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高中人教版 (2019)2 重力势能综合训练题
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这是一份高中人教版 (2019)2 重力势能综合训练题，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．如果一个物体在运动的过程中克服重力做了50J的功，则（ ）
A．物体的重力势能一定增加50J
B．物体的机械能一定增加50J
C．物体的动能一定减少50J
D．物体的机械能一定减少50J
2．下列说法正确的是（ ）
A．做曲线运动的物体，其速度一定在不断变化
B．做曲线运动的物体，其加速度一定在不断变化
C．重力对物体做功，则物体的重力势能一定增加
D．两个匀加速直线运动的合运动一定也是匀加速直线运动
3．有一种叫做蹦极的游戏，游戏者将弹性绳的一端系在身上，另一端固定在高台上，然后从高处跳下．游戏者在下落过程中，下列说法中正确的是
A．重力做负功，重力势能增加
B．重力做负功，重力势能减少
C．重力做正功，重力势能减少
D．重力做正功，重力势能增加
4．如图所示，一个质量为25kg的小孩从高为2m的滑梯顶端由静止滑下，滑到底端时的速度为2m/s(g取10m/s2)。关于各力对小孩做的功，以下说法不正确的是（ ）
A．重力做的功为500JB．合外力做功为50J
C．克服阻力做功为50JD．支持力做功为0
5．在下列情境中，重力对物体M做了功的是（ ）
A．将物体沿水平桌面移动
B．将物体从地面搬到桌面上
C．用力搬物体可是没有搬动
D．球沿水平面滚动
6．一根粗细均匀的长直铁棒重600N，平放在水平地面上。现将一端从地面抬高0.50m，而另一端仍在地面上，则铁棒（ ）
A．重力势能增加150 J
B．重力势能增加300 J
C．克服重力做功400 J
D．克服重力做功600 J
7．如图所示，质量为的均匀金属链条，长为，有一半在光滑的足够高的斜面上，另一半竖直下垂在空中。已知斜面倾角为30°，顶端是一个很小的圆弧。从静止开始释放后整个链条滑动，当链条刚好全部滑出斜面时，重力势能的减少量为（ ）
A．B．C．D．
8．如图所示，一轻质弹簧上端固定，下端连接有一质量为m的物块，开始时用手托着物块使弹簧处于原长状态，现将手缓慢下移，直至物块脱离手掌。已知弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．物块向下移动过程中，弹簧的弹力做正功
B．物块向下移动过程中，弹簧的弹性势能减小
C．物块从开始下移到刚脱离手掌，重力势能减小了
D．物块从开始下移到刚脱离手掌，手掌对物块不做功
二、多选题
9．物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则（ ）
A．重力做功为50 J
B．物体的重力势能一定增加了50J
C．重力做了50 J的负功
D．物体的重力势能一定减少了50 J
10．如图所示，一质量为m的物块（可视为质点）静置在水平地面上，物块上竖直安装一根原长为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手竖直向上缓慢拉弹簧的上端P点，直到物块离开地面一段距离后停止向上运动，测得P点到水平地面的距离为H，待整个装置在空中稳定，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．以地面为零势能面，则物块在空中的重力势能值为
B．此过程中物块重力势能增加了mgH
C．以空中P点为零势能面，则物块在空中的重力势能值为mgH
D．以空中P点为零势能面，则物块在空中的重力势能值为
11．如图所示，升降机内斜面的倾角 θ＝30°，质量为2 kg的物体置于斜面上始终不发生相对滑动，在升降机以 5 m/s2的加速度从静止开始匀加速上升4 s的过程中。g取10 m/s2，则（ ）
A．斜面对物体的支持力做功900 J
B．斜面对物体的摩擦力做功－300 J
C．物体克服重力做功－800 J
D．合外力对物体做功400 J
