重力勢能習題-2022年人教版高中物理必修word版含答案

重力勢能分題型練習題，包含重力勢能、彈性勢能的基礎(chǔ)知識點、計算、性質(zhì)等全部知識點。由簡入難，適合各成績段的同學(xué)。附詳細解析答案。1．判斷(1)重力做功與物體沿直線或曲線有關(guān) ()(2)物體只要運動，其重力一定做功 ()(3)同一物體在不同位置的重力勢能分別為Ep1＝3J，Ep2＝－10J，則Ep1<Ep2(4)物體由高處到低處，重力一定做正功，重力勢能一定減少 ()(5)重力做功一定與路徑無關(guān)，只與初、末位置的高度差有關(guān) ()(6)彈性勢能與彈簧的形變量和勁度系數(shù)有關(guān)()(7)彈簧的長度越長，彈性勢能一定越大 ()2．關(guān)于重力勢能的說法正確的是()A．重力勢能僅由重物本身的因素決定B．重力勢能有負值，因此說重力勢能是矢量C．重力做功才有重力勢能，重力不做功，物體就不具有重力勢能D．重力做功引起重力勢能變化3．下列關(guān)于重力勢能的說法正確的是()A．物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定B．物體與零勢能面的距離越大，它的重力勢能也越大C．一個物體的重力勢能從－5J變化到－3J，重力勢能增加了D．在地面上的物體具有的重力勢能一定等于零4．(多選)關(guān)于重力勢能的說法，正確的是()A．重力勢能的大小只由重物本身決定B．重力勢能恒大于零或等于零C．重力勢能是物體和地球所共有的D．在地面上的物體，它具有的重力勢能不一定等于零5．物體在運動過程中，克服重力做功50J，則()A．重力做功為50JB．物體的重力勢能一定增加50JC．物體的重力勢能一定減小50JD．物體的重力勢能一定是50J6．起重機將質(zhì)量為50kg的物體從地面提升到10m高處，在這個過程中，下列說法中正確的是(g取10m/s2)()A．重力做正功，重力勢能減少×103JB．重力做正功，重力勢能增加×103JC．重力做負功，重力勢能減少×103JD．重力做負功，重力勢能增加×103J7．質(zhì)量為20kg的鐵板、厚度不計，平放在二樓的地面上。二樓地面與樓外地面的高度差約為3m。這塊鐵板相對二樓地面和樓外地面的重力勢能分別為()A．600J、0 B．0、600JC．1200J、0 D．0、1200J8.如圖所示，質(zhì)量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地高度為h.若以桌面為參考平面，那么小球落地時的重力勢能及整個過程中重力勢能的變化分別是()A．mgh，減少mg(H－h(huán))B．mgh，增加mg(H＋h)C．－mgh，增加mg(H－h(huán)) D．－mgh，減少mg(H＋h)9.如圖所示，ACP和BDP是豎直平面內(nèi)兩個半徑不同的半圓形光滑軌道，A、P、B三點位于同一水平面上，C和D分別為兩軌道的最低點，將兩個質(zhì)量相同的小球分別從A和B兩處同時無初速度釋放，則()A．沿BDP光滑軌道運動的小球的重力勢能永遠為正值B．兩小球到達C點和D點時，重力做功相等C．兩小球到達C點和D點時，重力勢能相等D．兩小球剛開始從A和B兩處無初速度釋放時，重力勢能相等10.一物體以初速度v豎直向上拋出，做豎直上拋運動，則物體的重力勢能Ep－路程s圖像應(yīng)是下列四個圖中的()11．物體從某高度處做自由落體運動，以地面為重力勢能零點，下列所示圖象中，能正確描述物體的重力勢能與下落高度的關(guān)系的是()ABCD12．質(zhì)量為3kg的物體放在高4m的平臺上，g取10m/s2，求：(1)物體相對于平臺表面的重力勢能是多少？(2)物體相對于地面的重力勢能是多少？(3)物體從平臺落到地面上，重力勢能變化了多少？重力做的功是多少？13．質(zhì)量為m的物體，沿傾角為α的光滑斜面由靜止下滑，當下滑t(s)時重力勢能減少量為()\f(1,2)mg2t2sinα \f(1,2)mg2t2C．mg2t2 \f(1,2)mg2t2sin2α14.