物理必修 第二册2 重力势能巩固练习

这是一份物理必修 第二册2 重力势能巩固练习，共7页。试卷主要包含了[新题型]，解析等内容，欢迎下载使用。
1．一物体在自由下落过程中，重力做了2 J的功，则( )
A．该物体重力势能减少，减少量等于2 J
B．该物体重力势能减少，减少量大于2 J
C．该物体重力势能减少，减少量小于2 J
D．该物体重力势能增加，增加量等于2 J
2.
篮球场上运动员练习投篮，篮球划过一条漂亮的弧线落入篮筐，球的轨迹如图中虚线所示．从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能( )
A．一直增大 B．一直减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小
3．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－mgh2，则他选择的参考平面为( )
A．地面 B．天花板
C．台球桌的桌面 D．吊灯所在的水平面
4.
如图所示，小朋友在荡秋千．他从P点向右运动到Q点的过程中，重力势能的变化情况是( )
A．先增大，后减小
B．先减小，后增大
C．一直减小
D．一直增大
5.
如图所示，小明在玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化情况是( )
A．重力势能减少，弹性势能增大
B．重力势能增大，弹性势能减少
C．重力势能减少，弹性势能减少
D．重力势能不变，弹性势能增大
6.
为了安全起见，跨河大桥通常建成拱形，如图所示，M、N为水平面上的两点，O点为拱桥的最高点，且最高点距离水平面的高度为h，一质量为m的卡车以恒定不变的速率由M经O到达N点，则( )
A．由于M、N在同一水平面上，则卡车在整个运动过程中重力始终不做功
B．卡车的重力势能先减小后增大，重力先做负功后做正功
C．卡车的重力势能先增大后减小，重力先做正功后做负功
D．卡车的重力势能先增大后减小，重力先做负功后做正功
7．一个质量为m＝1 kg的小球从倾角α＝30°的光滑斜面上由静止释放，经过一段时间沿着斜面运动了10 m，则这个过程中小球重力势能的改变量以及重力做功的平均功率是(g＝10 m/s2)( )
A．－50 J,25 W B．－50 J,50 W
C．－100 J,25 W D．－100 J,50 W
8．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( )
素养提升练
9.
(多选)如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点(B位置)．对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的是( )
A．运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零
B．在这个过程中，运动员的动能一直在减小
C．在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加
D．在这个过程中，运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功
10.
(多选)如图所示，一小球贴着光滑曲面自由滑下，依次经过A、B、C三点．以下表述正确的是( )
A．若以地面为参考平面，小球在B点的重力势能比C点大
B．若以A点所在的水平面为参考平面，小球在B点的重力势能比C点小
C．若以B点所在的水平面为参考平面，小球在C点的重力势能大于零
D．无论以何处水平面为参考平面，小球在B点的重力势能均比C点大
11.
(多选)如图是玩家玩“蹦极”游戏的真实照片，玩家将一根长为AB的弹性绳子的一端系在身上，另一端固定在高处，然后从高处跳下，其中AB为弹性绳子的原长，C点是弹力等于重力的位置，D点是玩家所到达的最低点，对于玩家离开跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是( )
A．重力对人一直做正功
B．人的重力势能一直减小
C．玩家通过B点之后，绳子具有弹性势能
D．从A到D，弹性绳子的弹性势能一直增加
12．(多选)物体在运动过程中，克服重力做功100 J，则以下说法正确的是( )
A．物体的高度一定降低了
B．物体的高度一定升高了
C．物体的重力势能一定是100 J
D．物体的重力势能一定增加100 J
13．如图所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于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＝eq \f(2,3)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？
14．[新题型]
情境：摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施，上面挂在轮边缘的是供乘客搭的座舱。乘客坐在摩天轮座舱里，摩天轮慢慢地往上转，可以从高处俯瞰四周景色．我国目前最高的摩天轮——南昌之星的高度达到160 m.
