【名師一號(hào)】2021年人教版物理雙基限時(shí)練-必修二：第七章-4重力勢能

雙基限時(shí)練(十七)重力勢能1．下面說法中正確的是()A．地面上的物體重力勢能肯定為零B．質(zhì)量大的物體重力勢能肯定大C．不同的物體中離地面最高的物體其重力勢能最大D．離地面有肯定高度的物體其重力勢能可能為零解析物體的重力勢能值與重力勢能的零勢能面的選取有關(guān)，故此題D選項(xiàng)正確．答案D2.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)的重力勢能及整個(gè)下落過程中重力勢能的變化分別為()A．mgh，削減mg(H－h(huán))B．mgh，增加mg(H＋h)C．－mgh，增加mg(H－h(huán))D．－mgh，削減mg(H＋h)解析小球從初始位置下落到地面，重力做功，重力勢能削減了mg(H＋h)；以桌面重力勢能為零位置，在地面時(shí)重力勢能為－mgh，故D選項(xiàng)正確．答案D3．下列關(guān)于重力勢能的說法正確的是()A．重力勢能是地球和物體共同具有的，而不是物體單獨(dú)具有的B．重力勢能的大小是相對(duì)的C．重力勢能等于零的物體，不行能對(duì)別的物體做功D．在地面上的物體，它的重力勢能肯定等于零解析重力勢能是由于地球和物體相互作用憑相對(duì)位置所具有，是地球和物體組成的系統(tǒng)所共有的，所以A正確．重力勢能的大小沒有確定的數(shù)值，零勢能面位置的選取不同，物體系統(tǒng)的重力勢能也不同，所以說重力勢能的大小是相對(duì)于零勢面而言的，B正確．重力勢能等于零的物體僅能說明物體在零勢面上，完全可能對(duì)零勢面以下的物體做功，所以C不正確．在地面上的物體，只要零勢面不選在地面上，它的重力勢能肯定不等于零，所以D不正確．答案AB4．質(zhì)量為m的物體，沿傾角為α的光滑斜面由靜止下滑，當(dāng)下滑t(s)時(shí)重力勢能削減量為()A.eq\f(1,2)mg2t2sinα B.eq\f(1,2)mg2t2C．mg2t2 D.eq\f(1,2)mg2t2sin2α解析物體下滑的加速度a＝gsinα，t時(shí)物體下滑的距離s＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)gsinα·t2，下滑的高度h＝ssinα，物體重力勢能的削減ΔEp＝mgh＝eq\f(1,2)mg2t2sin2α.答案D5．下列關(guān)于重力勢能的說法中，正確的是()A．有A、B兩個(gè)物體，A的高度是B的高度的2倍，那么物體A的重力勢能的數(shù)值肯定是物體B重力勢能數(shù)值的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，從拋出到落地過程中，物體重力勢能的變化是相同的C．有一物體從頂樓落到地面，假如受到空氣阻力，物體重力勢能的削減量小于自由下落時(shí)重力勢能的削減量D．重力做功時(shí)，不僅與物體運(yùn)動(dòng)的高度有關(guān)，還與物體運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān)解析由Ep＝mgh可知，只有mA＝mB時(shí)，A的重力勢能才是B的重力勢能的2倍，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；重力做功與路徑無關(guān)．僅由初末位置的高度差打算，而且重力做的功等于重力勢能的削減量，與物體是否受其他外力無關(guān)，故C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確．答案B6．要將一個(gè)質(zhì)量為m、邊長為a的勻質(zhì)正方體推翻，推力對(duì)它做的功至少為()A.eq\r(2)mga B.eq\f(\r(2)mga,2)C.eq\f(\r(2)＋1mga,2) D.eq\f(\r(2)－1mga,2)解析未推時(shí)，其重心離地面的高度為eq\f(a,2)，翻倒過程中，其重心離地面的最大高度為eq\f(\r(2),2)a，克服重力做功為W＝mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)a－\f(1,2)a))＝eq\f(\r(2)－1mga,2)，所以推翻該立方體至少做功為eq\f(\r(2)－1mga,2)，D選項(xiàng)正確．答案D7．在高處的某一點(diǎn)將兩個(gè)重力相同的小球以相同速率v0分別豎直上拋和豎直下拋，下列結(jié)論正確的是(不計(jì)空氣阻力)()A．從拋出到剛著地，重力對(duì)兩球所做的功相等B．從拋出到剛著地，重力分別對(duì)兩球做的總功都是正功C．從拋出到剛著地，重力對(duì)兩球的平均功率相等D．