2021届高三物理一轮复习力学功和能重力势能重力做功与重力势能的关系专题练习

2021届高三物理一轮复习力学功和能重力势能重力做功与重力势能的关系专题练习一、填空题1．物体在运动过程中，克服重力做功100J，则重力做功为___，物体的重力势能一定___ (填“增加”或“减小”).2．如图所示，水平桌面离地面高为H，质量为m的小球从离桌面高为h处，由静止沿固定在桌面上的光滑曲面轨道下滑至地面，不计空气阻力，重力加速度为g．假设以桌面为零势能的参考平面，则此过程中，重力做的功为_________；小球落地前瞬间的机械能为________．3．如图所示，一个粗细均匀、内部横截面积均为S的U形管内，装有密度为ρ、总长度为4h的液体，开始时左右两端液面的高度差为h。现打开阀门C，待液体运动到左右液面高度相等时，液体重力势能改变量为________，此时左侧液面下降的速度为________。（重力加速度为g）4．质量为m的物体（可看成质点）以某一速度冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体重力势能增加了________，摩擦力做功_________．5．从地面竖直向上抛出一物体，以地面为重力势能零点，物体的机械能E总与重力势能Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。则物体的质量为_________kg，由地面上升至h=4m处的过程中，物体的动能减少了____ J。（重力加速度g取）6．两条质量都为20克的扁虫竖直紧贴着板面爬过一块竖直放置的非常薄的木板，板高10厘米，一条虫子长为20cm，另一条宽一些但长度只有10cm．当两条虫子的中点正好在木板顶部时，________（选填“长”或“宽”）一些的扁虫克服重力做的功多一些，多________J的功．(设扁虫沿长度方向的大小是均匀的，g=10N/kg)7．如图所示，质量为的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到的最高点2的高度为．足球从1位置到2位置重力势能__________(填“增加”或“减少”)，若以地面为参考平面，那么足球在2位置的重力势能为__________．8．小明体重为70kg，他从一楼匀速跑到五楼用时20s，已知楼层高为3m，他克服自身重力做功的功率约为__________（g=10m/s2）9．质量为20kg的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为4m。这块铁板相对二楼地面的重力势能为_________J，相对楼外地面的重力势能为_________J；将铁板提高1m，若以二楼地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了_________J；将铁板提高1m，若以楼外地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了_________J。（重力加速度）10．图为运动员举起杠铃的三张照片，杠铃直径为45cm，根据照片提供的信息，运动员将杠铃举起的高度是________cm，如果杠铃的质量是150kg，杠铃的重力势能增量为_____________J。11．如图所示，A、B两点高度差H=1m，质量m=1kg的物体从A点移动到B点的过程中，重力做功___J，重力势能减少___ J.12．质量为2kg的物体,从高空某点自由下落,经1秒钟后物体的机械能为零,g取10m/s2,则开始下落时物体的重力势能为__ J,再经1秒钟物体的重力势能为___J．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时间重力势能减少量为________________。14．18世纪，数学家莫佩尔蒂，哲学家伏尔泰曾经设想“穿透”地球；假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球，一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以从南极出口飞出，（已知此人的质量m=50kg；地球表面处重力加速度g取10m/s2；地球半径R=6.4×106m；假设地球可视为质量分布均匀的球体。均匀球壳对壳内任一点的质点合引力为零）则以下说法正确的是（　　）A．人与地球构成的系统，由于重力发生变化，故机械能不守恒B．人在下落过程中，受到的万有引力与到地心的距离成正比C．人从北极开始下落，到刚好经过地心的过程，万有引力对人做功W=3.2×109JD．当人下落经过距地心R瞬间，人的瞬时速度大小为×103m/s二、解答题15．如图所示是某类潮汐发电示意图。涨潮时开闸，水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门（如图甲），落潮时，开闸放水发电（如图乙）。设海湾水库面积为6.0×108m2，平均最高水位与最低水位差为4.0m，一天涨落潮两次，发电机的平均能量转化效率为10%，则一天内发电的平均功率约为（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10m/s2），结果保留一位有效数字。16．质量为0.5kg的小球以初速度6m/s从地面竖直向上抛出，上升的最大高度为15m。若以地面为零势能面，空气阻力大小恒定，取g=10m/s2，求：（1）空气阻力的大小；（2）当小球动能减小为初动能的一半时，小球的重力势能的大小。17．如图所示，半径为R、质量为m的光滑圆柱体B放在水平地面上，其左侧有半径为R、质量为m的半圆柱体A，右侧有长方体木块C．现用水平向右的推力推半圆柱体A，使其缓慢移动，直到圆柱体B恰好运动到半圆柱体A的顶端，在此过程中C始终保持静止．已知A和C与地面间动摩擦因数均，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求此过程中：（1）圆柱体B增加的重力势能；（2）长方体木块C质量的最小值；（3）水平推力对半圆柱体A所做的功．
参考答案1．-100    增加    2．mg(h+H)    mgh    3．        4．mgh       5．2    100       6．宽    5×10-3       7．增加  8．420W     9．0    800J    200J    200J     10．103.5—112.5cm    1552.5—1687.5J11．  10  10       12．0               13．         14．BD15．          16．（1）1N（2）3.75J或1.875J17．（1）（2）   （3）