(多選)(2018·石室中學(xué)期末)如圖所示，質(zhì)量相同的A、B兩小球用長度不同的兩輕繩懸于等高的O1、O2點，繩長LA、LB的關(guān)系為LA>LB，將輕繩水平拉直，并將小球A、B由靜止開始同時釋放，取釋放的水平位置為零勢能參考平面，則下列說法正確的是()A.在下落過程中，當兩小球到同一水平線L上時具有相同的重力勢能B.兩小球分別下落到最低點的過程中減少的重力勢能相等球通過最低點時的重力勢能比B球通過最低點時的重力勢能大、B兩小球只要在相同的高度，它們所具有的重力勢能就相等15.如圖所示，質(zhì)量為m的小球，用一長為l的細線懸于O點，將懸線拉直成水平狀態(tài)，并給小球一個向下的速度讓小球向下運動，O點正下方D處有一釘子，小球運動到B處時會以D為圓心做圓周運動，并經(jīng)過C點．若已知OD＝eq\f(2,3)l，則(1)小球由A點運動到C點的過程中，重力做功為多少？(2)重力勢能減少了多少？16.(多選)在高處的某一點將兩個質(zhì)量相等的小球以相同速率v0分別豎直上拋和豎直下拋，下列結(jié)論正確的是(不計空氣阻力)()A.從拋出到剛著地，重力對兩球所做的功相等B.從拋出到剛著地，重力對兩球做的功都是正功C.從拋出到剛著地，重力對兩球做功的平均功率相等D.兩球剛著地時，重力的瞬時功率相等17.如圖所示，質(zhì)量為m的小球從高為h處的斜面上的A點滾下，經(jīng)過水平面BC后，再滾上另一斜面，當它到達eq\f(h,4)的D點時，速度為零，在這個過程中，重力做功為(重力加速度為g)()\f(mgh,4)\f(3mgh,4)18.如圖所示，質(zhì)量為60kg的某運動員在做俯臥撐運動，運動過程中可將她的身體視為一根直棒.已知重心在c點，其垂線與腳、兩手連線中點間的距離Oa、Ob分別為m和m.若她在1min內(nèi)做了30個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為m，則克服重力做的功和相應(yīng)的功率約為()J,7W 300J,70WJ,12W 200J,120W19.一根長為2m、重為200N的均勻直木桿放在水平地面上，現(xiàn)將它的一端緩慢地從地面抬高m，另一端仍放在地面上，則所需做的功為()J JJ J20．一實心鐵球和一實心木球質(zhì)量相等，將它們放在同一水平面上，下列結(jié)論正確的是()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

21.如圖所示，有一質(zhì)量為m、長為L的均勻金屬鏈條，一半長度在光滑斜面上，斜面傾角為θ，另一半長度沿豎直方向下垂在空中，當鏈條從靜止開始釋放后鏈條滑動，以斜面頂點為重力勢能零點，求：(1)開始時和鏈條剛好從右側(cè)面全部滑出斜面時重力勢能各多大？(2)此過程中重力做了多少功？22.在水平地面上平鋪n塊磚，每塊磚的質(zhì)量均為m，厚度均為h，如圖所示，若將磚一塊一塊地豎直疊放起來，在此過程中，重力做多少功？重力勢能如何變化，變化了多少？(重力加速度為g)23.(2018·高郵中學(xué)高一下學(xué)期期末)如圖10所示，一質(zhì)量為m＝2kg的物塊在大小為20N、方向沿斜面向上的拉力F作用下，由靜止沿傾角為θ＝37°的固定斜面向上運動.運動x＝10m時，速度達到v＝6m/s.已知g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝.求此過程中：(1)F對物塊做的功W；(2)物塊重力勢能的增量ΔEp；(3)物塊克服重力做功的最大瞬時功率P24.如圖所示，一質(zhì)量為m、長度為l的均勻柔軟細繩PQ豎直懸掛用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點，M點與繩的上端P相距eq\f(1,3)l。重力加速度大小為g。在此過程中，繩的重力勢能增加()\f(1,9)mgl \f(1,6)mgl\f(1,3)mgl \f(1,2)mgl25.(多選)關(guān)于彈性勢能，下列說法中正確的是()A．任何發(fā)生彈性形變的物體，都具有彈性勢能B．任何具有彈性勢能的物體，一定發(fā)生了彈性形變C．物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢能D．