高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律課時(shí)作業(yè)15

課時(shí)作業(yè)(十五)重力勢(shì)能[基礎(chǔ)訓(xùn)練]1．關(guān)于重力勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是()A．物體的位置一旦確定，它的重力勢(shì)能的大小也隨之確定B．物體與零勢(shì)能面的距離越大，它的重力勢(shì)能也越大C．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D．重力勢(shì)能的減少量等于重力對(duì)物體做的功答案：D解析：重力勢(shì)能的大小具有相對(duì)性，其大小與參考平面的選取有關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由重力勢(shì)能的表達(dá)式Ep＝mgh可知，重力勢(shì)能的大小還與物體的質(zhì)量有關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．物體的重力勢(shì)能從－5J變化到－3J，重力勢(shì)能變大了，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．由重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系可知選項(xiàng)D正確．2．下列關(guān)于重力勢(shì)能的說(shuō)法，正確的是()A．重力勢(shì)能是地球和物體共同具有的，而不是物體單獨(dú)具有的B．在同一高度，將物體以速度v0向不同方向拋出，落地時(shí)物體減少的重力勢(shì)能一定相等C．重力勢(shì)能等于零的物體，不可能對(duì)別的物體做功D．在地面上的物體，它具有的重力勢(shì)能一定等于零答案：AB解析：重力勢(shì)能是物體與地球共有的，選項(xiàng)A正確；同一物體的重力勢(shì)能，僅與物體所處的位置有關(guān)，重力勢(shì)能的變化，僅與物體位置高度的變化有關(guān)，而與路徑無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B正確；物體的重力勢(shì)能是相對(duì)于零勢(shì)能參考面而言的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；重力勢(shì)能等于零的物體，可能落向更低處，可以對(duì)別的物體做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．3．如圖所示，某物塊分別沿三條不同的軌道由離地高h(yuǎn)的A點(diǎn)滑到同一水平面上，軌道1、2是光滑的，軌道3是粗糙的，則()A．沿軌道1滑下重力做功多B．沿軌道2滑下重力做功多C．沿軌道3滑下重力做功多D．沿三條軌道滑下重力做的功一樣多答案：D解析：重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初、末位置的高度差有關(guān)，故三種情況下重力做功一樣多，D正確，A、B、C錯(cuò)誤．4．關(guān)于重力做功和物體的重力勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是()A．重力對(duì)物體做正功時(shí)，物體的重力勢(shì)能一定減少B．物體克服重力做功時(shí)，物體的重力勢(shì)能一定增加C．地球上物體的重力勢(shì)能是不變的D．重力做功的多少與重力勢(shì)能的變化都與參考平面的選取無(wú)關(guān)答案：ABD解析：重力做正功，物體的重力勢(shì)能減少，重力做多少功，重力勢(shì)能就減少多少，選項(xiàng)A正確；同理，物體克服重力做功時(shí)，物體的重力勢(shì)能一定增加，選項(xiàng)B正確；物體的重力勢(shì)能大小除與其質(zhì)量有關(guān)外，還與物體所處的位置有關(guān)，在不同高度，同一物體的重力勢(shì)能不同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；重力做功的特點(diǎn)是重力做功多少只與物體初末位置的高度差有關(guān)，與參考面的選取無(wú)關(guān)，而重力勢(shì)能的變化量等于重力做的功，選項(xiàng)D正確．5．質(zhì)量為m的小球從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地面高度為h，如圖所示，若以桌面為參考平面，那么小球落地時(shí)的重力勢(shì)能及整個(gè)下落過(guò)程中重力勢(shì)能的變化分別為()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)答案：D解析：小球從初始位置下落到地面，重力做正功，重力勢(shì)能減少了mg(H＋h)；以桌面為零勢(shì)能面，在地面時(shí)重力勢(shì)能為－mgh.故D選項(xiàng)正確．6．如圖所示，質(zhì)量為M的物體放在水平地面上，物體上方安裝一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，在彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，用手拉著其上端P點(diǎn)很緩慢地向上移動(dòng)，直到物體脫離地面向上移動(dòng)一段距離．在這一過(guò)程中，P點(diǎn)的位移為H，則物體重力勢(shì)能的增加量為()A．MgH B．MgH＋eq\f(M2g2,k)C．MgH－eq\f(M2g2,k) D．MgH－eq\f(Mg,k)答案：C解析：物體離開(kāi)地面時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量x＝eq\f(Mg,k)，物體上升的距離h＝H－x，則物體重力勢(shì)能的增加量ΔEp＝Mgh＝MgH－eq\f(M2g2,k)，故C選項(xiàng)正確．7．一實(shí)心的正方體鐵塊與一實(shí)心的正方體木塊質(zhì)量相等，將它們放在同一水平地面上，下列結(jié)論中正確的是()A．鐵塊的重力勢(shì)能大于木塊的重力勢(shì)能B．鐵塊的重力勢(shì)能小于木塊的重力勢(shì)能C．鐵塊的重力勢(shì)能等于木塊的重力勢(shì)能D．以上三種情況都有可能答案：B解析：兩正方體物塊的質(zhì)量相等，因鐵塊的密度大于木塊的密度，故鐵塊的體積小于木塊的體積，鐵塊的重心比木塊的重心低，由Ep＝mgh可知，鐵塊的重力勢(shì)能小于木塊的重力勢(shì)能．故選項(xiàng)B正確．8．