2022-2023學(xué)年人教版必修第二冊(cè) 第八章 2.重力勢(shì)能 作業(yè)

PAGE9-2.重力勢(shì)能1.重力做功的特點(diǎn):__________________________。

2.思考:重力勢(shì)能為負(fù)值的含義?3.判斷下列說(shuō)法正確的是__________。

①重力勢(shì)能的大小與零勢(shì)能參考面的選取無(wú)關(guān)。②重力勢(shì)能的變化與零勢(shì)能參考面的選取無(wú)關(guān)。③克服重力做功,物體的重力勢(shì)能一定增加。④勁度系數(shù)不變的彈簧的彈性勢(shì)能的大小取決于彈性形變的大小。⑤彈力對(duì)外做了多少功,彈性勢(shì)能就增加了多少。【基礎(chǔ)鞏固組】1.(多選)下列對(duì)重力勢(shì)能的理解正確的是 ()A.物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),其重力勢(shì)能一定不變B.當(dāng)重力對(duì)物體做功時(shí),該物體具有的重力勢(shì)能一定變化C.物體重力勢(shì)能的數(shù)值隨選擇的參考平面的不同而不同D.在地面上的物體,它具有的重力勢(shì)能一定等于零2.關(guān)于重力做功和重力勢(shì)能,下列說(shuō)法正確的是 ()A.物體的位置一旦確定,它的重力勢(shì)能的數(shù)值大小也隨之確定B.一個(gè)物體的重力勢(shì)能從-5J變化到-3J,重力勢(shì)能變小了C.當(dāng)物體向高處運(yùn)動(dòng)時(shí),克服重力做功,物體的重力勢(shì)能減小D.重力做功與路徑無(wú)關(guān)3.(多選)關(guān)于彈性勢(shì)能,下列說(shuō)法正確的是 ()A.任何發(fā)生彈性形變的物體,都具有彈性勢(shì)能B.任何具有彈性勢(shì)能的物體,一定發(fā)生了彈性形變C.當(dāng)彈簧變長(zhǎng)時(shí),它的彈性勢(shì)能一定增加D.彈性勢(shì)能是彈簧和使它發(fā)生形變的物體所共有的4.某游客領(lǐng)著孩子爬山時(shí),孩子不小心將手中的皮球滑落,皮球重力為mg,球從A點(diǎn)滾到了山腳下的B點(diǎn),高度標(biāo)記如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是()A.從A到B的曲線軌跡長(zhǎng)度不知道,無(wú)法求出此過(guò)程中重力做的功B.從A到B過(guò)程中阻力大小不知道,無(wú)法求出此過(guò)程中重力做的功C.從A到B重力做功mg(H+h)D.從A到B重力做功mgH5.如圖所示,撐竿跳是運(yùn)動(dòng)會(huì)中常見(jiàn)的比賽項(xiàng)目,用于撐起運(yùn)動(dòng)員的竿要求具有很好的彈性,下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)員撐竿跳起過(guò)程的說(shuō)法正確的是 ()A.運(yùn)動(dòng)員撐竿剛剛觸地時(shí),竿彈性勢(shì)能最大B.運(yùn)動(dòng)員撐竿跳起到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),竿彈性勢(shì)能最大C.運(yùn)動(dòng)員撐竿觸地后上升到最高點(diǎn)之前某時(shí)刻,竿彈性勢(shì)能最大D.以上說(shuō)法均有可能6.質(zhì)量為m的小物塊,從離桌面高h(yuǎn)1處由靜止下落,桌面離地面高為h2,如圖所示。如果以桌面為零勢(shì)能參考面,那么小物塊落地時(shí)的重力勢(shì)能和整個(gè)過(guò)程中重力勢(shì)能的變化分別是(重力加速度為g)()A.mgh2,減少mg(h1-h2)B.mgh2,增加mg(h1+h2)C.-mgh2,增加mg(h1-h2)D.-mgh2,減少mg(h1+h2)7.如圖所示,質(zhì)量為m的小球從曲面左側(cè)上的A點(diǎn)滾下,經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)后滾到曲面右側(cè)上的B點(diǎn)。已知A點(diǎn)距最低點(diǎn)的高度為h1,B點(diǎn)距最低點(diǎn)的高度為h2(重力加速度為g)。求小球從A點(diǎn)滾到B點(diǎn)的過(guò)程中,重力做了多少功?小球的重力勢(shì)能變化了多少?【素養(yǎng)提升組】8.關(guān)于重力勢(shì)能的說(shuō)法正確的是 ()A.重力勢(shì)能僅由重物本身的因素決定B.重力勢(shì)能有負(fù)值,因此說(shuō)重力勢(shì)能是矢量C.重力做功才有重力勢(shì)能,重力不做功,物體就不具有重力勢(shì)能D.重力做功引起重力勢(shì)能變化9.一只100g的球從1.8m的高度處落到一個(gè)水平板上又彈回到1.25m的高度,則整個(gè)過(guò)程中重力對(duì)球所做的功及球的重力勢(shì)能的變化是(g取10m/s2) ()A.