兩球剛著地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率相等解析兩球的始末位置相同，所以重力對(duì)兩球所做的功相同，選項(xiàng)A正確；著地時(shí)兩球的重力勢能都是削減的，所以重力對(duì)兩球所做的功都是正功，選項(xiàng)B正確；雖然重力對(duì)兩球所做的功相同，但做功所用的時(shí)間不同，豎直上拋的小球用的時(shí)間要長一些，所以重力對(duì)兩球的平均功率不相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；兩球著地時(shí)的速度相同，所以重力的瞬時(shí)功率相等，選項(xiàng)D正確．答案ABD8．關(guān)于重力勢能，下列說法中正確的是()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(gè)物體的重力勢能從－5J變化到－3J，重力勢能削減了D．重力勢能的削減量等于重力對(duì)物體做的功解析物體的重力勢能與參考面有關(guān)，同一物體在同一位置相對(duì)不同的參考面的重力勢能不同，A選項(xiàng)錯(cuò)；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選項(xiàng)錯(cuò)；重力勢能中的正、負(fù)號(hào)表示大小，－5J的重力勢能小于－3J的重力勢能，C選項(xiàng)錯(cuò)；重力做的功量度了重力勢能的變化，D選項(xiàng)正確．答案D9．利用超導(dǎo)材料和科學(xué)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)磁懸浮．若磁懸浮列車的質(zhì)量為20t，因磁場間的相互作用而浮起的高度為10mm，則該過程中磁懸浮列車增加的重力勢能是()A．20J B．200JC．2.0×103J D．2.0×107J解析因磁場間的相互作用，列車浮起的高度為10mm，增加的重力勢能為ΔEp＝mgh＝20×103×10×10×10－3J＝2.0×103J，正確選項(xiàng)為C.答案C10.如圖所示，重物A質(zhì)量為m，置于水平地面上，其上表面豎直立著一根輕質(zhì)彈簧．彈簧長為L，勁度系數(shù)為k，下端與物體A相拴接．現(xiàn)將彈簧上端點(diǎn)P緩慢地豎直提起一段高度h使重物A離開地面．這時(shí)重物具有的重力勢能為(以地面為零勢能面)()A．mg(L－h(huán)) B．mg(h－L＋eq\f(mg,k))C．mg(h－eq\f(mg,k)) D．mg(h－L－eq\f(mg,k))解析提起物體A剛離開地面時(shí)，對(duì)物體A有：mg＝kΔx，所以Δx＝eq\f(mg,k)，此時(shí)物體A在彈簧的拉力作用下，P點(diǎn)上升的高度為h，則物體A上升的高度為h′＝h－Δx＝h－eq\f(mg,k)，重物A具有的重力勢能為Ep＝mgh′＝mg(h－Δx)＝mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h－\f(mg,k)))，正確選項(xiàng)為C.答案C11.如圖所示，一條鐵鏈長為2m，質(zhì)量為10kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的過程中，物體克服重力做功為多少？解析鐵鏈從初狀態(tài)到末狀態(tài)，它的重心位置提高了h＝eq\f(l,2)，因而物體克服重力所做的功為W＝mgl/2＝eq\f(1,2)×10×9.8×2J＝98J.答案98J12．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的木塊，以初速度v0沖上傾角為θ的斜面，沿斜面上升L的距離后又返回．若木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求：(1)木塊上升過程重力的平均功率是多少？木塊的重力勢能變化了多少？(2)木塊從開頭運(yùn)動(dòng)到返回到動(dòng)身點(diǎn)的過程滑動(dòng)摩擦力做的功是多少？重力做的功是多少？全過程重力勢能變化了多少？解析(1)上升過程重力做功W1＝—mgLsinθ，上升所用時(shí)間t1＝eq\f(L,\x\to(v))＝eq\f(L,\f(v0,2))＝eq\f(2L,v0)，故平均功率P＝eq\f(W1,t1)＝－eq\f(mgLsinθ,\f(2L,v0))＝－eq\f(1,2)mgv0sinθ，重力勢能增加了mgLsinθ.(2)上升過程摩擦力做的功Wμ1＝－μmgcosθ·L下落過程摩擦力做的功Wμ2＝－μmgcosθ·L故整個(gè)過程中摩擦力做的功Wμ＝Wμ1＋Wμ2＝－2μmgLcosθ全過程重力做的功為零，重力勢能沒有變化答案(1)－eq\f(1,2)mgv0sinθ增加了mgLsinθ(2)－2μmgLcosθ0沒有變化13．起重機(jī)以eq\f(g,4)的加速度將質(zhì)量為