高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能精品习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能精品习题，共6页。试卷主要包含了重力做的功，重力势能，弹性势能等内容，欢迎下载使用。

【课堂引入】
1. 如图所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中，思考并讨论以下问题：
（1）求出图甲情形中重力做的功；
（2）求出图乙情形中重力做的功；
（3）求出图丙情形中重力做的功；
（4）重力做功有什么特点？
【例题】
2. 某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，已知球的重力为mg，则下列说法中正确的是（ ）
A. 从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功
B. 从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功
C. 从A到B重力做功mg（H＋h）
D. 从A到B重力做功mgH
【课堂练习】
3. 如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下，经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达高为的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为（ ）
A. B. C. D. 0
二、重力势能
课堂引入】
4. 为什么说重力势能具有相对性？重力势能的变化与参考平面的选取有关吗？
【例题】
5. 下列关于重力势能的说法中正确的是（ ）
A. 重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的
B. 重力势能的大小是相对的
C. 某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的
D. 在地面上方的物体，它的重力势能一定不等于零
6. 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，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为（ ）
A. mghB. mgHC. mg（h+H）D. -mgh
7. 如图所示，长为2m、质量为10kg的一条细铁链放在水平地面上，从提起铁链一端直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链克服重力做的功为多少？（g取9.8m/s2）
【课堂练习】
8. 质量为m的均匀链条长为L，开始放在光滑的水平桌面上时，有的长度悬在桌边缘，如图所示，松手后，链条滑离桌面，问：从开始到链条刚好滑离桌面过程中重力势能变化了多少？
三、弹性势能
【课堂引入】
9. 如图所示，物体与弹簧相连，物体在O点时弹簧处于原长，把物体向右拉到A处静止释放，物体会由A向A′运动，A、A′关于O点对称，则：
（1）物体由A向O运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？
（2）物体由O向A′运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？
（3）在A、A′处弹性势能有什么关系？
【例题】
10. 关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是 （ ）
A. 弹簧的弹性势能跟拉伸（或压缩）的长度有关
B. 弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关
C. 同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大
D. 弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关
11. 如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是（ ）
A. 如图甲，撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的弹性势能
B. 如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能
C. 如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能
D. 如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能
参考答案
1．（1）mgh1-mgh2；（2）mgh1-mgh2；（3）mgh1-mgh2；（4）见解析
【详解】
（1）图甲中
WG=mgΔh=mgh1-mgh2
（2）图乙中
WAB′=mglcsθ=mgΔh=mgh1-mgh2
WB′B=0
则
WAB=mgΔh=mgh1-mgh2
（3）图丙中把整个路径AB″分成许多很短的间隔AA1、A1A2…，由于每一段都很小，每一小段都可以近似地看成一段倾斜的直线，设每段小斜线的高度差分别为Δh1、Δh2…，则物体通过每段小斜线时重力做的功分别为mgΔh1、mgΔh2…，则
WAB″=mgΔh1＋mgΔh2＋…=mg（Δh1＋Δh2＋…）=mgΔh
WB″B=0
则
WAB=mgΔh=mgh1-mgh2.
（4）物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。
2．D
【详解】
重力对物体所做的功只与初、末位置的高度差有关，故从A到B重力做功为
WG＝mgH
故选D。
3．A
【详解】
根据重力做功方程可知：。
故选A。
4．见解析
【详解】
重力势能Ep=mgh，高度h具有相对性，选择的参考平面不同，h不同，所以说重力势能具有相对性。重力势能的变化与重力做功有关，重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关，所以重力势能的变化与参考平面的选取无关。
5．AB
【详解】
物体的重力势能具有相对性和系统性。对于不同的零势能参考平面，同一个物体在同一个位置的重力势能是不相同的。物体的重力势能属于物体和地球组成的这个系统，而不只是物体单独具有。
故选AB。
6．D
【详解】
由题知，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间所处的高度为-h，故小球的重力势能为
故选D。
7．98J
【详解】
从初状态到末状态，铁链的重心位置升高了
h＝
因而铁链的重力势能增加了
mgh＝mg＝98J
故铁链克服重力做的功为98J。
8．
【详解】
设桌面为参考平面，开始时重力势能
末态时重力势能
所以重力势能变化
mgL
9．（1）正功，减少；（2）负功，增加；（3）相等
【详解】
略
10．D
【详解】
A、弹簧的弹性势能是由于弹簧发生弹性形变而具有的势能，拉伸（或压缩）的长度越大，弹性势能越大，故A正确；
B、弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关，形变量相同时，劲度系数越大，弹性势能越大，故B正确；
C、对于同一弹簧，在弹性限度内，劲度系数一定，形变量越大，弹性势能越大，故C正确；
D、弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数和形变量有关，与使弹簧发生形变的物体无关，故D错误．
故选D。
11．B
【详解】
A．撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的形变量减小，弹力做正功，所以弹性势能减小，故A错误；
B．人拉长弹簧过程中，弹簧的形变量增大，弹力做负功，弹性势能增加，所以B正确；
C．模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的形变量减小，弹力做正功，所以弹性势能减小，故C错误；
D．小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的形变量减小，弹力做正功，所以弹性势能减小，故D错误；
故选B。