2019-2020年高中物理 7.4重力势能（探究导学课型）课时提升作业 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 7.4重力势能（探究导学课型）课时提升作业 新人教版必修2一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。多选题已在题号后标出)1.下列关于重力势能与重力做功的说法正确的是()A.重力做功的大小与物体的运动路径有关B.重力做功的大小与参考平面的选取有关C.参考平面选取不同,重力势能及重力势能的变化都会发生变化D.重力势能增加了2 J,其重力一定做了-2 J的功【解析】选D。重力做功的大小只与物体的运动初、末位置的高度差有关,与物体的运动路径或参考平面的选取无关,A、B错;重力势能与参考平面的选取有关,重力势能的变化与参考平面的选取无关,C错;根据WG=-Ep得,重力势能增加了2J,其重力一定做了-2J的功,D对。2.2013年12月2日,“嫦娥三号”探测器顺利发射升空,在探测器上升过程中,其重力做功和重力势能变化的情况为()A.重力做正功,重力势能减小B.重力做正功,重力势能增加C.重力做负功,重力势能减小D.重力做负功,重力势能增加【解析】选D。“嫦娥三号”探测器发射时高度逐渐上升,它的重力做负功,重力势能越来越大,故D正确。3.(多选)(xx驻马店高一检测)将同一物体分两次举高,每次举高的高度相同,则()A.不论选取什么参考平面,两种情况中,物体重力势能的增加量相同B.不论选取什么参考平面,两种情况中,物体最后的重力势能相等C.不同的参考平面,两种情况中,重力做功不等D.不同的参考平面,两种情况中,物体最后的重力势能肯定不等【解析】选A、D。物体被举高h时,重力做功WG=-mgh,而h与所选参考平面无关,重力做功相等,C错误。由重力做功与重力势能变化的关系WG=-Ep得,两次重力势能的变化相同,A正确。根据重力势能的定义Ep=mgh,选不同的参考平面,h不等,物体最后的重力势能不相等,B错误,D正确。4.(xx泰州高一检测)用绳子吊起质量为m的物体,使它以加速度a匀加速升高h,在此过程中,物体增加的重力势能为()A.mghB.mgh+mahC.mgh-mahD.mah【解析】选A。此过程中重力做功WG=-mgh,重力势能的变化Ep=-WG=mgh,A正确。【变式训练】质量为m的物体,沿倾角为的光滑斜面由静止下滑,当下滑t时间时重力势能减少量为()A.mg2t2sinB.mg2t2C.mg2t2D.mg2t2sin2【解析】选D。物体在光滑斜面上下滑,加速度a=gsin,t时间内的位移x=gt2sin,下落的高度h=xsin=gt2sin2,所以重力势能减少了mg2t2sin2,选项D正确。5.物体从某高度处做自由落体运动,以地面为重力势能零点,下列所示图像中,能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是()【解析】选B。设物体开始下落时的重力势能为Ep0,物体下落高度h过程中重力势能减少量Ep=mgh,故物体下落高度h时的重力势能Ep=Ep0-Ep=Ep0-mgh,即Ep-h图像为倾斜直线,B正确。二、非选择题(15分)6.如图所示,桌面距地面0.8m,一物体质量为2 kg,放在距桌面0.4 m的支架上(g取10m/s2)。以桌面为参考平面,计算物体在支架上时具有的重力势能,并计算物体由支架下落到桌面的过程中,重力势能减少了多少?【解题指南】求解该题注意以下两点:(1)重力势能Ep=mgh中的h是相对于参考平面的高度。(2)重力势能的减少量Ep减=Ep1-Ep2。【解析】以桌面为参考平面,物体的高度为h1=0.4m物体的重力势能为Ep1=mgh1=2100.4J=8J物体落至桌面时的重力势能为Ep2=0,物体重力势能的减少量为Ep=Ep1-Ep2=(8-0)J=8J答案:8 J8 J一、选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分。多选题已在题号后标出)1.(xx攀枝花高一检测)一个100g的球从1.8m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25m的高度,则整个过程中(g取10m/s2)()A.重力做功为1.8 JB.重力做了0.55 J的负功C.球的重力势能一定减少0.55 JD.