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2019-2020年高中物理 7.4重力勢能（探究導(dǎo)學(xué)課型）課時(shí)提升作業(yè) 新人教版必修2 一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號后標(biāo)出) 1.下列關(guān)于重力勢能與重力做功的說法正確的是(　　) A.重力做功的大小與物體的運(yùn)動路徑有關(guān) B.重力做功的大小與參考平面的選取有關(guān) C.參考平面選取不同,重力勢能及重力勢能的變化都會發(fā)生變化 D.重力勢能增加了2 J,其重力一定做了-2 J的功 【解析】選D。重力做功的大小只與物體的運(yùn)動初、末位置的高度差有關(guān),與物體的運(yùn)動路徑或參考平面的選取無關(guān),A、B錯(cuò);重力勢能與參考平面的選取有關(guān),重力勢能的變化與參考平面的選取無關(guān),C錯(cuò);根據(jù)WG=-ΔEp得,重力勢能增加了2J,其重力一定做了-2J的功,D對。 2.2013年12月2日,“嫦娥三號”探測器順利發(fā)射升空,在探測器上升過程中,其重力做功和重力勢能變化的情況為(　　) A.重力做正功,重力勢能減小 B.重力做正功,重力勢能增加 C.重力做負(fù)功,重力勢能減小 D.重力做負(fù)功,重力勢能增加 【解析】選D?！版隙鹑枴碧綔y器發(fā)射時(shí)高度逐漸上升,它的重力做負(fù)功,重力勢能越來越大,故D正確。 3.(多選)(xx駐馬店高一檢測)將同一物體分兩次舉高,每次舉高的高度相同,則(　　) A.不論選取什么參考平面,兩種情況中,物體重力勢能的增加量相同 B.不論選取什么參考平面,兩種情況中,物體最后的重力勢能相等 C.不同的參考平面,兩種情況中,重力做功不等 D.不同的參考平面,兩種情況中,物體最后的重力勢能肯定不等 【解析】選A、D。物體被舉高h(yuǎn)時(shí),重力做功WG=-mgh,而h與所選參考平面無關(guān),重力做功相等,C錯(cuò)誤。由重力做功與重力勢能變化的關(guān)系WG=-ΔEp得,兩次重力勢能的變化相同,A正確。根據(jù)重力勢能的定義Ep=mgh,選不同的參考平面,h不等,物體最后的重力勢能不相等,B錯(cuò)誤,D正確。 4.(xx泰州高一檢測)用繩子吊起質(zhì)量為m的物體,使它以加速度a勻加速升高h(yuǎn),在此過程中,物體增加的重力勢能為(　　) A.mgh B.mgh+mah C.mgh-mah D.mah 【解析】選A。此過程中重力做功WG=-mgh,重力勢能的變化ΔEp=-WG=mgh,A正確。 【變式訓(xùn)練】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時(shí)間時(shí)重力勢能減少量為(　　) A.mg2t2sinα B.mg2t2 C.mg2t2 D.mg2t2sin2α 【解析】選D。物體在光滑斜面上下滑,加速度a=gsinα,t時(shí)間內(nèi)的位移x=gt2sinα,下落的高度h=xsinα=gt2sin2α,所以重力勢能減少了mg2t2sin2α,選項(xiàng)D正確。 5.物體從某高度處做自由落體運(yùn)動,以地面為重力勢能零點(diǎn),下列所示圖像中,能正確描述物體的重力勢能與下落高度的關(guān)系的是(　　) 【解析】選B。設(shè)物體開始下落時(shí)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(shí)的重力勢能Ep=Ep0-ΔEp=Ep0-mgh,即Ep-h圖像為傾斜直線,B正確。 二、非選擇題(15分) 6.如圖所示,桌面距地面0.8m,一物體質(zhì)量為2 kg,放在距桌面0.4 m的支架上(g取10m/s2)。以桌面為參考平面,計(jì)算物體在支架上時(shí)具有的重力勢能,并計(jì)算物體由支架下落到桌面的過程中,重力勢能減少了多少? 【解題指南】求解該題注意以下兩點(diǎn): (1)重力勢能Ep=mgh中的h是相對于參考平面的高度。 (2)重力勢能的減少量ΔEp減=Ep1-Ep2。 【解析】以桌面為參考平面,物體的高度為h1=0.4m 物體的重力勢能為Ep1=mgh1=2100.4J=8J 物體落至桌面時(shí)的重力勢能為Ep2=0,物體重力勢能的減少量為 ΔEp=Ep1-Ep2=(8-0)J=8J 答案:8 J　8 J 一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分。多選題已在題號后標(biāo)出) 1.(xx攀枝花高一檢測)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)過程中(g取10m/s2)(　　) A.重力做功為1.8 J B.重力做了0.55 J的負(fù)功 C.