矢量

C．重力做功才有重力势能，重力不做功，物体就不具有重力势能

D．重力做功引起重力势能变化

2．自由下落的物体在下落过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为（　　）

A．重力做正功，重力势能减小

B．重力做正功，重力势能增加

C．重力做负功，重力势能减小

D．重力做负功，重力势能增加

3．“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，瀑布从高处下落，可将重力势能直接转化为（　　）

A．弹性势能 B．动能

C．光能 D．化学能

4．在一楼的甲认为静止放在二楼窗台的花盆有安全隐患，具有能量，可以做功。在三楼的乙看同一个花盆认为它没有做功本领。造成甲乙观点分歧的最合理解释是（　　）

A．重力做功是相对的 B．重力做功与初末位置高度无关

C．重力势能是相对的 D．重力势能改变量与参考面无关

5．关于重力势能和弹性势能，下列说法正确的是（    ）

A．发生形变的物体一定具有弹性势能

B．重力势能的大小与零势能面的选取有关

C．和所有的矢量一样，重力势能的正负代表重力势能的方向

D．规定弹簧的长度为原长时弹簧的弹性势能为0，则弹簧压缩时弹性势能是负值，弹簧伸长时弹性势能为正值

6．下列关于势能的说法，正确的是（　　）

A．抛出的篮球在上升过程中，重力势能一定增大

B．重力势能的变化量与参考平面的选取有关

C．弹簧的长度变长，其弹性势能也一定变大

D．弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的

题型二　重力势能的计算与参考平面

【解题技巧】计算重力势能先定参考平面：物体在参考面上方 Ep 为正，在下方为负，Ep＝mgh 中的 h 是物体（或其重心）相对参考平面的高度，同一题中各物体的势能必须用同一个参考面。均匀链条、铁链类问题先确定重心位置再代入 Ep＝mghc，如铁链一端提起时重心升高一半长度。物体落到参考面以下时势能为负值，比较势能大小按代数值处理。求势能变化量只看初末位置的高度差，与过程和路径无关。

1．如图所示，质量为1kg的小球，从距水平桌面高度为1m处的A点下落到水平地面上的B点，桌面距地面的高度为1m。取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法错误的是（　　）

A．若以地面为重力势能的参考平面，则小球在A点时的重力势能为20J

B．若以地面为重力势能的参考平面，则小球在B点时的重力势能为0

C．若以桌面为重力势能的参考平面，则小球在A点时的重力势能为10J

D．若以桌面为重力势能的参考平面，则小球在B点时的重力势能为20J

2．如下图所示，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，假设离桌面高H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．-mg（H+h）

3．如图所示，在高出地面H的A点将小球m竖直上抛，初速度为v0，则下列说法中正确的是（　　）

A．小球在A点时，重力势能为mgH

B．小球在A点时，重力势能为零

C．整个运动过程，重力势能的变化量为-mgH

D．整个运动过程，重力势能的变化量为mgH

4．如图所示，一条长2m、质量为2kg的铁链（质量分布均匀）放在水平地面上，现提起铁链的一端直到铁链的另一端刚好离开地面。重力加速度。则该过程中铁链重力势能的变化量为（     ）

A． B． C． D．

5．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。从头部刚到达最高点开始，到身体中点刚刚到达最高点的过程中，毛毛虫的重力势能的变化量是（假设毛毛虫能一直贴着小石块前行）（重力加速度为g）（　　）

A． B． C． D．

6．如图所示，质量相同的A、B两小球用长度不同的两轻绳悬于等高的O1、O2点，绳长LA、LB的关系为LA>LB，将轻绳水平拉直，并将小球A、B由静止开始同时释放，取释放的水平位置为零势能的参考面，则下列说法错误的是（　　）

A．在下落过程中，当两小球到同一水平线L上时具有相同的重力势能

B．两小球分别落到最低点的过程中减少的重力势能相等

C．A球通过最低点时的重力势能比B球通过最低点时的重力势能小

D．A、B两小球只要在相同的高度，它们所具有的重力势能就相等

7．用200N的拉力将地面上的一个质量为10kg的物体提升10m（取g＝10m/s2，不计空气阻力）。物体被提高后具有的重力势能是__________J（以地面为零势能参考面）；物体被提高后具有的动能是__________J。

题型三　重力做功与重力势能的变化

【解题技巧】重力做功与路径无关，只由初末位置的高度差决定：WG＝mgh，下降做正功，上升做负功，沿斜面、拱桥、折线运动结果都相同。重力做的功等于重力势能的减少量，WG＝Ep1－Ep2。沿圆弧运动时把初末高度差投影到竖直方向即可。有空气阻力或摩擦力时，重力做功照旧用 mgh，损失的机械能另行分析。竖直上抛全程重力做功为零，势能先增后减、回到原点变化量为零；图像题先认清纵轴是势能还是功。

1．如图所示，足球在地面1的位置被踢出后，经过最高点2位置，落到地面3的位置。对于这个过程，下列说法正确的是（　　）