2017-2018學(xué)年高中物理人教版必修2課時(shí)跟蹤檢測（十四）重力勢能

課時(shí)跟蹤檢測（十四）重力勢能1．關(guān)于重力勢能，下列說法中正確的是()A．重力勢能的大小只由物體本身決定B．重力勢能恒大于零C．在地面上的物體，它具有的重力勢能一定等于零D．重力勢能是物體和地球所共有的解析：選D根據(jù)Ep＝mgh知，重力勢能由物體所受的重力和它所處的高度共同決定，故A錯(cuò)。重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)所共有的，故D正確。重力勢能是相對量，只有相對一個(gè)參考平面，重力勢能才有確定值，在地面上的物體，重力勢能不一定為零，故C錯(cuò)。重力勢能有正負(fù)，故B錯(cuò)。2．一實(shí)心鐵球與一實(shí)心木球質(zhì)量相等，將它們放在同一水平地面上，下列說法中正確的是()A．鐵球的重力勢能大于木球的重力勢能B．鐵球的重力勢能等于木球的重力勢能C．鐵球的重力勢能小于木球的重力勢能D．上述三種情況都有可能解析：選C本題考查了對重力勢能的理解。由于鐵球和木球的密度不同，所以質(zhì)量相等的鐵球和木球比較，木球的體積較大，放在同一水平地面上時(shí)，木球的重心高，因此木球的重力勢能大于鐵球的重力勢能，C正確。3．(多選)下列關(guān)于重力勢能的說法中，正確的是()A．甲、乙兩物體，甲的高度是乙的高度的2倍，那么甲的重力勢能的數(shù)值一定是乙的重力勢能的數(shù)值的2倍B．從同一高度將某一物體以不同的速率分別豎直上拋和平拋，則物體從拋出到落地的過程中，重力勢能的變化是相同的C．一物體從樓頂落到地面，若受到空氣阻力的作用，則物體重力勢能的減小量小于自由下落時(shí)重力勢能的減小量D．重力做功時(shí)，只與物體運(yùn)動(dòng)的高度差有關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)解析：選BD重力勢能的大小與物體的質(zhì)量及參考平面的選取有關(guān)，故A錯(cuò)誤；重力做功與路徑無關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)及其他受力情況無關(guān)，只與物體初、末位置的高度差及重力的大小有關(guān)，故B、D正確，C錯(cuò)誤。4．如圖1所示，質(zhì)量為m的物體從桌面邊緣豎直向上拋出，桌面比地面高h(yuǎn)，物體到達(dá)的最高點(diǎn)距桌面高為H，若以桌面為參考面，則物體落地時(shí)的重力勢能Ep和整個(gè)過程中重力所做的功WG為()圖1A．0mgH B．－mghmghC．－mghmg(h＋H) D．mgHmg(h＋2H)解析：選B取桌面為參考面，物體落地時(shí)的重力勢能為－mgh，重力做功與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)WG＝mgh，所以B項(xiàng)正確。5．如圖2所示，一根長為l，質(zhì)量為m的勻質(zhì)軟繩懸于O點(diǎn)，若將其下端向上提起使其對折，則做功至少為()圖2A．mgl B.eq\f(1,2)mglC.eq\f(1,3)mgl D.eq\f(1,4)mgl解析：選D將軟繩下端向上提起，相當(dāng)于把下半段向上移動(dòng)了eq\f(l,2)，重力勢能增加了eq\f(1,2)mg·eq\f(l,2)＝eq\f(1,4)mgl，即外力至少要做的功為eq\f(1,4)mgl，D正確。6．圖3是位于錦江樂園的摩天輪，高度為108m，直徑是98m。一質(zhì)量為50kg的游客乘坐該摩天輪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)一圈需25min。如果以地面為零勢能面，則他到達(dá)最高處時(shí)的(取g＝10m/s2)()圖3A．重力勢能為5.4×104J，角速度為0.2rad/sB．重力勢能為4.9×104J，角速度為0.2rad/sC．重力勢能為5.4×104J，角速度為4.2×10－3rad/sD．重力勢能為4.9×104J，角速度為4.2×10－3rad/s解析：選C以地面為零勢能面，游客到達(dá)最高處時(shí)的重力勢能Ep＝mgh＝50×10×108J＝5.4×104J，由角速度與周期之間的關(guān)系得ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2×3.14,25×60)rad/s≈4.2×10－3rad/s，故C正確。7．運(yùn)動(dòng)員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個(gè)過程。