12．在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现用一平行斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为d，速度为v。下列说法不正确的是（ ）
A．拉力做功的瞬时功率为Fvsin θ
B．物块B满足m2gsin θ=kd
C．物块A的加速度为
D．弹簧弹性势能的增加量为
三、解答题
13．以生产和生活中的现象为例，比较动能和势能的不同之处。
14．如图所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量为100kg的运料车，沿倾角为的斜面由底端缓慢地拉到顶端，斜面高，若不计滑轮、绳子的质量及滑轮的大小和各处的摩擦力，忽略运料车的形状和大小，g取10N/kg。在这一过程中，求：
（1）运料车重力做的功；
（2）工人做的功。
15．一个质量的物体，受到与斜面平行向上的拉力，沿倾角为的斜面向上做匀速直线运动，从斜面底端运动到斜面顶端，已知斜面的高为，求各力对物体所做的功，以及各力对物体所做的总功。（g取）（，）
参考答案：
1．A
【详解】A．当物体克服重力做功时，重力势能一定增加，克服重力做功50J，物体的重力势能一定增加了50J，故A正确；
BCD．物体动能的变化等于合外力做的功，克服重力做功50J，物体的动能可能增加、可能不变、也可能减小，所以物体的机械能和动能变化不能确定，故BCD错误；
故选A。
2．A
【详解】A．曲线运动中速度方向时刻在发生变化，故A正确；
B．做曲线运动的物体，加速度可以不变，例如平抛运动，故B错误；
C．重力做正功，重力势能减小，故C错误；
D．两个匀加速直线运动的合运动是曲线还是直线，取决于合加速度与合速度的方向，如果共线为直线运动，如果不共线，合运动为曲线运动，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】游戏者在下落过程中，重力方向与位移方向相同，则重力做正功，重力势能减少。
A．重力做负功，重力势能增加与分析不符，故A错误。
B．重力做负功，重力势能减少与分析不符，故B错误。
C．重力做正功，重力势能减少与分析相符，故C正确。
D．重力做正功，重力势能增加与分析不符，故D错误。
4．C
【详解】A．重力做功为
故A正确；
B．由动能定理合外力做的功等于动能的变化量为
故B正确；
C．根据动能定理有
解得
故C错误；
D．支持力与小孩的运动方向始终垂直，则支持力不做功，故D正确。
本题选不正确的，故选C。
5．B
【详解】A．将物体沿水平桌面移动，在重力方向没有位移，所以重力对物体不做功，故A错误；
B．将物体从地面搬到桌面上，在重力方向有向上位移，重力对物体做负功，故B正确；
C．用力搬物体可是没有搬动，在重力方向没有位移，所以重力对物体不做功，故C错误；
D．球沿水平面滚动，在重力方向没有位移，所以重力对物体不做功，故D错误；
故选B。
6．A
【详解】由几何关系可知在铁棒的重心上升的高度为
克服重力做功
故重力势能增加150 J
故选A。
7．A
【详解】设斜面的最高点所在的水平面为零势能参考面，开始时斜面上的那部分链条的重力势能为
竖直下垂的那部分链条的重力势能为
当链条刚好全部滑出斜面时，重力势能为
重力势能的减少量为
故选A。
8．C
【详解】AB．物块向下移动过程中，物块受到的弹力方向向上，则弹簧的弹力做负功，弹性势能增加，故AB错误；
C．刚脱离手掌时，重力等于弹力即
则物块下移的距离为
则减小的重力势能为
故C正确；
D．物块从开始下移到刚脱离手掌的过程中，手掌对物块有一个向上的支持力作用，所以物块从开始下移到刚脱离手掌，手掌对物块做负功，故D错误。
故选C。
9．BC
【详解】AC．克服重力做功50J，则重力做了50 J的负功，故A错误，C正确；
BD．重力做负功，则重力势能一定增大，克服重力做多少功，重力势能就增加多少，故重力势能增加50J，故B正确，D错误。
故选BC。
10．AD
【详解】AB．物块上升的高度
故以地面为零势能面，物块在空中的重力势能
物块重力势能增加了，选项A正确，B错误；
CD．以P点为零势能面，则物块的重力势能为，C错误，D正确。
故选AD。
11．AD
