1、第七章 机械能守恒定律课前预习作业课堂检测作业课时4 重力势能课后巩固作业基础训练课前预习作业一、选择题1下列说法中正确的是()A在地平面以下的物体重力势能一定为负值B质量大的物体重力势能一定大C不同的物体中离地面最高的物体其重力势能最大D离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零D解析：重力势能的大小与零势能面的选取有关，所以在地面以下的物体的重力势能也不一定为负，A 项错误；而离地面有一定高度的物体的重力势能也可能为零，D 项正确；由 Epmgh 知 B、C 项错误2甲、乙两个物体的位置如图所示，质量关系 m 甲Ep2 BEp1Ep2CEp1Ep2D无法判断A解析：取桌面为零势能面，则 Ep
2、10，物体乙在桌面以下，Ep2Ep2，故 A 项正确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h4的 D 点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为()A.mgh4B.3mgh4CmghD.0B解析：根据重力做功的公式，Wmg(h1h2)3mgh4.故答案为 B.4质量为 50 kg、高为 1.8 m 的跳高运动员，背越式跳过 2 m 高的横杆而平落在高 50 cm 的垫子上，整个过程中重力对人做的功大约为()A1 000 J B750 JC650 J D200 JD解析：重力做功要考虑运动员重心的变化高度，起跳时站立，离地面
3、 0.9 m，平落在 50 cm 的垫子上，重心下落了约 0.4 m，重力做功WGmgh200 J.5(多选)关于重力做功和物体重力势能的变化，下列说法正确的是()A当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少B当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加C重力做功的多少与参考平面的选取无关D重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功ABC解析：重力做正功，物体下降，重力势能减少；重力做负功，物体升高，重力势能增加；重力做功的多少与物体受到的重力及初末位置的高度差有关，与参考平面的选取无关二、非选择题6如图，在光滑的桌面上有一根均匀柔软的质量为 m、长为 l 的绳，其绳长的 1/4 悬于桌面下
4、，从绳子开始下滑至绳子刚好全部离开桌面的过程中，重力对绳子做功，绳子的重力势能增量为(桌面离地高度大于 l)1532mgl1532mgl解析：取桌面为参考平面，刚开始时绳子的重力势能为 Ep114mg18l 132mgl，当绳子刚好全部离开桌面时，绳子的重力势能为Ep2mg12l12mgl，EpEp2Ep112mgl 132mgl 1532mgl，负号说明重力势能减小了7在离地面 80 m 处无初速度地释放一小球，小球质量为 m200 g，不计空气阻力，g 取 10 m/s2，取最高点所在水平面为参考平面求：(1)在第 2 s 末小球的重力势能；(2)在第 3 s 内重力所做的功和重力势能的变
5、化答案：(1)40 J(2)50 J 减少 50 J解析：(1)2 s 内小球下落的高度为 h12gt2121022 m20 m，以最高点为零势能点所以第 2 s 末小球的重力势能为Epmgh2001031020 J40 J.(2)3 s 内小球下落的高度为h12gt2121032 m45 m，第 3 s 内小球下落的高度为hhh(4520)m25 m，第 3 s 内重力做的功为 WGmgh2001031025 J50 J，下落过程中重力做正功，重力势能减少，减少了 50 J.8世界著名撑杆跳高运动员乌克兰名将布勃卡身高 1.83 m，体重 82 kg，他曾 35 次打破撑杆跳高世界纪录(如图
6、)，目前仍保持着 6.14 m 的世界纪录请你回答以下两个问题：(g 取 10 m/s2)(1)他最后跳过 6.14 m 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)4 284.5 J(2)4 284.5 J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 1.83 m，目前仍保持着 6.14 m 的世界纪录，人的重心大约在人身高的一半的位置，即 0.915 m，在撑杆跳的过程中，人的重心升高的高度为：h6.14 m0.915 m5.225 m，在人重心升高的过程中，克服重力所做的功为：Wmgh8210
7、5.225 J4 284.5 J；运动员克服重力做了功，运动员的重力势能增加了 4 284.5 J.基础训练课堂检测作业一、单项选择题1利用超导材料和科学技术可以实现磁悬浮若磁悬浮列车的质量为 20 t，因磁场间的相互作用而浮起的高度为 10 mm，则该过程中磁悬浮列车增加的重力势能是(g 取 10 m/s2)()A20 J B200 J C2.0103 J D2.0107 JC解析：列车浮起的高度为 10 mm，增加的重力势能为 Epmgh201031010103 J2.0103 J，正确选项为 C.2运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法