將人和傘看成一個(gè)系統(tǒng)，在這兩個(gè)過程中，下列說法正確的是()A．阻力對系統(tǒng)始終做負(fù)功B．系統(tǒng)受到的合外力始終向下C．重力做功使系統(tǒng)的重力勢能增加D．任意相等的時(shí)間內(nèi)重力做的功相等解析：選A由于阻力的方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反，因此阻力始終做負(fù)功，選項(xiàng)A正確；系統(tǒng)在減速下降過程中所受合外力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，即合外力向上，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；系統(tǒng)一直向下運(yùn)動(dòng)，因此重力一直做正功，重力勢能減少，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于系統(tǒng)做變速運(yùn)動(dòng)，因此在相等的時(shí)間內(nèi)下落的高度不一定相等，故重力做的功不一定相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8．一根粗細(xì)均勻的長直鐵棒重600N，平放在水平地面上。現(xiàn)將一端從地面抬高0.50m，而另一端仍在地面上，則()A．鐵棒的重力勢能增加了300JB．鐵棒的重力勢能增加了150JC．鐵棒的重力勢能增加量為0D．鐵棒重力勢能增加多少與參考平面選取有關(guān)，所以無法確定解析：選B鐵棒的重心升高的高度h＝0.25m，鐵棒增加的重力勢能等于克服重力做的功，與參考平面選取無關(guān)，即ΔEp＝mgh＝600×0.25J＝150J，故B正確。9.如圖4所示，一質(zhì)量為m、邊長為a的正方體物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.1。為使它水平移動(dòng)距離a，可以用將它翻倒或向前緩慢平推兩種方法，則下列說法中正確的是()圖4A．將它翻倒比平推前進(jìn)做功少B．將它翻倒比平推前進(jìn)做功多C．兩種情況做功一樣多D．兩種情況做功多少無法比較解析：選B使物塊水平移動(dòng)距離a，若將它翻倒一次，需要克服重力做功，使其重心位置由離地h1＝eq\f(a,2)增加到h2＝eq\f(\r(2),2)a，所以至少需要做功W1＝mg(h2－h(huán)1)＝eq\f(1,2)mg(eq\r(2)－1)a；而緩慢平推需要做功W2＝μmga＝0.1mga<W1。10.如圖5所示，一個(gè)質(zhì)量為M的物體放在水平面上，物體上方連接一個(gè)長為L、勁度系數(shù)為k的輕彈簧。現(xiàn)用手拉著彈簧P點(diǎn)緩慢向上移，直到物體離開地面一段距離，在這一過程中，P點(diǎn)位移是H(設(shè)開始時(shí)彈簧處于原長)，則物體的重力勢能增加了()圖5A．MgH B．MgH＋eq\f(Mg,k)C．MgH－eq\f(Mg2,k) D．MgH－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Mg,k)))解析：選CP剛開始上移時(shí)，彈簧伸長，而物體不動(dòng)，直到P點(diǎn)上移eq\f(Mg,k)后，彈簧不再伸長，物體才離開地面隨彈簧一起上移，在上述過程中，物體重心上移的高度h＝H－eq\f(Mg,k)，所以重力勢能增加了Mgh＝MgH－eq\f(Mg2,k)，故C正確。11．質(zhì)量為m的木球從離水面高度為h處由靜止釋放，落入水中后，在水中運(yùn)動(dòng)的最大深度是h′，最終木球停止在水面上，若木球在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到因運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的阻力恒為Fμ。求：(1)木球釋放后的全部運(yùn)動(dòng)過程重力做的功是多少？(2)它的重力勢能變化了多少？解析：因?yàn)橹亓ψ龉εc路徑無關(guān)，只與過程初、末狀態(tài)的高度有關(guān)，所以全過程盡管木球在水下做了往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但所做的功由h的大小決定，即WG＝mgh，木塊的重力勢能減少了mgh。答案：(1)mgh(2)減少了mgh12.如圖6所示，總長為2m的光滑勻質(zhì)鐵鏈，質(zhì)量為10kg，跨過一光滑的輕質(zhì)定滑輪。開始時(shí)鐵鏈的兩底端相齊，當(dāng)略有擾動(dòng)