【详解】A．物体置于升降机内随升降机一起匀加速运动过程中，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得
Ffcs θ－FNsin θ＝0，Ffsin θ＋FNcs θ－G＝ma
代入数据得
Ff＝15 N，FN＝15N
又
x＝at2＝40 m
斜面对物体的支持力所做的功
WN＝FNxcs θ＝900J
故A正确；
B．斜面对物体的摩擦力所做的功
Wf＝Ffxsin θ＝300J
故B错误；
C．物体重力做的功
WG＝－mgx＝－800J
则物体克服重力做功800J，故C错误；
D．合外力对物体做的功
W合＝WN＋Wf＋WG＝400 J
故D正确。
故选AD。
12．ABD
【详解】A．由于拉力F与速度v同向，所以拉力的瞬时功率为
P=Fv
A错误；
B．开始系统处于静止状态，弹簧弹力等于A的重力沿斜面向下的分力
m2gsinθ= kx1
当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，故
m2gsinθ=kx2
但由于开始是弹簧是压缩的，故
d=x1+x2
B错误；
C．当B刚离开C时，对A，根据牛顿第二定律得
又开始时，A平衡，则有
而
d=x1+x2
解得
C正确；
D．根据功能关系，弹簧弹性势能的增加量等于拉力的功减去系统动能和重力势能的增加量
D错误。
故选ABD。
13．见解析
【详解】动能是由于物体运动具有的能，与物体的速度和质量有关，例如运动的火车，飞行的子弹等都具有动能；而势能是由于物体被举高所具有的能，与物体的质量和相对高度有关，例如被举高的物体等具有重力势能。
14．（1）；（2）
【详解】（1）运料车重力做的功
（2）工人拉绳子的力
工人将运料车拉到斜面顶端时，力F作用点的位移大小
工人做的功
15．重力做功为，拉力做功为50J，摩擦力做功为，支持力做功为零，合力做功为零
【分析】根据功的公式可求得重力及拉力的功；再根据动能定理可求得合力的功；则可由动能定理分析摩擦力做的功。
【详解】物体受重力、支持力、拉力以及摩擦力的作用，则可知，重力的功
拉力的功
支持力垂直于斜面向上，与运动方向相互垂直，故支持力不做功，即
又因为物体做匀速运动，即物体处于平衡态，物体所受合外力为零，所以物体的合外力做功为零，即物体所受的力的总功为零，即
则有
解得摩擦力的功
一、单选题
1．如果一个物体在运动的过程中克服重力做了50J的功，则（ ）
A．物体的重力势能一定增加50J
B．物体的机械能一定增加50J
C．物体的动能一定减少50J
D．物体的机械能一定减少50J
2．下列说法正确的是（ ）
A．做曲线运动的物体，其速度一定在不断变化
B．做曲线运动的物体，其加速度一定在不断变化
C．重力对物体做功，则物体的重力势能一定增加
D．两个匀加速直线运动的合运动一定也是匀加速直线运动
3．有一种叫做蹦极的游戏，游戏者将弹性绳的一端系在身上，另一端固定在高台上，然后从高处跳下．游戏者在下落过程中，下列说法中正确的是
A．重力做负功，重力势能增加
B．重力做负功，重力势能减少
C．重力做正功，重力势能减少
D．重力做正功，重力势能增加
4．如图所示，一个质量为25kg的小孩从高为2m的滑梯顶端由静止滑下，滑到底端时的速度为2m/s(g取10m/s2)。关于各力对小孩做的功，以下说法不正确的是（ ）
A．重力做的功为500JB．合外力做功为50J
C．克服阻力做功为50JD．支持力做功为0
5．在下列情境中，重力对物体M做了功的是（ ）
A．将物体沿水平桌面移动
B．将物体从地面搬到桌面上
C．用力搬物体可是没有搬动
D．球沿水平面滚动
6．一根粗细均匀的长直铁棒重600N，平放在水平地面上。现将一端从地面抬高0.50m，而另一端仍在地面上，则铁棒（ ）
A．重力势能增加150 J
B．重力势能增加300 J
C．克服重力做功400 J
D．克服重力做功600 J
7．如图所示，质量为的均匀金属链条，长为，有一半在光滑的足够高的斜面上，另一半竖直下垂在空中。已知斜面倾角为30°，顶端是一个很小的圆弧。从静止开始释放后整个链条滑动，当链条刚好全部滑出斜面时，重力势能的减少量为（ ）
A．B．C．D．
