物理人教版 (2019)2 重力势能同步练习题

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2　重力势能选择题(第1~4题为单选题，第5~6题为多选题)1.如图所示，A、B两个小球质量相同，从同一高度处由静止释放，A沿曲面下滑，B竖直下落，在两个球落到地面的过程中，下列说法正确的是(　　)A.重力对A球做功比重力对B球做功多B.重力对B球做功比重力对A球做功多C.两球重力势能的变化量相同D.两球重力势能一定总是正值答案：C解析：重力做功只与物体运动的初末位置的高度差有关，即W=mgh，由于两个小球的质量相同，下降的高度相同，故重力做功相同，选项A、B错误；根据功能关系可知，两球重力势能的变化量等于重力做功，选项C正确；重力势能的大小与参考平面的选取有关，选取不同的参考平面，重力势能可能为负值，选项D错误。2.为了安全，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少后增加，重力先做负功后做正功C.卡车的重力势能先增加后减少，重力先做正功后做负功D.卡车的重力势能先增加后减少，重力先做负功后做正功答案：D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，重力势能减少，重力做正功，选项D正确。3.起跳摸高是同学们经常进行的一项活动。某学生身高1.80 m，质量70 kg，他站立举臂，手指摸到的高度为2.10 m。在一次摸高测试中，如果他先下蹲，再用力蹬地向上跳起，同时举臂，离地后手指摸到的高度为2.55 m。设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.7 s。不计空气阻力，g取10 m/s2，该同学跳起后增加的重力势能最大值是(　　)A.1 260 JB.1 470 JC.315 JD.1 785 J答案：C解析：人的重心升高的高度为Δh=2.55m-2.10m=0.45m，故该同学跳起后增加的重力势能最大值是Ep=mgΔh=70×10×0.45J=315J。选项C正确。4.如图所示，在水平地面上平铺着n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h。如果工人将砖一块一块地叠放起来，那么工人至少做功(　　)A.n(n-1)mgh B.n(n-1)mghC.n(n+1)mgh D.n(n+1)mgh答案：B解析：本题关键在于分析各块砖的重心位置变化情况，从而找出n块砖的重力势能变化。把n块砖看作一个整体，其总质量是m'=nm，以地面为参考平面，n块砖都平放在地上时，其重心都在高处，所以n块砖的初始重力势能为E1=。当n块砖叠放在一起时，其总高度为h'=nh，其总的重心位置在处，所以末态重力势能为E2=nmg，人做的功至少等于重力势能的增量，即W=ΔEp=E2-E1=。5.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答案：ACD解析：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，选项A、D正确，B错误；重力做功与重力势能变化的关系WG=-ΔEp，重力做正功，故重力势能减少了mgh，选项C正确。6.一升降机箱底部装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦和空气阻力的影响，则升降机在从弹簧下端触地直到最低点的一段运动过程中(　　)A.升降机的速度不断减小B.升降机的加速度不断变大C.先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功D.重力势能减小，弹性势能增大答案：CD解析：从弹簧下端触地直到最低点的运动过程中，弹簧的弹力不断变大。当弹力小于重力大小时，升降机加速度方向向下，升降机做加速运动，由a=可知，加速度减小，重力做的功要大于弹力做的负功；当弹力大于重力大小时，升降机加速度方向向上，升降机做减速运动，由a=可知，加速度变大，重力做的功要小于弹力做的负功。重力势能一直减小，弹性势能一直增大。综上所述，选项C、D正确。挑战创新如图所示，两个底面积都是S的圆桶，用一根带阀门的很细的管子相连接，放在水平地面上，两桶内装有密度为ρ的同种液体，阀门关闭时两桶液面的高度分别为h1和h2，现将连接两桶的阀门打开，在两桶液面变为相同高度时液体的重力势能的改变量为多少?答案：减少了ρgS(h1-h2)2解析：如图所示，打开阀门当两桶液面相平时，相当于将图中左侧1中部分的液体移至图中右侧2的位置。这部分液体的质量为Δm=其重心下降了Δh=故重力势能减少了Δmg·Δh=ρgS(h1-h2)2。