物理必修 第二册2 重力势能课时训练

2020-2021学年人教版（2019）必修第二册

8.2重力势能 课时作业12（含解析）

1．铅笔从桌面掉到地上，此过程中（　　）

A．重力做正功，铅笔的重力势能减小

B．重力做负功，铅笔的重力势能减小

C．重力做正功，铝笔的重力势能增大

D．重力做负功，铅笔的重力势能增大

2．如图，同一小球从相同的高度分别沿不同的路径下落到地面上，下列说法正确的是（　　）

A．甲图重力做功最多 B．乙图重力做功最多

C．丙图重力做功最多 D．三种情况下重力做功相等

3．如图所示，三个粗糙斜面固定在水平地面上，它们的高度均为h，倾角分别为θ1、θ2、θ3。让质量均为m的物体沿斜面从顶端滑到底端，物体与斜面间的动摩擦因数均为µ。物体从斜面顶端滑到底端的过程中，关于重力做的功，下列说法正确的是（　　）

A．从倾角为θ1的斜面上滑下，重力做功最大

B．从倾角为θ2的斜面上滑下，重力做功最大

C．从倾角为θ3的斜面上滑下，重力做功最大

D．从三个斜面上分别滑下，重力做功相等

4．图为一小球做平抛运动的频闪照片。第1次闪光时小球位于O点，第4次、第8次闪光时小球分别位于A、B两点。已知OA的水平距离为x1，AB的水平距离为x2，频闪仪的闪光周期为T。在运动过程中，关于重力对小球做功和小球的重力势能变化，下列说法正确的是（　　）

A．重力对小球不做功 B．重力对小球做负功

C．重力势能逐渐增大 D．重力势能逐渐减小

5．关于功的概念，下列说法中正确的是（　　）

A．物体做匀速圆周运动的向心力为恒力

B．相对于同一零势能面，物体-3J的重力势能大于-5J的重力势能

C．物体速度改变，动量一定改变，且合外力做功之和一定不为零

D．若作用力对物体做正功，则反作用力一定做负功

6．物体在上升的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．重力做正功，重力势能增加 B．重力做正功，重力势能减小

C．重力做负功，重力势能增加 D．重力做负功，重力势能减少

7．关于重力做功和物体的重力势能，下列说法中错误的是（　　）

A．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少

B．物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加

C．地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值

D．重力做功的多少与参考平面的选取无关

8．重为1N的小球，在空中下落了2m的高度后到达地面，下列说法正确的是（　　）

A．小球的重力势能一定增加了2J B．小球刚下落时候的重力势能一定是2J

C．小球落地时的重力势能一定是0 D．重力对小球做的功一定是2J

9．如图所示，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，假设物体在桌面处的重力势能为0，则小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化为（　　）

A．mgh，减少mg（H-h） B．mgh，增加mg（H+h）

C．-mgh，增加mg（H-h） D．-mgh，减少mg（H+h）

10．如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点间的竖直高度差为h，速度为v，则（　　）

A．由A到B重力做的功等于mgh

B．由A到B重力势能减少mv2

C．由A到B小球克服弹力做功为mgh

D．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mgh+

11．在高处的某一点将三个质量相同的小球以相同的速率v0分别上抛、平抛、下抛，那么以下说法正确的是（　　）

A．从抛出到落地过程中，重力对它们所做的功都相等

B．从抛出到落地过程中，重力对它们做功的平均功率都相等

C．不计空气阻力，三个球落地时，重力势能变化相等

D．如果考虑空气阻力，则从抛出到落地过程中，重力势能变化不相等

12．如图所示，一简易升降机在箱底装有若干个相同的轻弹簧，在某次事故中，升降机吊索在空中突然断裂，忽略摩擦及其它阻力，升降机在从弹簧下端刚接触地面开始到运动到最低点的一段过程中，弹簧始终在弹性限度内，则下列关于升降机的加速度大小a、速度大小v、升降机重力做功WG、弹簧整体的弹性势能EP与升降机向下位移x的关系的图像中可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

13．如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，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（　　）

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．弹力做正功，弹性势能减少 D．弹力做负功，弹性势能增加

14．一质量为m的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升h。关于此过程，下列说法中不正确的是（）

