人教版 (2019)必修 第二册重力势能课后测评

这是一份人教版 (2019)必修 第二册重力势能课后测评，共3页。试卷主要包含了50m2=0，下列关于重力势能的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
1.卫星发射上升过程中,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
答案:D
解析:卫星发射上升过程中,重力方向与位移方向相反,重力做负功,重力势能增加,选项D正确。
2.一根粗细均匀的长直铁棒重600 N,平放在水平地面上。现将一端从地面抬高0.50 m,而另一端仍在地面上,则( )
A.铁棒的重力势能增加了150 J
B.铁棒的重力势能增加了300 J
C.铁棒的重力不做功
D.上述说法均错误
答案:A
解析:铁棒重心升高的高度h=0.50m2=0.25 m,铁棒增加的重力势能ΔEp=mgh=600×0.25 J=150 J,铁棒重力做的功WG=-mgh=-600×0.25 J=-150 J,故选项A正确。
3.下列关于重力势能的说法正确的是( )
A.重力势能Ep1=2 J,Ep2=-3 J,则Ep1与Ep2方向相反
B.同一物体重力势能Ep1=2 J,Ep2=-3 J,则Ep1>Ep2
C.在同一高度的质量不同的两个物体,它们的重力势能一定不同
D.重力势能是标量,负值没有意义
答案:B
解析:重力势能是标量,正负表示大小,不表示方向,重力势能Ep1=2 J,Ep2=-3 J,则Ep1大于Ep2,选项A错误,B正确;重力势能是一个相对量,是相对于参考平面来说的,在同一高度的质量不同的两个物体,如果选取该高度为参考平面,则它们的重力势能都为零,选项C错误;重力势能是标量,负值表示物体处于参考平面以下,有意义,选项D错误。
4.如图所示,小明在玩蹦蹦杆,在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中,小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是( )
A.重力势能减少,弹性势能增大
B.重力势能增大,弹性势能减少
C.重力势能减少,弹性势能减少
D.重力势能不变,弹性势能增大
答案:A
解析:弹簧向下压缩的过程中,弹簧压缩量增大,弹性势能增加;重力做正功,重力势能减少,选项A正确,B、C、D错误。
5.如图所示,一个质量为m的物体,放在水平地面上,物体上方安装一个长度为l、劲度系数为k的轻弹簧,现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向上移动,直到物体离开地面一段距离,在这一过程中,P点的位移是h(开始时弹簧处于原长),则物体重力势能的增加量为( )
A.mgh
B.mgh+mg2k
C.mgh-m2g2k
D.mgh-mgk
答案:C
解析:物体离开地面时,mg=kx,则弹簧伸长x=mgk,重物上升的高度h'=h-x,重力势能的增加量Ep=mgh'=mgh-m2g2k,选项C正确。
6.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,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.三个球落地时,重力的瞬时功率相同
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
答案:A
解析:三个小球初末位置的高度差相同,由于重力做功与路径无关,只是与初末位置的高度差有关,所以重力做功都相等,选项A正确;三个球在空中运动的时间不一样,它们的时间关系是t上抛>t平抛>t下抛,而平均功率P=Wt,所以重力做功的平均功率不相等,选项B错误;落地时三个球的速率相等,但速度方向不同,设速度方向与竖直方向夹角为α,瞬时功率P瞬=Fvcs α=mgvcs α,上抛和下抛时α=0,而平抛小球落地时α≠0,故瞬时功率不相等,选项C错误;重力势能的变化只与重力做功有关,重力做功相等,三个球的重力势能变化相等,选项D错误。
7.如图所示,倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上,长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中( )
A.软绳重力势能共减少了12mgl
B.软绳重力势能共减少了14mgl
C.软绳重力势能的减少大于软绳的重力所做的功
D.软绳重力势能的减少等于物块对它做的功与软绳自身重力、摩擦力所做功之和
答案:B
解析:选斜面顶端所在水平面为参考平面,软绳重力势能共减少mg-12lsinθ--12l=14mgl,选项A错误,B正确;根据重力做功与重力势能变化的关系知,软绳重力势能的减少等于软绳的重力所做的功,选项C、D错误。
8.横截面积为S的U形管中,盛有一种密度为ρ的液体,由于底部中间的阀门关闭着,使一边管中的液面高度为h1,另一边管中的液面高度为h2,如图所示,再次把阀门打开,使左右两边相通,当两边液面达到相同高度时,重力做的功为( )
A.14ρgS(h1-h2)2
B.12ρgS(h1-h2)2
C.34ρgS(h1-h2)2
D.ρgS(h1-h2)2
答案:A
解析:两个横截面积都是S的管子,底部放在同一水平面上,现把连接两管的阀门打开,使两管中液体高度相等,此时液体的高度为h,所以有h=ℎ1+ℎ22,因此从左管移到右管的液体体积为V=ℎ1-ℎ22S,这个过程液体的重力做的功为WG=14ρgS(h1-h2)2,选项A正确。
9.打桩机重锤的质量是250 kg,重锤在打桩机顶端时,离地面的高度是20 m。试分析计算:(g取10 m/s2)
(1)当重锤被钢丝绳拉着从地面匀速上升到打桩机顶端时,重力对重锤做了多少功?重锤的势能变化了多少?
(2)当钢丝绳松弛,重锤从打桩机顶端自由落到地面时,重力对重锤做了多少功?重锤的势能变化了多少?
答案:(1)-5×104 J 5×104 J
(2)5×104 J -5×104 J
解析:(1)当重锤被钢丝绳拉着从地面匀速上升到打桩机顶端时,重力对重锤做功为WG=-mgh=250×10×20 J=-5×104 J,
重锤的势能变化量为ΔEp=-WG=5×104 J。
(2)当重锤从打桩机顶端自由落到地面时,重力对重锤做功为
WG'=mgh=250×10×20 J=5×104 J,
则重锤的势能变化量为ΔEp'=-WG'=-5×104 J。