高中物理人教版 (新课标)必修24.重力势能当堂检测题

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4.重力势能课时训练16　重力势能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答案: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零,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Ep=mgh知,B、C项错误。2.关于重力势能,下列说法中正确的是(　　)。A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定B.物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大C.一个物体的重力势能从-5 J变化到-3 J,重力势能变小了D.重力势能的减少量等于重力对物体所做的功答案:D解析:位置确定,再选择零势能面后,物体的重力势能才随之确定,A错。如果物体位于零势能面下方,它与零势能面距离越大,重力势能越小,B错。重力势能的正、负表示大小,-3 J比-5 J大,C错,只有D对。3.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答案: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。4.如图所示,某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A点滑到同一水平面上,轨道1、2是光滑的,轨道3是粗糙的,则(　　)。A.沿轨道1滑下重力做的功多B.沿轨道2滑下重力做的功多C.沿轨道3滑下重力做的功多D.沿三条轨道滑下重力做的功一样多答案:D解析:物体重力所做的功只与物体初末位置的高度差有关,与路径无关,故正确选项为D。5.如图所示,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.加速下降时,重力做功大于系统重力势能的减小量D.任意相等的时间内重力做的功相等答案:A解析:下降过程中,阻力始终与运动方向相反,做负功,A对;加速下降时合力向下,减速下降时合力向上,B错;下降时重力做功等于重力势能减少,C错;由于任意相等的时间内下落的位移不等,所以,任意相等时间内重力做的功不等,D错。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,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)。 答案:mgl　-mgl解析:取桌面为参考平面,刚开始时绳子的重力势能为Ep1=mg×(-l)=-mgl,当绳子刚好全部离开桌面时,绳子的重力势能为Ep2=-mg×l=-mgl,ΔEp=Ep2-Ep1=-mgl-(-mgl)=-mgl,负号说明重力势能减小了。7.(2012·山东潍坊高一检测)在离地面80 m处无初速度地释放一小球,小球质量为m=200 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h=gt2=×10×22 m=20 m,以最高点为零势能点。所以第2 s末小球的重力势能为Ep=-mgh=-200×10-3×10×20 J=-40 J。(2)3 s内小球下落的高度为h'=gt'2=×10×32 m=45 m第3 s内小球下落的高度为Δh=h'-h=(45-20) m=25 m第3 s内重力做的功为WG=mgΔh=200×10-3×10×25 J=50 J下落过程中重力做正功,重力势能减少,减少了50 J。8.2010年3月28日,山西临汾王家岭发生特大矿难事故,由于井下透水,153名矿工被困井下,经广大人员的奋力营救,被困多日的115名矿工兄弟安全升井,创下了世界上类似矿难的营救奇迹。设在某次营救中,工作人员用垂直升降机将被救的几名矿工提升到井口,若井深200 m,升降机连同人员质量为500 kg,提升降机的钢丝绳每米质量约为5 kg。求每次把升降机提升到井口,至少要克服重力做多少功?(取g=10 m/s2)答案:2×106 J解析:升井过程中,需克服升降机和钢绳的重力做功。W=MgH+mgh=(500×10×200+200×5×10×) J=2×106 J。