彈簧的彈性勢能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)26.關(guān)于彈簧的彈性勢能，下列說法中正確的是()A.當彈簧變長時，它的彈性勢能一定增大B.當彈簧變短時，它的彈性勢能一定減小C.若選彈簧自然長度時的彈性勢能為0，則其他長度的彈性勢能均為正值D.若選彈簧自然長度時的彈性勢能為0，則伸長時彈性勢能為正值，壓縮時彈性勢能為負值27．如圖所示，撐桿跳是運動會中常見的比賽項目，用于撐起運動員的桿要求具有很好的彈性，下列關(guān)于運動員撐桿跳起過程的說法正確的是()A．運動員撐桿剛剛觸地時，桿彈性勢能最大B．運動員撐桿跳起到達最高點時，桿彈性勢能最大C．運動員撐桿觸地后上升到最高點之前某時刻，桿彈性勢能最大D．以上說法均有可能28．(多選)如圖所示，一個物體以速度v0沖向與豎直墻壁相連的輕質(zhì)彈簧，墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮，在此過程中，以下說法正確的是()A．物體對彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比B．物體向墻壁運動相同的位移，彈力做的功不相等C．彈簧的彈力做正功，彈性勢能增加D．彈簧的彈力做負功，彈性勢能增加29.(2018·中山一中期末)如圖所示，輕彈簧下端系一重物，O點為其平衡位置(即重力和彈簧彈力大小相等的位置)，今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A點，彈力做功為W1，第二次把它拉到B點后再讓其回到A點，彈力做功為W2，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則這兩次彈力做功的關(guān)系為()<W2＝2W2＝2W1＝W230.(多選)圖甲是玩家玩“蹦極”游戲的圖片，玩家將一根長為AB的彈性繩子的一端系在身上，另一端固定在跳臺，然后從跳臺跳下，圖乙是玩家到達最低點時的情況，其中AB為彈性繩子的原長，C點是彈力等于重力的位置，D點是玩家所到達的最低點，對于玩家離開跳臺至最低點的過程中，下列說法正確的是()A.重力對玩家一直做正功B.玩家的重力勢能一直減小C.玩家通過B點之后，繩子具有彈性勢能D.從A到D，彈性繩子的彈性勢能一直增加31.(2018·淄博實驗中學(xué)期末)如圖所示，質(zhì)量相等的兩木塊中間連有一豎直彈簧，今用力F緩慢向上提A，直到B恰好離開地面.開始時木塊A靜止在彈簧上面.設(shè)開始時彈簧的彈性勢能為Ep1，B剛要離開地面時，彈簧的彈性勢能為Ep2，則關(guān)于Ep1、Ep2的大小關(guān)系及彈性勢能的變化ΔEp，下列說法中正確的是()＝Ep2 ＞Ep2C.ΔEp＞0 D.ΔEp＜032.(多選)如圖所示，一輕彈簧一端固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面且使彈簧保持原長的A點無初速度釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力，在重物由A點擺向最低點B的過程中()A.重力做正功，彈力不做功B.重力做正功，彈力做負功，彈性勢能增加C.若用與彈簧原長相等的不可伸長的細繩代替彈簧后，重力做正功，彈力不做功D.若用與彈簧原長相等的不可伸長的細繩代替彈簧后，重力做功不變，彈力不做功33.如圖所示，物體A的質(zhì)量為m，A的上端連接一個豎直輕彈簧，彈簧原長為L0，勁度系數(shù)為k，整個系統(tǒng)置于水平地面上，現(xiàn)將彈簧上端B緩慢地豎直向上提起，B點上移距離為L，此時物體A也已經(jīng)離開地面，則下列說法中正確的是(重力加速度為g)()A.提彈簧的力對系統(tǒng)做功為mgLB.物體A的重力勢能增加mgLC.物體A的重力勢能增加mg(L－L0)D.物體A的重力勢能增加mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L－\f(mg,k)))34.如圖甲所示，一滑塊沿光滑的水平面向左運動，與輕彈簧接觸后將彈簧壓縮到最短，然后反向彈回，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，圖乙為測得的彈簧的彈力與彈簧壓縮量之間的關(guān)系圖像，則彈簧的壓縮量由8cm變?yōu)?cm時，彈簧所做的功以及彈性勢能的變化量分別為()J、－J B.－J、JJ、－J D.－J、J