A．提升过程中手对物体做功

B．提升过程中合外力对物体做功

C．提升过程中物体的重力势能增加

D．提升过程中物体克服重力做功mgh

15．以下说法正确的是（　　）

A．物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能增加量可能不是1J。

B．物体受拉力作用匀速向上运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量不是1J。

C．物体运动，重力做的功是-1J，则物体重力势能增加量一定是1J。

D．没有摩擦时物体由A沿直线运动到B，克服重力做的功是1J，有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，克服重力做的功大于1J。

16．用30N的竖直向上的拉力将一只质量为的物体从静止开始竖直向上拉升5m，重力对该物体做了多少功？如果由静止开始竖直向上拉升5s，重力对该物体又做了多少功？

17．将一只质量为的书包从一楼背到三楼（每层楼高均为3m），该书包克服重力做了多少功？书包的重力势能增加了多少？

18．面积很大的水池，水深为h，水面上浮着一立方体木块，木块边长为a，密度为水的，质量为m．开始时，木块处于静止状态，如图（a）所示．现用力F将木块缓慢地压到池底．不计摩擦，从木块刚好完全没入水中到停止在池底的过程中，求：木块重力势能的改变量和池水重力势能的改变量。

19．一质量m为的书，从离地面高为1.8m的大橱柜顶落到离地面高为0.8m的桌面上，则该物体从大橱柜顶落到桌面上的过程中，求：

（1）重力势能改变了多少？

（2）重力对物体做了多少功？（g取）

20．用40N的水平力F，推一个质量为的木块，使其沿倾角为30°的斜面向上移动了2m，木块和斜面间的动摩擦因数为0.1，如图所示，求水平力F做的功为多少？摩擦力做功为多少？重力做功为多少？g=10m/s2.

参考答案

1．A

【详解】

铅笔从桌面掉到地上，此过程中重力的方向与位移的方向相同，则重力做正功，铅笔的重力势能减小。

故选A。

2．D

【详解】

重力做功与路径无关，与初末位置的高度差有关。同一小球沿不同的轨道由同一位置滑到地面上，由于高度差相同，所以重力做功相同。选项D正确，ABC错误。

故选D。

3．D

【详解】

重力做的功取决于重力以及重力方向上通过的距离，则物体从斜面顶端滑到底端的过程中，重力做的功

即从三个斜面上分别滑下，竖直方向上的位移相等，则重力做功相等，故D正确，ABC错误。

故选D。

4．D

【详解】

小球做平抛运动，高度下降，根据重力做功的功能关系可知，重力对小球做正功，小球的重力势能减小，故D正确，ABC错误。

故选D。

5．B

【详解】

A.做匀速圆周运动的物体，其向心力始终沿半径方向指向圆心，所以方向时刻在变，是变力，故选项A错误；

B.相对于同一零势能面，重力势能都为负值说明都在零势能面以下，因此数值越接近0，重力做功越少，对应的重力势能越大，所以物体-3J的重力势能大于-5J的重力势能，故选项B正确；

C.做匀速圆周运动的物体，速度方向时刻在变，因此动量一定改变，但是合外力对应的是向心力，始终和运动方向垂直不做功，故选项C错误；

D.作用力和反作用力式作用在两个相互作用的物体上的，可以都做负功，也可以都做正功，还可以一正一负，例如两个静止的人相互推，两人同时后退，因此两个力都做正功，故选项D错误。