球的重力势能一定增加1.25 J【解题指南】该题的解题思路:【解析】选C。整个过程重力对球做正功,其大小为W=mgh=mg(h1-h2)=0.55J,A、B错误;重力做正功,重力势能减少,且重力做多少正功,重力势能就减少多少,因此球的重力势能减少0.55J,C正确,D错误。【变式训练】(多选)物体在运动过程中克服重力做功100J,则下列说法中正确的是()A.物体的重力势能一定增加了100 JB.物体的重力势能一定减小了100 JC.重力对物体做功100 JD.重力对物体做功-100 J【解析】选A、D。克服重力做功100 J,即重力做了100 J的负功,C错,D对。由重力做功与重力势能改变的关系知,物体的重力势能增加了100 J,A对,B错。2.某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,球从A点滚到了山脚下的B点,高度标记如图所示,则下列说法正确的是()A.从A到B的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程中重力做的功B.从A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程中重力做的功C.从A到B重力做功mg(H+h)D.从A到B重力做功mgH【解析】选D。重力做功与物体的运动路径无关,只与初、末状态物体的高度差有关。从A到B的高度差是H,故从A到B重力做功mgH,D正确。3.(多选)下列关于重力势能的说法,正确的是()A.重力势能只跟物体所处的初末位置有关,与物体实际经过的路径无关B.重力势能的变化,只跟重力做功有关,和其他力做功多少无关C.重力势能是矢量,在地球表面以上为正,在地球表面以下为负D.重力势能的变化量等于重力对物体做的功【解析】选A、B。重力势能是跟相对位置有关的能量,重力势能的变化只跟重力做功有关,跟物体受不受其他力、其他力做不做功、以及物体的运动状态都没有关系,A、B对;重力势能是标量,但有正负,正值表明物体处在零势能参考平面上方,负值表明物体处在零势能参考平面下方,C错;重力势能的变化量等于重力对物体做功的负值,D错。4.(多选)(xx锦州高一检测)质量为m的物体,由静止开始下落,由于空气阻力作用,下落的加速度为g,在物体下落h的过程中,下列说法正确的是()A.物体重力做的功为mghB.物体所受阻力做功为C.物体重力势能减少了mghD.物体克服阻力所做的功为【解析】选A、C、D。因物体的加速度为g,由牛顿第二定律可知,mg-Ff=ma解得空气阻力Ff=mg。重力做功WG=mgh,阻力做功Wf=-mgh,A、D对,B错;重力做功等于重力势能的改变量,重力做正功,故重力势能减小mgh,C正确。二、非选择题(本题共2小题,共22分)5.(10分)在排球比赛中,某运动员用400N的力把质量为270g的排球从2.8m的高度扣向对方的场地内。在球被扣到落地的过程中,排球的重力势能如何变化?(g取10m/s2)【解析】排球重力G=mg=2.7N,排球在空中运动下落的高度h=2.8m,故该过程中重力做功:WG=mgh=2.72.8J=7.56J,重力势能变化Ep=-WG=-7.56J,即重力势能减少了7.56J。答案:减少7.56J6.(12分)在离地面80m处无初速度释放一小球,小球质量为m=200g,不计空气阻力,g取10m/s2,取最高点所在水平面为参考平面,求:(1)在第2s末小球的重力势能;(2)在第3s内重力所做的功和重力势能的变化。【解析】(1)在第2s末小球所处的高度:h=-gt2=-1022m=-20m重力势能Ep=mgh=0.210(-20)J=-40JEp0说明小球在参考平面的下方。(2)在第3s末小球所处的高度h=-gt2=-1032m=-45m第3s内重力做功:W=mg(h-h)=0.210(-20+45)J=50J,即小球的重力势能减少50J。答案:(1)-40J(2)50J减少50J【总结提升】重力势能变化的两种求解方法方法一:应用重力势能变化公式Ep=Ep2-Ep1来求。具体方法是首先选取参考平面,然后应用Ep=mgh求出物体在初、末位置的重力势能,再代入定义式Ep=Ep2-Ep1求出重力势能变化量。方法二:应用重力势能变化与重力做功的关系来求。先根据条件确定初、末位置的高度差h,代入WG=mgh求出重力做的功,再利用关系式Ep=-WG确定出重力势能的变化量。