重力勢能分題型習題解析答案1×××√√√×2D重力勢能與重物的重量、高度等有關(guān)，故A錯誤；重力勢能是標量，其負值表示重力勢能低于零勢能面，故B錯誤；重力做功時重力勢能發(fā)生改變，但不做功時物體也具有重力勢能，故C錯誤；重力做功引起重力勢能的變化，故D正確3C物體的重力勢能與參考平面有關(guān)，同一物體在同一位置相對不同的參考平面的重力勢能不同，A錯誤；物體在零勢能面以上，距零勢能面的距離越大，重力勢能越大，物體在零勢能面以下，距零勢能面的距離越大，重力勢能越小，B錯誤；重力勢能中的正、負號表示大小，－5J的重力勢能小于－3J的重力勢能，C正確；只有選地面為零勢能面時，地面上的物體的重力勢能才為零，否則不為零，D錯誤4CD重力勢能的表達式為Ep＝mgh，與高度也有關(guān)，故A錯誤；高度具有相對性，重力勢能也具有相對性；我們規(guī)定當物體位于參考平面下方時，重力勢能為負值，故B錯誤；重力勢能離不開重力，重力離不開地球，故重力勢能是物體與地球系統(tǒng)所共有的，故C正確；重力勢能的大小與零勢能面的選取有關(guān)，并不一定以地面為參考平面，故地面上的物體重力勢能不一定為零，故D正確5B克服重力做功50J，即重力做功為－50J，物體的重力勢能一定增加50J，故選項B正確6D起重機將質(zhì)量為50kg的物體從地面提升到10m高處，重力對物體做功W＝－mgh＝－50×10×10J＝－5000J．重力對物體做多少負功，重力勢能增加多少；則重力勢能增加×103J.故D項正確7B鐵板相對于二樓平面的高度是零，故鐵板相對于二樓平面的重力勢能為零；鐵板相對于樓外地面的高度為3m，則鐵板相對于樓外地面的重力勢能Ep＝mgh＝200×3J＝600J．故選B8D以桌面為參考平面，落地時小球的重力勢能為－mgh，初狀態(tài)重力勢能為mgH，即重力勢能的變化ΔEp＝－mgh－mgH＝－mg(H＋h)，所以重力勢能減少了mg(H＋h)，D正確9D不管選哪一點為零勢能點，A點和B點相對零勢能面的豎直高度均相等，所以重力勢能相等，D正確；兩小球到達C點和D點時，重力勢能不相等，C錯誤；重力勢能Ep＝mgh，具有相對性，如果選A、P、B三點在零勢能參考面上，則兩球在運動過程中的重力勢能恒為負值；如果選C點在零勢能參考面上，則兩球在運動過程中的重力勢能恒為正值，A錯誤；另外，重力做功跟路徑無關(guān)，只取決于物體在始、末兩點在豎直方向的高度，兩球從開始運動到到達C點和D點時豎直高度不等，所以重力做功不相等，B錯誤10A以拋出點為零勢能點，則上升階段路程為s時，克服重力做功mgs，重力勢能Ep＝mgs，即重力勢能與路程s成正比；下降階段，物體距拋出點的高度h＝2h0－s，其中h0為上升的最高點與拋出點的距離，故重力勢能Ep＝mgh＝2mgh0－mgs，故下降階段，隨著路程s的增大，重力勢能線性減小，選項A正確11B設(shè)物體開始下落時的重力勢能為Ep0，物體下落高度h過程中重力勢能減少量ΔEp＝mgh，故物體下落高度h時的重力勢能Ep＝Ep0－ΔEp＝Ep0－mgh，即Ep-h圖象為傾斜直線，B正確12(1)以平臺為參考平面，物體的重力勢能為0(2)以地面為參考平面，物體的重力勢能Ep＝mgh＝3×10×4J＝120J(3)以地面為參考平面，物體落到地面，重力勢能變化了ΔEp＝0－120J＝－120J，即重力做功120J13D物體下滑的加速度a＝gsinα，t(s)時物體下滑的距離x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)gsinα·t2，下滑的高度h＝xsinα，物體重力勢能的減少量ΔEp＝mgh＝eq\f(1,2)mg2sin2α·t2.