高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能测试题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能测试题，共4页。试卷主要包含了下列关于重力势能的说法正确的是，质量是100 g的球从1，1×9等内容，欢迎下载使用。
A．重力势能是地球和物体共同具有，而不是物体单独具有的
B．重力势能的大小是相对的
C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功
D．在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
答案：AB
2．一个实心铁球和一个实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论中正确的是
A．铁球的重力势能大于木球的重力势能
B．铁球的重力势能小于木球的重力势能
C．铁球的重力势能等于木球的重力势能
D．上述三种情况都有可能
答案：B
3．将重为50 N的物体沿着竖直方向向上匀速吊起10 m高，此过程中物体的重力势能变化了 J，拉力对物体做功 J．若物体以1 m/s2的加速度上升10 m高，此过程中物体的重力势能变化了 J，拉力对物体做了 J的功．（g取10 m/s2）
解析：物体重力势能增加了ΔEp=mgh=50×10 J=500 J
拉力做功W=F·h=mgh=500 J
若物体匀加速上升，但重力势能仍增加了500 J
因为F－G=·a
所以F=G+G·a/g=G·=50×N=55 N
从而WF=F·h=55×10 J=550 J．
答案：500 500 500 550
4．盘在地面上的一根不均匀的金属链重30 N，长1 m，从甲端缓慢提起至乙端恰好离地面时需做功10 J，如果改从乙端提起至甲端恰好离地面需做功 J．（g取10 m/s2）
解析：设链子两端分别为甲、乙，链子的质心距甲端x m，距乙端y m，则x+y=1 m
提甲端，质心需提高y m，W甲=mgy=10 J
提乙端，质心需提高x m，W乙=mgx
所以W甲+W乙=mg（x+y）=30×1 J=30 J
所以W乙=20 J．
答案：20
5．地面上竖直放置一根劲度系数为k，原长为L0的轻质弹簧，在其正上方有一质量为m的小球从h高处自由落到下端固定于地面的轻弹簧上，弹簧被压缩，求小球速度最大时重力势能是多少？（以地面为参考平面）
解析：当mg=kx时，小球的速度最大，
所以x=mg/k．
此时小球离地面高度为：H=L0－x=L0－mg/k
重力势能Ep=mgH+mg（L0－mg/k）=mgL0－m2g2/k．
答案：Ep=mgL0－m2g2/k
6．质量为10 kg的物体静止在地面上，现用120 N的竖直拉力提升物体，g取10 m/s2．在物体上升10 m时，拉力做功 J，物体动能增加 J，重力势能增加 J．
解析：拉力做功WF=Fh=120×10 J=1200 J
克服重力做功WG=Gh=10×10×10 J=1000 J
重力势能增加1000 J
动能增加了ΔEk=WF－WG=200 J．
答案：1200 1000 200
7．质量是100 g的球从1．8 m的高处落到水平板上，又弹回到1．25 m的高度，在整个过程中重力对球所做的功为多少？球的重力势能变化了多少？
解析：由重力做功的特点可知，此时重力所做的功为：
WG=mgH
=mg（h1－h2）
=0．1×9．8×（1．8－1．25）J
=0．54 J
由重力做功与重力势能的变化之间的关系可知，此时重力做正功，重力势能应减少，且减少量ΔEp=WG=0．54 J．
答案：0．54 J 重力势能减少了0．54 J．
8．如图所示，一个质量为m、半径为r、体积为V的铁球，用一细线拴住，慢慢地放入截面积为S、深度为h的水中．已知水的密度为ρ，求铁球从刚与水面接触至与杯底接触的过程中，水与铁球的重力势能分别变化了多少？水与铁球组成的系统总的重力势能变化了多少？
答案：铁球重力势能减少了mgh，水的重力势能增加了ρgV2/S，铁球与水总的重力势能减少了mgh-ρgs(Δh)2=mgh-ρgV2/S
O
9．如图，长为L的细线拴一个质量为m的小球悬挂于O点，现将小球拉至与O点等高的位置且线恰被拉直．求放手后小球摆到O点正下方的过程中：
（1）球的重力做的功；
（2）线的拉力做的功；
（3）外力对小球做的总功．
答案：（1）WG=mgL （2）WF=0 （3）W总=mgL
10．如图所示，一个质量为m的木块，以初速度v0冲上倾角为θ的斜面，沿斜面上升L的距离后又返回运动．若木块与斜面间的动摩擦因数为μ，求：
（1）木块上升过程重力的平均功率是多少？木块的重力势能变化了多少？
（2）木块从开始运动到返回到出发点的过程滑动摩擦力做的功是多少？重力做的功是多少？全过程重力势能变化了多少？
答案：（1）=mgsinθ 重力势能增加了mgLsinθ
（2）Wμ=-2μmgLcsθ 重力做功为零，重力势能没有变化
参考答案
1．AB
2．B
3．解析：物体重力势能增加了ΔEp=mgh=50×10 J=500 J
拉力做功W=F·h=mgh=500 J
若物体匀加速上升，但重力势能仍增加了500 J
因为F－G=·a
所以F=G+G·a/g=G·=50×N=55 N
从而WF=F·h=55×10 J=550 J．
答案：500 500 500 550
4．解析：设链子两端分别为甲、乙，链子的质心距甲端x m，距乙端y m，则x+y=1 m
提甲端，质心需提高y m，W甲=mgy=10 J
提乙端，质心需提高x m，W乙=mgx
所以W甲+W乙=mg（x+y）=30×1 J=30 J
所以W乙=20 J．
答案：20
5．解析：当mg=kx时，小球的速度最大，
所以x=mg/k．
此时小球离地面高度为：H=L0－x=L0－mg/k
重力势能Ep=mgH+mg（L0－mg/k）=mgL0－m2g2/k．
答案：Ep=mgL0－m2g2/k
6．解析：拉力做功WF=Fh=120×10 J=1200 J
克服重力做功WG=Gh=10×10×10 J=1000 J
重力势能增加1000 J
动能增加了ΔEk=WF－WG=200 J．
答案：1200 1000 200
7．解析：由重力做功的特点可知，此时重力所做的功为：
WG=mgH=mg（h1－h2）=0.1×9.8×（1.8－1.25）J=0.54 J
由重力做功与重力势能的变化之间的关系可知，此时重力做正功，重力势能应减少，且减少量ΔEp=WG=0.54 J．
答案：0.54 J 重力势能减少了0.54 J．
8．铁球重力势能减少了mgh，水的重力势能增加了ρgV2/S，铁球与水总的重力势能减少了mgh-ρgs(Δh)2=mgh-ρgV2/S
9．（1）WG=mgL （2）WF=0 （3）W总=mgL
10．（1）=mgsinθ 重力势能增加了mgLsinθ
（2）Wμ=-2μmgLcsθ 重力做功为零，重力势能没有变化