人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能课后练习题

2020-2021学年人教版（2019）必修第二册

8.2重力势能 课时作业6（含解析）

1．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 B．mgh，增加

C．，增加 D．，减少

2．用拉力将一个重为5N的物体匀速升高3m，在这个过程中，下列说法正确的是（　　）

A．物体的重力做了15J的功

B．拉力对物体做了15J的功

C．物体的重力势能减少了15J

D．合力对物体做的功是15J

3．如图所示，静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为h，桌面距地面高为H，物体质量为m，则以下说法正确的是　　

A．小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最少

B．小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最多

C．以桌面为参考面，小球的重力势能的减少量为mgh

D．以地面为参考面，小球的重力势能的减少量为

4．关于重力势能，下列说法正确的是（　　）

A．重力势能的大小只由重物本身决定

B．一物体的重力势能从-6J变为-2J，重力势能变小了

C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零

D．距地面有一定高度的物体，其重力势能可能为零

5．用恒力F使质量为10kg的物体从静止开始，以2m/的加速度匀加速上升，不计空气阻力，g取10 m/，那么以下说法中正确的是：（）

A．2s内恒力F做功80J B．2s内重力做的功是400J

C．2s内物体克服重力做的功是400J D．2s内合力做的功为零

6．质量为m的物体被人竖直向上抛出，设运动过程中受到的空气阻力为f，物体上升高度2h后又落回地面，物体下落高度为3h，重力加速度为g，在物体运动的整个过程中，下列说法正确的是（　　）

A．物体克服阻力做功为－fh B．物体克服阻力做功为5fh

C．物体重力做的功为－mgh D．物体重力做的功为5mgh

7．第 24 届冬季奥林匹克运动会将在 2022 年由北 京市和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之 一。如图所示，运动员从跳台边缘的 O 点水平滑出，落到斜坡 CD上的 E点。运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响。运动员从 O 点滑出后，在空中飞行的过程中，关于其重力所做的功，下列说法正确的是（　　）

A．一直做正功 B．一直做负功

C．一直不做功 D．先做负功后做正功

8．如图所示，一小孩从公园中的滑梯上加速滑下，对于其机械能变化情况，下列说法中正确的是（　　）

A．重力势能减小，动能不变

B．重力势能减小，动能增加

C．重力势能减小，动能减小

D．重力势能增加，动能增加

9．关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）

A．重力势能的大小只由物体本身决定

B．重力势能恒大于零

C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零

D．重力势能是物体和地球所共有的

10．物体沿不同的路径从A运动到B，如图所示，则（　）

A．沿路径ACB重力做的功大些

B．沿路径ADB重力做的功大些

C．沿路径ACB和路径ADB重力做功一样多

D．以上说法都不对

11．把一个物体从地面竖直向上抛出，该物体上升的最大高度为h，若物体的质量为m，所受的空气阻力大小恒为f，则在从物体被抛出到落回地面的全过程中（　　）

A．重力势能的变化量为2mgh

B．重力势能的变化量为零

C．空气阻力做的功为零

D．空气阻力做的功为2fh

12．北京时间2016年2月25日，在巴西进行的2016年跳水世界杯比赛中，中国选手邱波获得十米跳台冠军。如图所示，在邱波离开跳台到入水的过程中，他的重心先上升后下降。在这一过程中，邱波所受重力做功的情况是（  ）

A．始终做负功 B．始终做正功

C．先做负功再做正功 D．先做正功再做负功

13．质量为m的物体，沿倾角为的光滑斜面由静止下滑，当下滑t时间时重力势能减少量为(　   )

A．mg2t2sin B． mg2t2 C．mg2t2 D．mg2t2

14．质量为2kg的物体在竖直向上的恒定拉力作用下由静止开始向上运动，当速度为2m/s时，位移为2m，下列说法中正确的是（g取10m/s2）（　　）

A．拉力对物体做功4J B．合外力对物体做功4J

C．重力对物体做功40J D．物体机械能增加44J

15．如图所示是跳高运动员正在飞越横杆时的情景。对运动员从起跳到图示位置的过程，下列说法正确的是（　　）

A．运动员的重心升高

B．运动员的重力势能增大

C．运动员所受重力做负功

D．运动员所受重力做正功

16．一个质量为1kg的小球从5m高的水平桌面上水平抛出，落地位置与抛出位置的水平距离为2m，求：

(1)小球离开桌面边缘时的初速度是多大？运动时间为多少？

(2)落地时小球重力势能减少了多少？

17．如图所示，放在地面上的木块与一劲度系数k＝200N/m的轻质弹簧相连。现用手水平拉弹簧，拉力的作用点移动x1＝0.3m，木块开始运动，继续拉弹簧，木块缓慢移动了x2＝0.5m，求：

(1)上述过程中拉力所做的功；

(2)此过程弹簧弹性势能的变化量。

18．如图所示，是人们用打“夯”的方式把松散的地面夯实的情景。假设两人同时通过绳子对质量为m的重物各施加一个力，大小均为F，方向都与竖直方向成α，重物离开地面h后两人同时停止施力，最后重物下落把地面砸深x。重力加速度为g。求：

（1）停止施力前重物上升过程中加速度大小a；

（2）以地面为零势能面，重物具有重力势能的最大值EPm；

（3）重物砸入地面过程中，对地面的平均冲击力大小；

19．如图所示，在水平地面上固定一倾角θ＝30°的粗糙斜面，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面匀减速上滑高度H后停止，在上滑的过程中，其加速度和重力加速度g大小相等。求：

