2019人教版物理必修二精练：分层训练·进阶冲关 7.4 重力势能（含解析）

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1、分层训练进阶冲关A 组 基础练(建议用时 20 分钟)1.如图所示,一物体沿三条不同的路径由 A 到 B,关于重力做功,下列说法中正确的是 (A)A. 一样大 B. 沿较大C. 沿较大 D. 沿较大2.(2018哈尔滨高一检测)关于重力势能的说法不正确的是 (D)A.重力势能是地球和物体共同具有的,而不是物体单独具有的B.重力势能的大小是相对的C.重力势能等于零的物体,也可以对其他物体做功D.在地面上的物体,它的重力势能一定等于零3.(2018太原高一检测)甲、乙两个物体的位置如图所示,质量关系m 甲 B. C. = D.无法判断4.如图为某台球室悬挂的吊灯,已知吊灯的质量为 m,吊灯到地面的

2、竖直距离为 h1,到天花板的竖直距离为 h2,小亮认为吊灯的重力势能为-mgh 2,则他选择的参考平面为 (B)A.地面 B.天花板 C.台球桌的桌面 D.吊灯所在的水平面5.(2018唐山高一检测)一物体在下落过程中,重力做功为 2 J,则该物体的重力势能 (B)A.减少量小于 2 J B.减少量等于 2 JC.增加量小于 2 J D.增加量等于 2 J6.(2018淮安高一检测)如图,质量为 20 kg 的小孩沿高 5 m 的滑梯由静止滑下,g 取 10 m/s2,在此过程中 (C)A.重力做功为 100 J,重力势能减小了 100 JB.重力做功为-100 J,重力势能增加了 100 J

3、C.重力做功为 1 000 J,重力势能减小了 1 000 JD.重力做功为-1 000 J,重力势能增加了 1 000 J7.一棵树上有一个质量为 0.3 kg 的熟透了的苹果 P,该苹果从树上A 先落到地面 C 最后滚入沟底 D。已知 AC、CD 的高度差分别为 2.2 m 和 3 m,以地面 C 为零势能面,A、B、C、D、E 面之间竖直距离如图所示。算出该苹果从 A 落下到 D 的过程中重力势能的减少量和在 D处的重力势能分别是 (C)A.15.6 J 和 9 J B.9 J 和-9 J C.15.6 J 和-9 J D.15.6 J 和-15.6 J B 组 提升练(建议用时 20

4、分钟)8.一根长 L=2 m,所受重力 G=200 N 的均匀木杆放在水平地面上,现将它的一端从地面抬高 1 m,另一端仍搁在地面上,则物体重力势能的变化量为 (B)A.50 J B.100 J C.200 J D.400 J 9.物体做自由落体运动,E p表示重力势能,h 表示下落的距离,以水平地面为零势能面,下列所示图象中,能正确反映 Ep和 h 之间关系的是 (B)10.(2018泰州高一检测)如图所示,物体 A 质量为 m,置于水平地面上。一根轻质弹簧,原长为 L,劲度系数为 k,下端与物体 A 相连接。现将弹簧上端点 P 缓慢地竖直提起一段高度 h 使重物 A 离开地面。这时重物具有

5、的重力势能为(以地面为零势能面)(A)A.mg B.mgC.mg(L-h) D.mg11.如图所示,质量为 m 的小球,用一长为 l 的细线悬吊于 O 点,将悬线拉直成水平状态,并给小球一个向下的速度让小球向下运动,O 点正下方 D 处有一钉子,小球运动到 B 处时会以 D 为圆心做圆周运动,并经过 C 点,若已知 OD= l,则小球由 A 点运动到 C 点的过程中,重力势能减少了多少?重力做功为多少?【解析】小球从 A 点运动到 C 点,高度差为 h= l ,故重力做功 WG=mgh= mgl,重力势能的变化量 Ep= -WG= - mgl,负号表示小球的重力势能减少了。答案: mgl mg

6、lC 组 培优练(建议用时 10 分钟)12.小伙伴在河岸做抛石子游戏。如图所示为河的横截面示意图,小亮自 O 点以垂直岸边的水平速度向对岸抛石子。已知 O 点离水面 AB的高度为 h,O、A 两点间的水平距离为 x1,水面 AB 的宽度为 x2,河岸倾角为 ,重力加速度为 g。(1)若石子直接落到水面上,求其在空中飞行的时间 t。(2)为使石子直接落到水面上,求抛出时速度 v0的大小范围。(3)若石子质量为 m,抛出速度大小为 v 时恰好在 C 点垂直撞击斜坡,求石子从 O 到 C 过程中减少的重力势能 E p。【解析】(1)若石子直接落到水面上,根据平抛运动竖直方向分运动可看作自由落体运动可得:h= gt2,得:t=(2)抛出时速度的大小范围是:x 1v0tx1+x2即:x 1 v0(x1+x2)(3)由题意可知,石子在 C 点垂直撞击斜坡,即石子瞬时速度在 C 点与斜坡垂直,根据几何关系可得:=tan,即:t 0=石子从 O 点到 C 点下降的高度为:H= g 。石子从 O 到 C 过程中减少的重力势能为:Ep=mgH=答案:(1)(2)x1 v0(x1+x2) (3)