8．如图所示，一轻质弹簧上端固定，下端连接有一质量为m的物块，开始时用手托着物块使弹簧处于原长状态，现将手缓慢下移，直至物块脱离手掌。已知弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．物块向下移动过程中，弹簧的弹力做正功
B．物块向下移动过程中，弹簧的弹性势能减小
C．物块从开始下移到刚脱离手掌，重力势能减小了
D．物块从开始下移到刚脱离手掌，手掌对物块不做功
二、多选题
9．物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则（ ）
A．重力做功为50 J
B．物体的重力势能一定增加了50J
C．重力做了50 J的负功
D．物体的重力势能一定减少了50 J
10．如图所示，一质量为m的物块（可视为质点）静置在水平地面上，物块上竖直安装一根原长为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手竖直向上缓慢拉弹簧的上端P点，直到物块离开地面一段距离后停止向上运动，测得P点到水平地面的距离为H，待整个装置在空中稳定，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．以地面为零势能面，则物块在空中的重力势能值为
B．此过程中物块重力势能增加了mgH
C．以空中P点为零势能面，则物块在空中的重力势能值为mgH
D．以空中P点为零势能面，则物块在空中的重力势能值为
11．如图所示，升降机内斜面的倾角 θ＝30°，质量为2 kg的物体置于斜面上始终不发生相对滑动，在升降机以 5 m/s2的加速度从静止开始匀加速上升4 s的过程中。g取10 m/s2，则（ ）
A．斜面对物体的支持力做功900 J
B．斜面对物体的摩擦力做功－300 J
C．物体克服重力做功－800 J
D．合外力对物体做功400 J
12．在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现用一平行斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为d，速度为v。下列说法不正确的是（ ）
A．拉力做功的瞬时功率为Fvsin θ
B．物块B满足m2gsin θ=kd
C．物块A的加速度为
D．弹簧弹性势能的增加量为
三、解答题
13．以生产和生活中的现象为例，比较动能和势能的不同之处。
14．如图所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量为100kg的运料车，沿倾角为的斜面由底端缓慢地拉到顶端，斜面高，若不计滑轮、绳子的质量及滑轮的大小和各处的摩擦力，忽略运料车的形状和大小，g取10N/kg。在这一过程中，求：
（1）运料车重力做的功；
（2）工人做的功。
15．一个质量的物体，受到与斜面平行向上的拉力，沿倾角为的斜面向上做匀速直线运动，从斜面底端运动到斜面顶端，已知斜面的高为，求各力对物体所做的功，以及各力对物体所做的总功。（g取）（，）
参考答案：
1．A
【详解】A．当物体克服重力做功时，重力势能一定增加，克服重力做功50J，物体的重力势能一定增加了50J，故A正确；
BCD．物体动能的变化等于合外力做的功，克服重力做功50J，物体的动能可能增加、可能不变、也可能减小，所以物体的机械能和动能变化不能确定，故BCD错误；
故选A。
2．A
【详解】A．曲线运动中速度方向时刻在发生变化，故A正确；
B．做曲线运动的物体，加速度可以不变，例如平抛运动，故B错误；
C．重力做正功，重力势能减小，故C错误；
D．两个匀加速直线运动的合运动是曲线还是直线，取决于合加速度与合速度的方向，如果共线为直线运动，如果不共线，合运动为曲线运动，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】游戏者在下落过程中，重力方向与位移方向相同，则重力做正功，重力势能减少。
A．重力做负功，重力势能增加与分析不符，故A错误。
B．重力做负功，重力势能减少与分析不符，故B错误。
C．重力做正功，重力势能减少与分析相符，故C正确。
D．重力做正功，重力势能增加与分析不符，故D错误。
4．C
【详解】A．重力做功为
故A正确；
B．由动能定理合外力做的功等于动能的变化量为
故B正确；
C．根据动能定理有
解得
故C错误；