重力做功為1.8JB.重力做了0.55J的負(fù)功C.球的重力勢(shì)能一定減少0.55JD.球的重力勢(shì)能一定增加1.25J10.(多選)如圖所示,質(zhì)量相同的A、B兩小球用長(zhǎng)度不同的兩輕繩懸于等高的O1、O2點(diǎn),繩長(zhǎng)LA、LB的關(guān)系為L(zhǎng)A>LB,將輕繩水平拉直,并將小球A、B由靜止開(kāi)始同時(shí)釋放,取釋放的水平位置為零勢(shì)能的參考面,則下列說(shuō)法正確的是 ()A.在下落過(guò)程中,當(dāng)兩小球到同一水平線L上時(shí)具有相同的重力勢(shì)能B.兩小球分別落到最低點(diǎn)的過(guò)程中減少的重力勢(shì)能相等C.A球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能比B球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能大D.A、B兩小球只要在相同的高度,它們所具有的重力勢(shì)能就相等11.如圖所示,在光滑水平面上有一物體,它的左端連一彈簧,彈簧的另一端固定在墻上。在力F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)撤去力F后,物體將向右運(yùn)動(dòng),在物體向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是 ()A.彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小B.彈簧的彈性勢(shì)能逐漸增大C.彈簧的彈性勢(shì)能先增大再減小D.彈簧的彈性勢(shì)能先減小再增大12.如圖,可愛(ài)的毛毛蟲(chóng)外出覓食,緩慢經(jīng)過(guò)一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形山丘,已知其身長(zhǎng)為3L,總質(zhì)量為m,如圖頭部剛到達(dá)最高點(diǎn),假設(shè)小蟲(chóng)能一直貼著山丘前行,其頭部越過(guò)山頂剛到達(dá)山丘底端時(shí)小蟲(chóng)的重力勢(shì)能變化量為(重力加速度為g) ()A.12mgL B.3C.36mgL D.313.如圖,物體A的質(zhì)量為m,置于水平地面上,其上表面豎直連著一根輕彈簧,彈簧的自由長(zhǎng)度為L(zhǎng),勁度系數(shù)為k,現(xiàn)將彈簧上端P緩慢地豎直上提一段距離H,使物體離開(kāi)地面,這時(shí)物體的重力勢(shì)能為(設(shè)地面的重力勢(shì)能為零,重力加速度為g) ()A.mg(H-L) B.mg(H-L+mgkC.mg(H-mgk) D.mg(H-L-mg14.如圖所示,質(zhì)量為m的小球,用一長(zhǎng)為l的細(xì)線懸于O點(diǎn),將細(xì)線拉直成水平狀態(tài),并給小球一個(gè)向下的速度讓小球向下運(yùn)動(dòng),O點(diǎn)正下方D處有一釘子,小球運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)會(huì)以D為圓心做圓周運(yùn)動(dòng),并經(jīng)過(guò)C點(diǎn),若已知OD=23l,則小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中,重力勢(shì)能減少了多少?重力做功為多少15.吊車以g4的加速度將質(zhì)量為m的物體勻減速地沿豎直方向提升高度h,則吊車鋼索的拉力對(duì)物體做的功為多少?物體克服重力做的功為多少?物體的重力勢(shì)能變化了多少?(不計(jì)空氣阻力2.重力勢(shì)能必備知識(shí)落實(shí)1.物體運(yùn)動(dòng)時(shí),重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān),而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)2.物體的重力勢(shì)能為負(fù)值,表示物體在這個(gè)位置具有的重力勢(shì)能比在參考平面上具有的重力勢(shì)能小。3.②③④知能素養(yǎng)進(jìn)階1.B、C做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,只要它的重力做功,即高度發(fā)生變化,它的重力勢(shì)能就一定發(fā)生變化,A錯(cuò)誤;重力做功是物體重力勢(shì)能變化的原因,重力做功,重力勢(shì)能一定發(fā)生變化,B正確;重力勢(shì)能的大小是相對(duì)參考面而言的,如果選擇的參考面不同,則物體的重力勢(shì)能也一定不同,C正確;只有選地面為零勢(shì)能面時(shí),在地面上的物體其重力勢(shì)能才為零,D錯(cuò)誤。