在離地80m處無(wú)初速度釋放一小球，小球質(zhì)量為m＝200g，不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2，取最高點(diǎn)所在水平面為參考平面．求：(1)在第2s末小球的重力勢(shì)能；(2)在第3s內(nèi)重力所做的功和重力勢(shì)能的變化．答案：見(jiàn)解析解析：(1)在第2s末小球所處的高度h＝－eq\f(1,2)gt2＝－eq\f(1,2)×10×22m＝－20m重力勢(shì)能Ep＝mgh＝×10×(－20)J＝－40JEp<0說(shuō)明物體在參考平面的下方．(2)在第3s末小球所處的高度h′＝－eq\f(1,2)gt′2＝－eq\f(1,2)×10×32m＝－45m.第3s內(nèi)重力做功W＝mg(h－h(huán)′)＝×10×(－20＋45)J＝50J.即小球的重力勢(shì)能減少了50J.[能力提升]9．下列關(guān)于重力勢(shì)能的說(shuō)法中正確的是()A．有A、B兩個(gè)物體，A的高度是B高度的2倍，那么物體A的重力勢(shì)能的數(shù)值一定是物體B的2倍B．從同一高度將某一物體以相同的速度豎直上拋或平拋，從拋出到落地的過(guò)程中，物體重力勢(shì)能的變化是相同的C．有一物體從樓頂落到地面，如果受到空氣阻力，物體重力勢(shì)能的減少量小于自由下落時(shí)重力勢(shì)能的減少量D．重力做功時(shí)，不僅與物體運(yùn)動(dòng)的高度差有關(guān)，還與物體運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān)答案：B解析：由Ep＝mgh知，只有mA＝mB時(shí)，A的重力勢(shì)能才是B的2倍，A錯(cuò)．由重力做功特點(diǎn)可知，重力所做的功等于重力勢(shì)能的減少量，與運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，與物體是否受其他力也無(wú)關(guān)，B對(duì)，C、D錯(cuò)．10．一個(gè)100g的球從1.8m的高處落到一個(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(取g＝10m/s2)()A．重力做功為JB．重力做了J的負(fù)功C．球的重力勢(shì)能一定減少JD．球的重力勢(shì)能一定增加J答案：C解析：整個(gè)過(guò)程重力對(duì)球做正功，其大小為W＝mgΔh＝mg(h1－h(huán)2)＝×10×－J＝J，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；重力做正功，重力勢(shì)能減少，且重力做了多少正功，重力勢(shì)能就減少多少，因此球的重力勢(shì)能減少J，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．11．如圖所示，質(zhì)量為m的足球在水平地面的位置1被踢出后，落到水平地面的位置3，在空中達(dá)到的最高點(diǎn)位置2的高度為h，已知重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是()A．足球由1運(yùn)動(dòng)到2的過(guò)程中，重力做的功為mghB．足球由1運(yùn)動(dòng)到3的過(guò)程中，重力做的功為2mghC．足球由2運(yùn)動(dòng)到3的過(guò)程中，重力勢(shì)能減少了mghD．如果沒(méi)有選定參考平面，就無(wú)法確定重力勢(shì)能變化了多少答案：C解析：足球由1運(yùn)動(dòng)到2的過(guò)程中，重力做負(fù)功，大小為mgh，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；足球由1運(yùn)動(dòng)到3的過(guò)程中，初、末位置的高度差為0，重力做的功為0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；足球由2運(yùn)動(dòng)到3的過(guò)程中，重力做功mgh，重力勢(shì)能減少了mgh，選項(xiàng)C正確；重力勢(shì)能的變化與參考平面的選擇無(wú)關(guān)，只與初、末位置的高度差有關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．12．關(guān)于重力勢(shì)能與重力做功的下列說(shuō)法中正確的是()A．物體受拉力和重力作用向上運(yùn)動(dòng)，拉力做功是1J，但物體重力勢(shì)能的增加量有可能不是1JB．在同一高度，將物體以速率v向不同方向拋出，從拋出到落地的過(guò)程中，重力所做的功相等，物體所減少的重力勢(shì)能也一定相等C．從同一高度落下的物體到達(dá)地面，考慮空氣阻力和不考慮空氣阻力的情況下重力勢(shì)能的減少量是不同的D．用手托住一個(gè)物體勻速上舉時(shí)，手的支持力做的功等于克服重力所做的功與物體重力勢(shì)能的增加量之和答案：AB解析：據(jù)重力做功的特點(diǎn)，重力做功與經(jīng)過(guò)路徑無(wú)關(guān)，與是否受其他力無(wú)關(guān)，只取決于始末位置的高度差，故選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；對(duì)于A選項(xiàng)，當(dāng)物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)克服重力做功少于1J，重力勢(shì)能增加量少于1J，物體減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，克服重力做功即重力勢(shì)能增加量大于1J，只有物體勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，克服重力做功即重力勢(shì)能增加量才是1J，選項(xiàng)A正確；對(duì)于D選項(xiàng)，物體勻速上升，手的支持力大小等于物體的重力，二者移動(dòng)的距離相同，所以手的支持力做的功等于克服重力做的功，又WG＝－ΔEp，故手的支持力做的功也等于物體重力勢(shì)能的增加量，而不是等于二者的和，故D錯(cuò)誤．13．如圖所示，在光滑的桌面上有一根均勻柔軟的質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為l的繩子，繩子的eq\f(1,4)懸于桌面下，從繩子開(kāi)始下滑至繩子剛好全部離開(kāi)桌面的過(guò)程中，重力對(duì)繩子做功為多少？繩子的重力勢(shì)能變化量為多少？(桌面離地面高度大于l)答案：eq\f(15,32)mgl減少eq\f(15,32)mgl解析：取桌面為參考平面，剛開(kāi)始時(shí)繩子的重力勢(shì)能為Ep1＝