8、正确的是()A阻力对系统始终做负功B系统受到的合外力始终向下C重力做功使系统的重力势能增加D任意相等的时间内重力做的功相等A解析：下落过程中，阻力的方向始终与速度方向相反，做负功，选项 A 正确；加速下降时，合力方向向下，减速下降时，合力方向向上，选项 B 错误；重力做功使系统的重力势能减少，选项 C 错误；在相等的时间内，系统下落的高度不同，所以相等的时间内重力做的功不相等，选项 D 错误3如图所示，在离地面高为 H 处，将质量为 m 的小球以初速度v0 竖直上抛，取抛出位置所在水平面为参考平面，则小球在最高点和落地处重力势能分别为()Amgv202gH，0 B.12mv20，mgHC.12
9、mv20，mgHD.12mv20，mgH12mv20B解析：小球能上升到的最高点与抛出点相距 hv202g，所以在最高点时具有的重力势能 Ep1mgh12mv20.落地时小球的位置在参考平面下方 H 处，所以落地时小球具有的重力势能 Ep2mgH.故 B 正确二、多项选择题4如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A 沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B 自由下落，最后到达同一水平面，则()A重力对两物体做功相同B重力的平均功率相同C到达底端时重力的瞬时功率 PAPBD到达底端时两物体的速度相同AC解析：由重力做功特点可知，下落高度相同，重力做功相同，A对两过程所用时间不同，重力的平均功率不同，B
10、 错下落相同高度后速度大小相同，但重力与速度方向间夹角不同，瞬时功率不同且PAPB，C 对，D 错5下列关于重力势能的说法，正确的是()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在同一高度，将物体以速度 v0 向不同方向抛出，落地时物体减少的重力势能一定相等C重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功D在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零AB解析：重力势能是物体与地球共有的，选项 A 正确；同一物体的重力势能，仅与物体所处的位置有关，重力势能的变化，仅与物体位置高度的变化有关，而与路径无关，选项 B 正确；物体的重力势能是相对于零势能参考面而言的，选项 D 错误；重力势能等
11、于零的物体，可能落向更低处，可以对别的物体做功，选项 C 错误6一质量为 m 的物体被人用手由静止竖直向上以加速度 a 匀加速提升 h.关于此过程，下列说法中正确的是()A提升过程中手对物体做功 m(ag)hB提升过程中合外力对物体做功 mahC提升过程中物体的重力势能增加 m(ag)hD提升过程中物体克服重力做功 mghABD解析：对物体有 Fmgma，所以手对物体做功 W1Fhm(ga)h，故 A 正确；合外力的功 W 合F 合hmah，B 正确；物体上升h，克服重力做功 mgh，重力势能增加 mgh，C 错，D 对三、非选择题7如图所示，桌面距地面 0.8 m，一物体质量为 2 kg，放
12、在距桌面 0.4 m 的支架上取 g10 m/s2，求：(1)以地面为零势能位置，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能减少多少；(2)以桌面为零势能位置时，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中重力势能减少多少答案：(1)24 J 8 J(2)8 J 8 J解析：根据物体相对零势能位置的高度，直接应用公式计算即得(1)以地面为零势能位置，物体的高度 h11.2 m，因而物体的重力势能 Ep1mgh12101.2 J24 J，物体落至桌面时的重力势能Ep2mgh22100.8 J16 J，物体重力势能的减少量EpEp1Ep224 J16 J8 J
13、.(2)以桌面为零势能参考平面，物体距零势能位置的高度 h10.4 m，物体的重力势能 Ep1mgh12100.4 J8 J，物体落至桌面时，重力势能的减少量 Ep8 J.8如图所示，圆柱形水箱高为 5 m，容积为 50 m3，水箱底部接通水管 A，顶部接通水管 B.开始时箱中无水，若仅使用 A 管或仅使用 B管慢慢地将水注入，直到箱中水满为止，试计算两种情况下外界各需做多少功(设需注入的水开始时均与箱底等高，g 取 10 m/s2)答案：1.25106 J 2.5106 J解析：以 H 表示水箱的高度水若从 A 管注入，整箱水的重心升高H2，外界做功 W1mgH2 VgH2103501052 J1.25106J.水若从 B 管注入，整箱水应先升高到 H 的箱顶处，故外界做的功 W22W121.25106 J2.5106 J.谢谢观赏！Thanks!