故选B。

6．C

【详解】

物体在上升的过程中，高度升高，重力做负功，重力势能增大，故C正确ABD错误。

故选C。

7．C

【详解】

AB．重力做正功时，物体由高处向低处运动，重力势能一定减少，反之物体克服重力做功时，重力势能一定增加，AB正确；

C．重力势能的大小与参考平面的选取有关，C错误；

D．重力做多少功，物体的重力势能就变化多少，重力势能的变化量与参考平面的选取无关，所以重力做功多少与参考平面的选取无关，D正确。

本题选择错误选项，故选C。

8．D

【详解】

AD．小球下落2m，小球重力做正功

小球的重力势能减小了，A错误，D正确；

BC．小球的重力势能与零势能的位置选取有关，所以小球刚下落和落地时的重力势能无法确定，BC错误。

故选D。

9．D

【详解】

物体在桌面处的重力势能为0，则小球落地时的重力势能为-mgh；整个下落过程中重力做功为mg(H+h)，则重力势能减少mg（H+h）。

故选D。

10．A

【详解】

A．重力做功

W=mgh

与是否受其它力无关，而从A下降到B下降的高度为h，故A正确；

B．从A下降到B的过程中，根据动能定理

重力势能的减小量

故B错误；

CD．在这个过程中，克服弹力做的功

小球到达位置B时弹簧的弹性势能为

故CD错误。

故选A。

11．AC

【详解】

AC．小球沿着不同的方向抛出，都只有重力做功，下落高度一样，所以重力做功相等，故重力势能变化相等，故AC正确；

B．三个小球重力做功相同，落地的时间不同，竖直上抛时间最长，竖直下抛时间最短，所以运动过程中，三个小球重力做功的平均功率不同，下抛平均功率最大，故B错误；

D．考虑空气阻力，三小球下落高度相同，故重力做功一样，重力势能变化相等，故D错误。

故选AC。

12．AC

【详解】

A．升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中，开始阶段，重力大于弹力，加速度方向向下，向下做加速运动，加速度大小

当重力和弹力相等以后，弹力大于重力，加速度方向向上，向下做减速运动，加速度大小

加速度的大小先减小后增大，因为刚接触弹簧时升降机有一定的速度，则最后触地时加速度大于g，故A正确；

B．由上述分析可知，升降机的速度先增加后减小，根据可知速度v与位移x并非线性关系，选项B错误；

C．升降机重力做功

即重力做功与x成正比关系，选项C正确；

D．弹簧克服弹力做功为

则弹性势能

则选项D错误。

故选AC。

13．AD

【详解】

在重物由A点摆向最低点B的过程中重物的高度下降，重力对重物做正功，重物的重力势能减小；弹簧伸长，弹簧的弹力对重物做负功，弹性势能增加，故AD正确，BC错误。

故选AD。

14．BC

【详解】

A．设人对物体的拉力F，由牛顿第二定律得

即

提高过程中手对物体做功为，故A正确，不符合题意；

B．提高过程中合外力对物体做功

故B错误，符合题意；

CD．提高过程中物体克服重力做功mgh，重力势能增加mgh，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。

故选BC。

15．AC

【详解】

B．物体受拉力作用向上匀速运动，合力做功为零，拉力做的功是1J，则重力做功为-1J，则物体重力势能的增加量是1J。故B错误；

A．物体受拉力作用向上如果不是匀速运动，拉力做的功是1J，则物体重力势能的增加量就不一定是1J 。所以A正确；

C．物体运动，重力做的功是-1J ，物体重力势能的增加量一定是1J 。所以C正确；

D．重力做功仅仅与重力的大小、始末的位置有关，所以没有摩擦时物体由A沿直线运动到B，克服重力做的功是1J，有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，克服重力做的功仍然是1J。故D错误。

故选AC。

16．；

【详解】

重力对该物体做功：

W=-mgh=-2×10×5J=-100J；

如果由静止开始竖直向上拉升5s，物体的加速度

则上升的高度：

重力对该物体又做功：

W1=-mgh1=-2×10×62.5J=-1250J；

17．300J；300J

【详解】

[1][2]．将一只质量为5kg的书包从一楼背到三楼，重力做负功，即克服重力做功为：

书包的重力势能增加了300J.

18．（1）（2）

【详解】

在图（b）中的“1”和“2”分别表示木块在刚没入水中时和到池底时的位置，木块重力势能的减少量等于木块所受重力对木块做的功，等于木块所受重力与木块重心降低高度的乘积．在木块从位置“1”下移到位置“2”的过程中，相当于使同体积的水从位置“2”上移到位置“1”，所以池水重力势能的改变量等于这部分水在位置“1”和位置“2”的势能差．

（1）因为木块重心下移高度为，所以木块重力势能的改变量为

．

（2）由于木块的密度是水密度的一半，同体积水的质量为2m，所以池水重力势能的改变量为

．

19．（1）减小了5J（2）5J

【详解】

（1）取物体在地面处的重力势能为零势能面，则物体在大橱柜顶的重力势能为

物体在B点的重力势能为

所以

为负，表示物体从A点到B点重力势能减小了5J．

（2）根据恒力做功计算公式，重力对物体做的功为

．

20．；；

【详解】

拉力做功为

摩擦力做功为

重力做功为