问题：假设一个50 kg的乘客从地面乘坐该摩天轮到达最高点，g取10 m/s2，则：
(1)乘客重力做功为多少？
(2)乘客的重力势能变化了多少？
(3)由(1)、(2)可知，重力做功与重力势能的变化有什么关系？
课时作业(十三) 重力势能
1．解析：重力做正功时重力势能减小，重力做多少功重力势能就减小多少，故选项A正确．
答案：A
2．解析：从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力不变，高度先增大后减小，重力先做负功后做正功，则其重力势能先增大后减小，选项D正确．
答案：D
3．解析：重力势能表达式Ep＝mgh，其中h为物体相对零势能面的高度，小亮认为吊灯的重力势能为－mgh2，则吊灯离参考平面的高度为－h2，即以天花板为参考平面，选项B正确．
答案：B
4．解析：从P点向右运动到Q点的过程中，高度先减小后增加，重力先做正功后做负功，其重力势能的变化情况是先减小，后增大，选项B正确，A、C、D错误．
答案：B
5．解析：向下压缩弹簧的过程中，弹簧的压缩量增大，弹性势能增大；小明的重力做正功，重力势能减少，故A正确．
答案：A
6．解析：由M到O的过程中，卡车向高处运动，重力势能增加，重力做负功，由O到N的过程中，卡车向低处运动，重力势能减小，重力做正功，D正确．
答案：D
7．解析：ΔEp＝－mgΔh＝－50 J，由牛顿第二定律，小球下滑加速度a＝g·sin 30°＝5 m/s2，又L＝eq \f(1,2)gt2，解得t＝2 s，P＝eq \f(mgΔh,t)＝25 W.
答案：A
8．解析：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ΔEp＝mgh，故物体下落高度h时的重力势能Ep＝Ep0－ΔEp＝Ep0－mgh，即Ep ­ h图像为倾斜直线，B正确．
答案：B
9．解析：从接触跳板到最低点，弹力一直增大，合力先减小后增大，选项A错误；加速度的方向先向下后向上，速度先增大后减小，动能先增大后减小，选项B错误；形变量一直在增大，弹性势能一直在增加，选项C正确；从接触跳板到最低点的过程中，重力做正功，弹力做负功，但速度变小了，由动能定理可知运动员所受重力做的功小于跳板的作用力做的功，选项D正确．
答案：CD
10．解析：由于B点位置比C点高，无论以何处为参考平面，小球在B点的重力势能都大于C点的重力势能，选项A、D正确．
答案：AD
11．解析：整个过程中，重力一直做正功，重力势能一直减小；人从高空落下到弹性绳子达到原长的过程中，弹性绳子不做功，此后弹性绳子一直做负功，弹性势能一直增加．
答案：ABC
12．解析：克服重力做功，即重力做负功，重力势能增加，高度升高，克服重力做多少功，重力势能就增加多少，但重力势能是相对的，增加100 J的重力势能，并不代表现在的重力势能就是100 J，故B、D正确，A、C错误．
答案：BD
13．解析：从A点运动到C点，小球下落h＝eq \f(1,3)l
故重力做功WG＝mgh＝eq \f(1,3)mgl
重力势能的变化量
ΔEp＝－WG＝－eq \f(1,3)mgl
负号表示小球的重力势能减少了．
答案：eq \f(1,3)mgl eq \f(1,3)mgl
14．解析：(1)乘客随摩天轮向上的位移大小为160 m，则重力做的功为：W＝－mgh＝－50×10×160 J＝－80 000 J
(2)乘客随摩天轮向上运动，重力势能增大；
乘客的重力势能增加量为：
ΔEp＝mgh＝50×10×160 J＝80 000 J
(3)由以上的计算可知，重力做功与重力势能的变化大小是相等的，重力做负功，重力势能增大．
答案：(1)－80 000 J (2)增加80 000 J (3)大小相等