課時(shí)提升作業(yè) 十六 重 力 勢(shì) 能(20分鐘50分)一、選擇題(本題共3小題,每小題7分,共21分)1.下列關(guān)于重力勢(shì)能的幾種理解,正確的是()A.重力勢(shì)能等于零的物體,一定不會(huì)對(duì)別的物體做功B.放在地面上的物體,它的重力勢(shì)能一定等于零C.選取地面為參考平面,從不同高度將某一物體拋出,落地時(shí)物體的重力勢(shì)能相等D.重力勢(shì)能及重力勢(shì)能的變化均與零勢(shì)能參考平面有關(guān)【解析】選C。重力勢(shì)能為零的物體可能還有動(dòng)能,所以可能會(huì)對(duì)別的物體做功,A錯(cuò)誤;重力勢(shì)能與零勢(shì)能面的選取有關(guān),如果不選地面為零勢(shì)能面,則放在地面上的物體的重力勢(shì)能就不為零,B錯(cuò)誤;物體落地時(shí)的高度相對(duì)參考面高度是相同的,根據(jù)Ep=mgh,所以重力勢(shì)能相等,C正確;重力勢(shì)能與零勢(shì)能參考平面有關(guān),重力勢(shì)能的變化與零勢(shì)能參考平面無(wú)關(guān),D錯(cuò)誤。2.如圖所示,靜止的物體沿不同的光滑軌道由同一位置滑到水平桌面上,軌道高度為H,桌面距地面高為h,物體質(zhì)量為m,重力加速度為g,則以下說(shuō)法正確的是()A.物體沿豎直軌道下滑到桌面上,重力勢(shì)能減少最少B.物體沿曲線(xiàn)軌道下滑到桌面上,重力勢(shì)能減少最多C.以桌面為參考平面,物體重力勢(shì)能減少mgHD.以地面為參考平面,物體重力勢(shì)能減少mg(H+h)【解析】選C。重力做功與路徑無(wú)關(guān),所以無(wú)論沿哪條軌道下落,重力做功相同,重力做功W=mgH,再由W=-Ep,所以Ep=-mgH,即物體重力勢(shì)能減少mgH,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。3.有關(guān)重力勢(shì)能的變化,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.物體受拉力和重力作用向上運(yùn)動(dòng),拉力做功是1 J,但物體重力勢(shì)能的增加量有可能不是1 JB.從同一高度將某一物體以相同的速率平拋或斜拋,落到地面上時(shí),物體重力勢(shì)能的變化是相同的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)能的減少量是相同的D.物體運(yùn)動(dòng)中重力做功是-1 J,但物體重力勢(shì)能的增加量不是1 J【解析】選D。據(jù)重力做功的特點(diǎn):與經(jīng)過(guò)的路徑無(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,再根據(jù)重力做功等于重力勢(shì)能的減少量可知,B、C對(duì),D錯(cuò);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1 J,重力勢(shì)能增加量少于1 J,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1 J,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1 J,A對(duì)。二、計(jì)算題(10分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)4.質(zhì)量為5 kg的鋼球,從離地面100 m高處自由下落1 s。g取10 m/s2。(1)選取地面為參考平面,1 s內(nèi)鋼球重力勢(shì)能減少了多少?1 s末鋼球的重力勢(shì)能為多少?(2)如果選取地面上方1 m處的平面為參考平面,1 s末它的重力勢(shì)能為多少?(3)如果選取自由下落的出發(fā)點(diǎn)所在水平面為參考平面,1 s末它的重力勢(shì)能為多少?【解析】(1)1 s內(nèi)鋼球下落的高度為h=12gt2=121012 m=5 m減少的重力勢(shì)能Ep=mgh=5105 J=250 J1 s末鋼球離地面的高度為h1=(100-5) m=95 m1 s末鋼球的重力勢(shì)能為Ep1=mgh1=51095 J=4 750 J。(2)1 s末鋼球離地面上方1 m處的平面的高度為h2=(95-1) m=94 m此時(shí)鋼球的重力勢(shì)能為Ep2=mgh2=51094 J=4 700 J。(3)1 s末鋼球離出發(fā)點(diǎn)的豎直距離為5 m此時(shí)鋼球的重力勢(shì)能為Ep3=510(-5)J=-250 J。答案:(1)250 J4 750 J(2)4 700 J(3)-250 J1.(6分)(多選)(2018成都高一檢測(cè))如圖所示,傾角=30的光滑斜面固定在地面上,長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上,其上端與斜面頂端齊平。用細(xì)線(xiàn)將質(zhì)量為2m的物塊與軟繩連接,物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng),直到軟繩剛好全部離開(kāi)斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)地面),在此過(guò)程中()A.物塊的重力勢(shì)能減小2mglB.軟繩的重力勢(shì)能減少了14mglC.物塊重力做的功小于2mglD.物塊克服細(xì)線(xiàn)拉力做的功為2mgl【解析】選A、B。軟繩離開(kāi)斜面時(shí)物塊下降高度為l,物塊重力做的功等于2mgl,物塊重力勢(shì)能的減少量為2mgl,選項(xiàng)A正確、C錯(cuò)誤;軟繩的重心下移了l4,故其重力勢(shì)能減少了14mgl,選項(xiàng)B正確;物塊加速下落,細(xì)線(xiàn)上拉力小于物塊的重力,物塊克服細(xì)線(xiàn)的拉力做功小于2mgl,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.(13分)兩個(gè)底面積都是S的圓桶放在同一水平面上,桶內(nèi)裝水,水面高度分別為h1和h2,如圖所示。已知水的密度為。現(xiàn)把連接兩桶的閥門(mén)打開(kāi),不計(jì)摩擦阻力,當(dāng)兩桶水面高度相等時(shí),水的重力做功多少?重力勢(shì)能變化多少?【解析】圓桶中水的總質(zhì)量為m=S(h1+h2),對(duì)于圓桶中的水,當(dāng)兩邊水面高度相等時(shí),相當(dāng)于質(zhì)量為m=Sh1-h22的水下降了h=h1-h22,水的重力做功WG = mgh =gS(h1-h22)2,水的重力勢(shì)能變化Ep = -WG =-gS(h1-h22)2 ,負(fù)號(hào)表示減少。答案:gS(h1-h22)2減少gS(h1-h22)2