球的重力勢能一定減少0.55 J D.球的重力勢能一定增加1.25 J 【解題指南】該題的解題思路: 【解析】選C。整個(gè)過程重力對球做正功,其大小為W=mgΔh=mg(h1-h2)=0.55J,A、B錯(cuò)誤;重力做正功,重力勢能減少,且重力做多少正功,重力勢能就減少多少,因此球的重力勢能減少0.55J,C正確,D錯(cuò)誤。 【變式訓(xùn)練】(多選)物體在運(yùn)動過程中克服重力做功100J,則下列說法中正確的是(　　) A.物體的重力勢能一定增加了100 J B.物體的重力勢能一定減小了100 J C.重力對物體做功100 J D.重力對物體做功-100 J 【解析】選A、D?？朔亓ψ龉?00 J,即重力做了100 J的負(fù)功,C錯(cuò),D對。由重力做功與重力勢能改變的關(guān)系知,物體的重力勢能增加了100 J,A對,B錯(cuò)。 2.某游客領(lǐng)著孩子游泰山時(shí),孩子不小心將手中的皮球滑落,球從A點(diǎn)滾到了山腳下的B點(diǎn),高度標(biāo)記如圖所示,則下列說法正確的是(　　) A.從A到B的曲線軌跡長度不知道,無法求出此過程中重力做的功 B.從A到B過程中阻力大小不知道,無法求出此過程中重力做的功 C.從A到B重力做功mg(H+h) D.從A到B重力做功mgH 【解析】選D。重力做功與物體的運(yùn)動路徑無關(guān),只與初、末狀態(tài)物體的高度差有關(guān)。從A到B的高度差是H,故從A到B重力做功mgH,D正確。 3.(多選)下列關(guān)于重力勢能的說法,正確的是(　　) A.重力勢能只跟物體所處的初末位置有關(guān),與物體實(shí)際經(jīng)過的路徑無關(guān) B.重力勢能的變化,只跟重力做功有關(guān),和其他力做功多少無關(guān) C.重力勢能是矢量,在地球表面以上為正,在地球表面以下為負(fù) D.重力勢能的變化量等于重力對物體做的功 【解析】選A、B。重力勢能是跟相對位置有關(guān)的能量,重力勢能的變化只跟重力做功有關(guān),跟物體受不受其他力、其他力做不做功、以及物體的運(yùn)動狀態(tài)都沒有關(guān)系,A、B對;重力勢能是標(biāo)量,但有正負(fù),正值表明物體處在零勢能參考平面上方,負(fù)值表明物體處在零勢能參考平面下方,C錯(cuò);重力勢能的變化量等于重力對物體做功的負(fù)值,D錯(cuò)。 4.(多選)(xx錦州高一檢測)質(zhì)量為m的物體,由靜止開始下落,由于空氣阻力作用,下落的加速度為g,在物體下落h的過程中,下列說法正確的是(　　) A.物體重力做的功為mgh B.物體所受阻力做功為 C.物體重力勢能減少了mgh D.物體克服阻力所做的功為 【解析】選A、C、D。因物體的加速度為g,由牛頓第二定律可知,mg-Ff=ma解得空氣阻力Ff=mg。重力做功WG=mgh,阻力做功Wf=-mgh,A、D對,B錯(cuò);重力做功等于重力勢能的改變量,重力做正功,故重力勢能減小mgh,C正確。 二、非選擇題(本題共2小題,共22分) 5.(10分)在排球比賽中,某運(yùn)動員用400N的力把質(zhì)量為270g的排球從2.8m的高度扣向?qū)Ψ降膱龅貎?nèi)。在球被扣到落地的過程中,排球的重力勢能如何變化?(g取10m/s2) 【解析】排球重力G=mg=2.7N,排球在空中運(yùn)動下落的高度h=2.8m,故該過程中重力做功:WG=mgh=2.72.8J=7.56J,重力勢能變化ΔEp=-WG=-7.56J,即重力勢能減少了7.56J。 答案:減少7.56J 6.(12分)在離地面80m處無初速度釋放一小球,小球質(zhì)量為m=200g,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,取最高點(diǎn)所在水平面為參考平面,求: (1)在第2s末小球的重力勢能; (2)在第3s內(nèi)重力所做的功和重力勢能的變化。 【解析】(1)在第2s末小球所處的高度: h=-gt2=-1022m=-20m 重力勢能Ep=mgh=0.210(-20)J=-40J Ep<0說明小球在參考平面的下方。 (2)在第3s末小球所處的高度 h=-gt2=-1032m=-45m 第3s內(nèi)重力做功:W=mg(h-h)=0.210(-20+45)J=50J,即小球的重力勢能減少50J。 答案:(1)-40J　(2)50J　減少50J 【總結(jié)提升】重力勢能變化的兩種求解方法 方法一:應(yīng)用重力勢能變化公式ΔEp=Ep2-Ep1來求。具體方法是首先選取參考平面,然后應(yīng)用Ep=mgh求出物體在初、末位置的重力勢能,再代入定義式ΔEp=Ep2-Ep1求出重力勢能變化量。 方法二:應(yīng)用重力勢能變化與重力做功的關(guān)系來求。先根據(jù)條件確定初、末位置的高度差Δh,代入WG=mgΔh求出重力做的功,再利用關(guān)系式ΔEp=-WG確定出重力勢能的變化量。