故D正確14AD解析下落過程中，當兩小球到同一水平線L上時，因它們的質(zhì)量相同，則具有相同的重力勢能，故A正確；根據(jù)重力勢能的變化與重力及下落的高度有關(guān)知兩小球分別下落到最低點的過程中減少的重力勢能不相等，故B錯誤；取釋放的水平位置為零勢能參考平面，則根據(jù)重力勢能的定義知，A球通過最低點時的重力勢能比B球通過最低點時的重力勢能小，故C錯誤；兩小球只要在相同的高度，它們所具有的重力勢能就相等，故D正確15(1)從A點運動到C點，小球下降高度h＝eq\f(1,3)l，故重力做功WG＝mgh＝eq\f(1,3)mgl(2)重力勢能的減少量ΔEp減＝WG＝eq\f(1,3)mgl16ABD解析從拋出點到著地點高度差相同，由W＝mgh可知，重力對兩球所做的功相等，且都做正功，故A、B項正確；由于豎直上拋比豎直下拋的運動時間長，由P＝eq\f(W,t)，知P上＜P下，故C項錯誤；由運動學(xué)公式v2－v02＝2gh得出兩球剛著地時速度相同，重力的瞬時功率P＝mgv相同，故D項正確17B小球的高度差為h1－h(huán)2＝eq\f(3,4)h，故WG＝eq\f(3,4)mgh，B正確18B解析設(shè)每次俯臥撐中，運動員重心變化的高度為h，由幾何關(guān)系可得，eq\f(h,＝eq\f,＋，即h＝m.一次俯臥撐中，克服重力做功W＝mgh＝60××J＝J，所以1min內(nèi)克服重力做的總功為W總＝NW＝4J，功率P＝eq\f(W總,t)＝W，故選B19A解析由幾何關(guān)系可知，桿的重心上升了h＝eq\f,2)m＝m，故克服重力做功WG＝mgh＝200×J＝50J，外力做的功等于克服重力做的功，即所需做的功為50J，選項A正確，B、C、D錯誤20C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，木球的重心高，因此木球的重力勢能大于鐵球的重力勢能，選項C正確21(1)開始時，左邊一半鏈條重力勢能為Ep1＝－eq\f(mg,2)·eq\f(L,4)sinθ，右邊一半的重力勢能Ep2＝－eq\f(mg,2)·eq\f(L,4)；左右兩部分總的重力勢能為Ep＝Ep1＋Ep2＝－eq\f(1,8)mgL(sinθ＋1)鏈條從右側(cè)剛好全部滑出時，重力勢能為Ep′＝－eq\f(1,2)mgL(2)此過程重力勢能減少了ΔEp＝Ep－Ep′＝eq\f(1,8)mgL(3－sinθ)，故重力做的功為WG＝eq\f(1,8)mgL(3－sinθ)22解析磚由平放在地面上到把它們一塊塊地豎直疊放起來，克服重力所做的功等于磚增加的重力勢能；取n塊磚整體為研究對象，原來整體重心距地面高度為eq\f(h,2)，疊放起來后整體重心距地面高度為eq\f(1,2)nh，WG＝nmgΔh＝nmgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)h－\f(1,2)nh))＝－eq\f(nn－1,2)mgh；重力做負功，重力勢能增加，增加了eq\f(nn－1,2)mgh23(1)WF＝Fx＝20×10J＝200J(2)物塊重力勢能增量：ΔEp＝mgxsin37°＝2×10×10×J＝120J(3)物塊克服重力做功的最大瞬時功率：P＝|mgvcos(180°－53°)|＝72W24A解析由題意可知，PM段細繩的重力勢能不變，MQ段細繩的重心升高了eq\f(l,6)，則重力勢能增加ΔEp＝eq\f(2,3)mg·eq\f(l,6)＝eq\f(1,9)mgl，故選項A正確，B、C、D錯誤25AB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能，叫作彈性勢能，所以，任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能，任何具有彈性勢能的物體一定發(fā)生了彈性形變．物體發(fā)生了形變，若是非彈性形變，無彈力作用，則物體就不具有彈性勢能．彈簧的彈性勢能除了跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)外，還跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)．故選A、B2