2.D重力勢(shì)能的大小還和零勢(shì)能面的選取有關(guān),故A錯(cuò)誤;一個(gè)物體的重力勢(shì)能從-5J變化到-3J,重力勢(shì)能增加了2J,故B錯(cuò)誤;當(dāng)物體向高處運(yùn)動(dòng)時(shí),克服重力做功,物體的重力勢(shì)能增大,故C錯(cuò)誤;重力做功與路徑無(wú)關(guān),與初末位置高度差有關(guān),故D正確。3.A、B發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間,由于彈力作用而具有的勢(shì)能,叫作彈性勢(shì)能,所以,任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能,任何具有彈性勢(shì)能的物體一定發(fā)生了彈性形變,A、B正確;若彈簧是壓縮的,則彈簧變長(zhǎng)時(shí),它的彈性勢(shì)能減小,C錯(cuò)誤;彈性勢(shì)能是彈簧本身所具有的,D錯(cuò)誤。4.D重力做功與路徑無(wú)關(guān),根據(jù)兩點(diǎn)間的高度差即可求得重力所做的功;因A、B兩點(diǎn)間的高度差為H;則重力做功W=mgH。5.C竿形變量最大時(shí),彈性勢(shì)能最大,竿剛觸地時(shí)沒(méi)有形變,人到最高點(diǎn)時(shí),竿已由彎曲到基本完全伸直,故選項(xiàng)C正確。6.D以桌面為參考平面,小物塊落地時(shí)在桌面下方,所以小物塊落地時(shí)的重力勢(shì)能為-mgh2。據(jù)重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系得:W=-ΔEp,小物塊下落的過(guò)程中WG=mg(h1+h2),所以小物塊重力勢(shì)能減少mg(h1+h2);故選D。7.【解析】重力做的功為W=mgΔh=mg(h1-h2),因?yàn)楦叨葴p小,重力做正功,所以重力勢(shì)能減少,且減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功,故小球的重力勢(shì)能減少了mg(h1-h2)。答案:mg(h1-h2)減少了mg(h1-h2)8.D重力勢(shì)能與重物的重量、高度等有關(guān),故A錯(cuò)誤;重力勢(shì)能是標(biāo)量,其負(fù)值表示物體所在位置低于零勢(shì)能面,故B錯(cuò)誤;重力做功時(shí)重力勢(shì)能發(fā)生改變,但不做功時(shí)物體也具有重力勢(shì)能,故C錯(cuò)誤,D正確。9.C整個(gè)過(guò)程重力對(duì)球做正功,其大小為W=mgΔh=mg(h1-h2)=0.55J,A、B錯(cuò)誤;重力做正功,重力勢(shì)能減少,且重力做多少正功,重力勢(shì)能就減少多少,因此球的重力勢(shì)能減少了0.55J,C正確,D錯(cuò)誤。10.A、D下落過(guò)程中,當(dāng)兩小球到同一水平線L上時(shí),因它們的質(zhì)量相同,則具有相同的重力勢(shì)能,故A正確;根據(jù)重力勢(shì)能的變化與重力做功有關(guān),即與下落的高度有關(guān),兩小球分別落到最低點(diǎn)的過(guò)程中減少的重力勢(shì)能不相等,故B錯(cuò)誤;取釋放的水平位置為零勢(shì)能的參考面,A球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能比B球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能小,故C錯(cuò)誤;兩小球只要在相同的高度,它們所具有的重力勢(shì)能就相等,故D正確。11.D當(dāng)撤去F后,物體向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,彈簧先由壓縮狀態(tài)變到原長(zhǎng),再伸長(zhǎng),所以形變量先減小后增大,則彈簧的彈性勢(shì)能先減小再增大,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確。12.B選山丘底端為零勢(shì)能面,初狀態(tài)的重力勢(shì)能為:Ep1=13mg×L2sin60°=312mgL,小蟲(chóng)頭部越過(guò)山頂剛到達(dá)山丘底端時(shí)的重力勢(shì)能為:Ep2=23mg×L2sin60°=36mgL,其重力勢(shì)能的變化量為:ΔEp=Ep2-Ep1=36mgL-312mgL=312mgL,13.C設(shè)物體離開(kāi)地面的高度為h,根據(jù)題意可知F彈=kΔx=mg則Δx=mg彈簧上端P數(shù)值上提距離為H,則物體上升高度h=H-Δx=H-mgk,已知地面為零勢(shì)能面,根據(jù)重力勢(shì)能公式可知Ep=mgh=mg(H-mgk),故選14.【解析】從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),小球下落Δh=13l故重力做功WG=mgΔh=13mgl重力勢(shì)能的變化量