(1)小物块与斜面间的动摩擦因数μ；

(2)该过程中物体克服重力做功W1和摩擦力做的功W2。

20．质量为2kg的物体做自由落体运动，2s着地，g=10m/s2。求：

(1)此过程重力做功是多少；

(2)此过程中重力的平均功率是多少；

(3)物体落地时，重力的瞬时功率是多少。

参考答案

1．D

【详解】

因为以桌面为零势能的参考平面，所以对于桌面，地面高度是，则小球落地时的重力势能为；小球在释放点相对桌面高度为，重力势能为，所以小球在整个下落过程中重力势能的变化为

即小球的重力势能减少了

ABC错误，D正确。

故选D。

2．B

【详解】

AC．重力做功

知物体克服重力做功15J，重力势能增加15J，AC错误；

B．因为物体匀速上升，则

F=G=5N

则拉力做功

故B正确；

D．匀速上升，合力的大小为零，则合力做功为零，D错误。

故选B。

3．C

【详解】

AB.静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，由于高度差相同，所以重力做功相同．故AB错误．

CD.重力势能的变化量与零势能平面的选取无关，重力做的正功等于重力势能的减小量，重力做功为mgh，则重力势能的减小量为mgh．故C正确，D错误．

4．D

【详解】

A．物体的重力势能与物体本身的重力和零势能面的选取有关，故A错误；
B．重力势能是标量，重力势能从-6J变为-2J，表示物体重力势能增加，故B错误；
C．地面上的物体只有以地面为零势能面时，重力势能才为零，故C错误；
D．以物体所在平面为零势能面，距离地面有一定高度的物体重力势能也可能为零，故D正确。
故选D。

5．C

【详解】

A.根据牛顿第二定律可知，恒力为：

2s内物体上升的高度：

2s内恒力做功：

故选项A不符合题题；

BC. 2s内重力做功：

即2s内物体克服重力做功为400J，故选项B不符合题意，C符合题意；

D.2s内合力做的功：

故选项D不符合题意．

6．B

【详解】

AB．上升过程克服空气阻力做功

下落过程克服空气阻力做功

则从抛出到落回到抛出点的过程中，小球克服空气阻力做的功为

故A错误，B正确；

CD．由题意可知，物体下落高度为3h，上升了2h，故抛出点离地高为h，故从抛出至落到地面的过程中，重力所做的功为

故CD错误。

故选B。

7．A

【详解】

运动员所受重力竖直向下，运动方向与重力的夹角为锐角，重力一直做正功，A正确，BCD错误。

故选A。

8．B

【详解】

小孩从公园中的滑梯上加速滑下，则速度增加，动能增加；高度降低，则重力势能减小。

故选B。

9．D

【详解】

重力势能取决于物体的重力和高度；故A错误；重力势能的大小与零势能面的选取有关，若物体在零势能面下方，则重力势能为负值；故B错误；重力势能的大小与零势能面的选取有关；若选取地面以上为零势能面，则地面上的物体重力势能为负；若选地面以下，则为正；故C错误；重力势能是由物体和地球共有的；故D正确；故选D．

【点睛】

本题考查重力势能的决定因素，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大；明确重力势能是由地球和物体共有的；其大小与零势能面的选取有关．

10．C

【详解】

由A到B不管沿哪条路径高度差相同，则重力做功相同，则C正确，ABD错误。

故选C。

点睛：本题考查对重力做功特点的掌握情况，要明确重力做功的特点，知道重力做功W=mgh，大小只与高度差有关，与运动路径无关。

11．B

【详解】

AB．物体从地面抛出到落回地面的全过程中，物体的高度变化量为零，物体重力势能的变化量为零．故A项错误，B项正确．

CD．物体从地面竖直向上抛出，物体上升的最大高度为h，物体从地面抛出到落回地面的全过程中，所受的空气阻力大小恒为f，阻力方向始终与运动方向相反，则空气阻力做的功为．故CD两项错误．

12．C

【详解】

在邱波离开跳台到入水的过程中，他的重心先上升后下降，故重力势能先增加后减小，故重力先做负功后做正功，故C正确，ABD错误。

故选C。

13．D

【详解】

物体在光滑斜面上的加速度为，

下滑的距离为

所以重力势能减小量为：

故D正确．

14．BD

【详解】

A．拉力对物体做功

A错误；

B．合外力对物体做功

B正确；

C．重力对物体做功

C错误；

D．由能量关系可知，物体机械能增加量等于拉力的功，即为44J，D正确。

故选BD。

15．ABC

【详解】

跳高运动员飞越横杆时，重心升高，重力的方向与位移方向相反，则重力做负功，重力势能增大。

故选ABC。

16．(1)2m/s，1s；(2)50J

【详解】

(1)设小球平抛运动的时间为t，在竖直方向上有

所以有

可得小球平抛的初速度大小为

(2)落地时小球重力势能减小量等于重力做功，为

17．(1)39J；(2)9J

【详解】

(1)木块刚要滑动时，拉力的大小

从开始到木块刚滑动的过程，拉力做功

木块再缓慢移动的过程中，拉力做功

故拉力所做的总功为

(3)根据功能关系知此过程弹簧弹性势能的变化量

18．（1）；（2）；（3）

【详解】

（1）施力时重物所受的合外力为

则重物上升过程中加速度大小

（2）重物上升过程中由动能定理

以地面为零势能面，重物具有重力势能的最大值

（3）重物砸入地面过程中由动能定理

解得

19．（1）；（2）mgH ，-mgH

【详解】

（1）在小物块沿斜面匀减速上滑的过程中，由牛顿第二定律有：

mgsinθ＋μmgcosθ＝ma

由a＝g，解得

(2)该过程中，物体克服重力做功为

W1=mgH

摩擦力所做的功为：

20．(1)400J；(2)200W；(3)400W

【详解】

(1)根据

代入解得物体下落的距离

则重力做功为

(2)重力的平均功率为

(3)落地时物体的速度为

则重力做功的瞬时功率为