1、第五节 重力势能（满分100分，60分钟完成） 班级_姓名_目的要求：1理解重力势能、弹性势能的概念，知道重力势能的相对性；2理解重力做功与路径无关的特点，并能灵活运用；3理解重力做功和重力势能的变化的关系，并能运用处理问题。第卷(选择题 共49分)一、选择题：本大题共6小题，每小题7分，共49分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对的得7分，对而不全得4分。选错或不选的得0分。1跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的是（ ）A空气阻力做正功B重力势能增加C动能增加D空气阻力做负功2如图1所示，一种叫做“蹦极跳”的运动中，质量为m的游戏者身系一根长
2、为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L时到达最低点.若在下落过程中不计空气阻力，则以下说法正确的是 （ ）图1A速度先增大后减小B加速度先减小后增大C动能增加了mgLD重力势能减少了mgL3一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于 （ ）A物体势能的增加量B物体动能的增加量C物体动能的增加量加上物体势能的增加量D物体动能的增加量加上克服重力所做的功4行驶中的汽车制动后滑行一段距离最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰，降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流，上述不同现象中所包含的相同的物理过程
3、是（ ）A物体克服阻力做功B物体的动能转化为其他形式的能量C物体的势能转化为其他形式的能量D物体的机械能转化为其他形式的能量5如图2所示，一个质量为m的小球，用一根长度为L且不能伸长的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力作用下，从平衡位置P点缓慢地移到Q点（此时悬绳与竖直方向夹角为）的过程中，水平拉力F做的功为（ ）图2AmgLcosBmgL（1cos）CFLsinDFLcos6如图3所示，一质量为m、边长为a的长方体物块与地面间的动摩擦因数为0.1.为使它水平移动距离a，可以用将它翻倒或向前缓慢平推两种方法，则下列说法中正确的是（ ）图3A将它翻倒比平推前进做功少B将它翻倒比平推前进做功多C两种情
4、况做功一样多D两种情况做功多少无法比较第卷（非选择题，共51分）二、填空、实验题：本大题共3小题，每个空格8分，共24分。把正确答案填写在题中横线上或按要求作答。7在水平地面上有n块砖，每块砖质量均为m，厚度为h，如果将砖用人工一块一块地竖直叠放起来，那么人做的功为_。ABK图48如图4所示，容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定，A、B底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热。原先A中水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡，在这个过程中大气压强对水做的功为_，水的重力势能_。9如图5所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量
5、为m1、m2的物体1、2拴接。劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态，现施力将物块1缓慢地竖直上提，直到下边那个弹簧的下端脱离桌面。在此过程中，物块2的重力势能增加了_，物块1的重力势能增加了_。图5三、计算题：本大题共2小题，计27分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。10（12分）Ha图6面积很大的水池，水深为H，水面上浮着一正方体木块，木块边长为a，密度为水的，质量为m，开始时木块静止，如图6所示。现用力F将木块缓慢压到水底，不计摩擦。求木块刚好完全没入
6、水中到停止在池底的过程中，池水重力势能的改变量。11（15分）跳绳是一种健身运动，设某运动员的质量为50 kg，他每分钟跳180次，假设他在每次跳跃中，脚与地面接触的时间占跳跃一次所需时间的，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少？（g取10 m/s2）参考答案一、选择题：1【答案】CD【点拨】跳伞运动员在跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内，加速下降。运动员所受的重力做正功，所以其重力势能减少，B错误；而空气阻力的方向和跳伞运动员的位移方向正好相反，所以它做负功，A错误，D正确；因为本题研究的是跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内的情况，所以运动员处于加速运动阶段，其
7、动能增加，C正确。2【答案】A【分析】人从高处下落的过程中，当橡皮绳未拉伸产生形变时，人做自由落体运动，加速度恒定，速度不断增大；当橡皮绳拉伸产生形变后，由于形变愈来愈大，则弹力越来越大，对人的阻碍也越来越大，加速度则不断减小，但速度仍增大；当弹力增大到与人的重力等大时，加速度为零，此时人的速度最大。此后，弹力大于重力，加速度又增大，但与速度的方向相反，所以速度逐渐减小，因此答案A对、B错；由于人的初、末动能均为零，故动能变化为零，C错；人在竖直方向下落了1.5L，故重力势能应减少1.5 mgL，D错。3【答案】CD【点拨】设物体在升降机加速上升的过程中，物体受到的重力为mg，地板施加给物体的
8、支持力为N，升降机上升的高度为h，由动能定理可得WNWGEk，因重力做的功等于重力势能的改变，物体向上运动，重力做负功或物体克服重力做功，所以WGmgh。解得WNmghEk，表明地板对物体支持力所做的功，等于物体动能的增加量加上克服重力所做的功（重力势能的增加量），本题的答案是C、D。4【答案】AD【点拨】行驶的汽车受到阻力作用而使机械能转化为内能，流星坠落过程中由于空气阻力作用而使机械能转化为内能，降落伞匀速下降，机械能减小，阻力做负功，条形磁铁下落的机械能一部分转化为电能。5【答案】B【点拨】由于题中小球“缓慢”移动，则力F的大小一定发生了变化，小球的动能始终保持恒定，小球的重力势能也增加
9、了；又绳子的拉力始终与小球的运动方向垂直，故绳子拉力不做功。由功能关系可知水平拉力F所做的功在数值上就等于小球重力势能的增加。由公式WEp可得：WFmgh2mgh1mgL（1cos），本题答案应选B。6【答案】B【点拨】使物块水平移动距离a，需将它翻倒一次，需克服重力做功，使其重心位置由离地h1增加到h2a，所以至少需做功W1mg(h2h1)mg(1)a；而缓慢平推需做功W2mga0.1mgaW1。二、填空、实验题：7【答案】 【点拨】初态时n块砖具有的势能为：EP1nmg（选地面为零势能面），末态时n块砖具有的势能为：EP2nmg，故人做的功WEP2EP1。8【答案】0；减小【点拨】A中液面
10、下降，大气压强做正功；B中液面上升，大气压强做负功。因水的体积不变，所以有SAhASBhB，所以有P0SAhAP0SBhB，在这个过程中大气压强对水做的总功为0。整个过程中水的重心下降，水的重力势能减小。9【答案】；【点拨】劲度系数为k2的轻质弹簧开始时承受的压力为（m1m2）g，下端脱离桌面时恢复原长，故物块2上升的高度为k2的初始压缩量，即，物块2增加的重力势能为。劲度系数为k1的轻质弹簧开始时承受的压力为m1g，末状态变为拉伸状态，拉力大小为m2g，故初末状态k1的长度变化为，物块1上升的高度为，物块2增加的重力势能为。三、计算题：10【答案】2mg(Ha)【解析】由题意作出右图，木块从题目要求的初位置1到末位置2，对应着相同体积的水由初位置2到末位置1。H1x2水的密度是木块密度的两倍，所以木块的质量为2m，在上述过程中木块的重心上升的高度是：xHa故池水重力势能的增加量为：EP2mgx2mg(Ha)。11【答案】75 W【解析】由已知条件知，跳一次的时间是：t0s人离地后从开始做竖直上抛运动至回到地面所需时间为：t1s0.2 s人从跳离到上升到最高点的时间：t0.1 s此过程中人克服重力做的功为：Wmghmggt225 J跳绳时克服重力做功的平均功率为：75 W。