D．支持力与小孩的运动方向始终垂直，则支持力不做功，故D正确。
本题选不正确的，故选C。
5．B
【详解】A．将物体沿水平桌面移动，在重力方向没有位移，所以重力对物体不做功，故A错误；
B．将物体从地面搬到桌面上，在重力方向有向上位移，重力对物体做负功，故B正确；
C．用力搬物体可是没有搬动，在重力方向没有位移，所以重力对物体不做功，故C错误；
D．球沿水平面滚动，在重力方向没有位移，所以重力对物体不做功，故D错误；
故选B。
6．A
【详解】由几何关系可知在铁棒的重心上升的高度为
克服重力做功
故重力势能增加150 J
故选A。
7．A
【详解】设斜面的最高点所在的水平面为零势能参考面，开始时斜面上的那部分链条的重力势能为
竖直下垂的那部分链条的重力势能为
当链条刚好全部滑出斜面时，重力势能为
重力势能的减少量为
故选A。
8．C
【详解】AB．物块向下移动过程中，物块受到的弹力方向向上，则弹簧的弹力做负功，弹性势能增加，故AB错误；
C．刚脱离手掌时，重力等于弹力即
则物块下移的距离为
则减小的重力势能为
故C正确；
D．物块从开始下移到刚脱离手掌的过程中，手掌对物块有一个向上的支持力作用，所以物块从开始下移到刚脱离手掌，手掌对物块做负功，故D错误。
故选C。
9．BC
【详解】AC．克服重力做功50J，则重力做了50 J的负功，故A错误，C正确；
BD．重力做负功，则重力势能一定增大，克服重力做多少功，重力势能就增加多少，故重力势能增加50J，故B正确，D错误。
故选BC。
10．AD
【详解】AB．物块上升的高度
故以地面为零势能面，物块在空中的重力势能
物块重力势能增加了，选项A正确，B错误；
CD．以P点为零势能面，则物块的重力势能为，C错误，D正确。
故选AD。
11．AD
【详解】A．物体置于升降机内随升降机一起匀加速运动过程中，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得
Ffcs θ－FNsin θ＝0，Ffsin θ＋FNcs θ－G＝ma
代入数据得
Ff＝15 N，FN＝15N
又
x＝at2＝40 m
斜面对物体的支持力所做的功
WN＝FNxcs θ＝900J
故A正确；
B．斜面对物体的摩擦力所做的功
Wf＝Ffxsin θ＝300J
故B错误；
C．物体重力做的功
WG＝－mgx＝－800J
则物体克服重力做功800J，故C错误；
D．合外力对物体做的功
W合＝WN＋Wf＋WG＝400 J
故D正确。
故选AD。
12．ABD
【详解】A．由于拉力F与速度v同向，所以拉力的瞬时功率为
P=Fv
A错误；
B．开始系统处于静止状态，弹簧弹力等于A的重力沿斜面向下的分力
m2gsinθ= kx1
当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，故
m2gsinθ=kx2
但由于开始是弹簧是压缩的，故
d=x1+x2
B错误；
C．当B刚离开C时，对A，根据牛顿第二定律得
又开始时，A平衡，则有
而
d=x1+x2
解得
C正确；
D．根据功能关系，弹簧弹性势能的增加量等于拉力的功减去系统动能和重力势能的增加量
D错误。
故选ABD。
13．见解析
【详解】动能是由于物体运动具有的能，与物体的速度和质量有关，例如运动的火车，飞行的子弹等都具有动能；而势能是由于物体被举高所具有的能，与物体的质量和相对高度有关，例如被举高的物体等具有重力势能。
14．（1）；（2）
【详解】（1）运料车重力做的功
（2）工人拉绳子的力
工人将运料车拉到斜面顶端时，力F作用点的位移大小
工人做的功
15．重力做功为，拉力做功为50J，摩擦力做功为，支持力做功为零，合力做功为零
【分析】根据功的公式可求得重力及拉力的功；再根据动能定理可求得合力的功；则可由动能定理分析摩擦力做的功。
【详解】物体受重力、支持力、拉力以及摩擦力的作用，则可知，重力的功
拉力的功
支持力垂直于斜面向上，与运动方向相互垂直，故支持力不做功，即
又因为物体做匀速运动，即物体处于平衡态，物体所受合外力为零，所以物体的合外力做功为零，即物体所受的力的总功为零，即
则有
解得摩擦力的功
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