2017-2018学年度高中物理 第七章 机械能守恒定律 第4节 重力势能课时作业（含解析）新人教版必修2.docVIP

第七章　第四节 重力势能 基础夯实 一、选择题(1～4题为单选题，5题为多选题) 1．如图所示，一小球贴着光滑曲面自由滑下，依次经过A、B、C三点。以下表述错误的是(　B　) A．若以地面为参考平面，小球在B点的重力势能比C点大 B．若以A点所在的水平面为参考平面，小球在B点的重力势能比C点小 C．若以B点所在的水平面为参考平面，小球在C点的重力势能小于零 D．无论以何处水平面为参考平面，小球在B点的重力势能均比C点大 解析：根据重力势能的概念，易判选项B错误，A、C、D正确。 2．沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是(　D　) A．沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多 B．沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多 C．沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多 D．不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同，物体增加的重力势能也相同 解析：重力做功的特点是重力做功与物体的运动路径无关，只与初、末状态物体的高度差有关，不论是光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，物体克服重力做多少功(重力做多少负功)，它的重力势能必增加多少。 3．如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为(　B　) A． B． C．mgh D．0 解析：根据重力做功的特点得W＝mg(h1－h2)＝，故答案为B。 4．大型拱桥的拱高为h，弧长为L，如图所示，质量为m的汽车在以不变的速率v由A点运动到B点的过程中，以下说法正确的是(　D　) A．由A到B的过程中，汽车的重力势能始终不变，重力始终不做功 B．汽车的重力势能先减小后增加，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零 C．汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做正功，后做负功，总功为零 D．汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零 解析：前半阶段，汽车向高处运动，重力势能增加，重力做负功；后半阶段，汽车向低处运动，重力势能减小，重力做正功，选项D正确。 5．如图所示，物体沿不同的路径从A运动到B，其中按不同的路径：有摩擦作用；无摩擦作用，无摩擦，但有其他外力拉它。比较这三种情况下重力做的功W1、W2、W3，重力势能的变化量ΔEp1、ΔEp2、ΔEp3的关系，以下正确的是(　BC　) A．W1W2W3 B．W1＝W2＝W3 C．ΔEp1＝ΔEp2＝ΔEp3 D．ΔEp1ΔEp2ΔEp3 解析：重力做功与路径无关，取决于物体初、末位置，且与物体受不受其他力无关。重力势能的变化量只取决于重力做的功，因此，三种情况下重力做功相同，重力势能的变化量也相同。 二、非选择题 6．如图所示，一条铁链长为2m，质量为10kg，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链克服重力做功为多少？铁链的重力势能变化了多少？(g取9.8m/s2) 答案：98J　增加了98J 解析：铁链从初状态到末状态，它的重心位置提高了h＝，因而克服重力所做的功为W＝mgl＝×10×9.8×2J＝98J，铁链的重力势能增加了98J。 7．世界著名撑杆跳高运动员——乌克兰名将布勃卡身高1.83m，体重82kg，他曾35次打破撑竿跳高世界纪录(如图)，目前仍保持着6.14m的世界纪录。请你回答以下两个问题：(g取10m/s2) (1)他最后跳过6.14m时，至少克服重力做多少功？ (2)他的重力势能改变了多少？ 答案：(1)4284.5J　(2)4284.5J 解析：要想计算出撑杆跳运动员在跳过横杆的过程中克服重力所做的功，应该先考虑运动员重心升高的高度，乌克兰名将布勃卡身高1.83m，目前仍保持着6.14m的世界纪录，人的重心大约在人身高的一半的位置，即0.915m，在撑杆跳的过程中，人的重心升高的高度为：h＝6.14m－0.915m＝5.225m，在人重心升高的过程中，克取重力所做的功为：W＝mgh＝82×10×5.225J＝4284.5J；运动员克服重力做了功，运动员的重力势能增加了4284.5J。 能力提升 一、选择题(1～4题为单选题，5题为多选题) 1．如图所示为一个人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运动的轨迹，在卫星由近地点a运动到远地点b的过程中(　C　) A．地球引力对卫星不做功 B．卫星运行的速率不变 C．卫星的重力势能增加 D．卫星的动能增加 解析：卫星与地球间的引力遵守平方反比定律，其作用力方向始终在卫星与地球的连线上。卫星绕地球做椭圆运动的过程中，与地球的距离r不断变化，相当于一个物体距地面的高度在变化，所以地球对卫星的引力将对卫星做功，由于离地面高度