必修24.重力势能练习

这是一份必修24.重力势能练习，共4页。试卷主要包含了选择题等内容，欢迎下载使用。

1．一实心铁球与一实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论正确的是( )
A．铁球的重力势能大于木球的重力势能
B．铁球的重力势能等于木球的重力势能
C．铁球的重力势能小于木球的重力势能
D．木球的重力势能不会大于铁球的重力势能
2．关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是( )
A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加量
B．在同一高度，将物体以初速度v0向不同方向抛出，从抛出到落地的过程中，重力所做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等
C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功
D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体重力势能之和
3．(2011·石家庄高一检测)如图所示为一个人 造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运动的轨迹，在卫星由近地点a运动到远地点b的过程中( )
A．地球引力对卫星不做功
B．卫星运行的速率不变
C．卫星的重力势能增加
D．卫星的动能增加
4．如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓 慢推袋壁使它变形，则水袋中水的重力势能( )
A．增大 B．减小
C．不变 D．不能确定
5．一条长为L、质量为m的匀质轻绳平放在水平地面上，在缓慢提起全绳的过程中，设提起前半段绳人做的功为W1，把后半段绳提起的过程中人做的功为W2，则W1∶W2等于( )
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4
二.非选择题(本题共2小题，要有必要的文字叙述)
6．(2011·长沙高一检测)有一上端挂在墙上的长画，从画的上端到下端的画长1.8 m，下端画轴重1 N，画重0.8 N(画面处处均匀)，现将长画从下向上卷起来，求长画的重力势能增加了多少？
7．金茂大厦是上海的标志性建筑之一， 它主体建筑地上88层，地下3层，高420.5 m，是目前国内第一、世界第三高楼(如图所示)．距地面341 m的第88层为国内迄今最高的观光层，环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收眼底．站在88层上质量为60 kg的游客，在下列情况中，他的重力势能各是多少？(g取10 m/s2)
(1)以地面为零势面；
(2)以第88层为零势面；
(3)以420.5 m的楼顶为零势面，若他乘电梯从地面上升到88层，他克服重力做多少功？
答案解析
1．【解析】选C.因为铁球和木球的密度不同，所以，质量相等的铁球和木球，木球的体积较大，放在同一水平地面上时，木球的重心高，因此，木球的重力势能大于铁球的重力势能，选项C正确．
2．【解析】选A、B.根据WG＝Ep1-Ep2知，物体克服重力做的功等于重力势能增加量，A正确．根据重力做功的特点知，从同一高度抛出物体到落地的过程中，重力做功相等，因而重力势能的减少量也相等，B正确．重力势能的数值依赖于参考面的选取，重力势能为零的物体，完全可以对别的物体做功，C错误．用手托住物体匀速上升时，手的支持力等于物体的重力，手的支持力做的功等于物体克服重力做的功，也等于物体重力势能的增加量，D错误．
3．【解析】选C.卫星与地球间的引力遵守平方反比定律，其作用力方向始终在卫星与地球的连线上．卫星绕地球做椭圆运动由a到b的过程中，与地球的距离不断变化，相当于一个物体距地面的高度在不断变化，所以地球对卫星的引力将对卫星做功，由于离地面的高度增加，引力做负功，动能减小，速率减小，重力势能增大，故选项C正确．
4．【解析】选A．推力对水做的正功，没有增加水的动能，只是使水的重力势能增加，A项正确．
【规律方法】重力势能的五性
(1)相对性：在Ep=mgh中h表示物体的重心到参考平面的高度，重力势能的大小与零势能面的选取有关，选择不同的零势能面，物体的重力势能不同．
(2)系统性：重力势能不是物体所独有的，而是物体和地球组成的系统所共有的．我们说地球上的物体具有多少重力势能，这是一种简略的说法．
(3)标量性：重力势能是标量，由于零势能面的选取，势能有正负之分，重力势能的正负表明势能的相对大小．
(4)对应性：能量的转化是通过各种不同力做功来实现和量度的，也就是说功总是与能量的转化相对应．但是性质不同的力做功时，对能量形式转化的影响是不同的，重力势能的变化与重力做功相对应．
(5)适用性：重力势能的计算公式Ep=mgh，只适用于地球表面及其附近处g值不变时的范围，若g值变化时，不能用其计算．
5．【解析】选C.前后两段绳被提起的过程中，绳的重力势能的增加量是不同的，应分别分析定量计算．提起前半段时人对绳做的功增加了绳的重力势能，即W1=ΔEp1，，提起后半段，人对绳做的功又增加了绳的重力势能，，所以W1∶W2=1∶3．
6．【解析】画面的重力势能增加了，画轴的重力势能增加了ΔEp2＝m2gl＝1×1.8 J＝1.8 J，所以长画的重力势能增加了ΔEp＝ΔEp1＋ΔEp2＝2.52 J.
答案：2.52 J
7．【解析】(1)以地面为零势面h＝341 m
所以Ep＝mgh＝60×10×341 J＝2.046×105 J
(2)以88层为零势面h＝0，所以Ep＝0
(3)游客从地面到88层，重力做的功为WG＝－mgΔh＝－60×10×341 J＝－2.046×105 J，所以他克服重力做功2.046×105 J.
答案：(1)2.046×105 J (2)0 (3)2.046×105 J