人教版 (新课标)必修24.重力势能优秀习题

这是一份人教版 (新课标)必修24.重力势能优秀习题，共5页。试卷主要包含了0×102 J D等内容，欢迎下载使用。













1. 航天飞机围绕地球一段时间后返回地面，在返回的过程中，下列说法正确的是( D )


A. 重力不做功，重力势能不变


B. 重力做正功，重力势能变大


C. 重力做负功，重力势能减小


D. 重力做正功，重力势能减小


解析：航天飞机在返回的过程中，高度下降，重力做正功，重力势能减小，选项A、B、C错误，D正确．


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( D )





A. 一直增大 B. 一直减小


C. 先减小后增大 D. 先增大后减小


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，则其重力势能先增大后减小，选项D正确．


3. 甲、乙两个物体的位置如图所示，质量关系m甲




A. Ep1>Ep2 B. Ep1

解析：以桌面为零势能面，小球甲相对于零势能面的高度为0，则甲的重力势能为Ep1＝0；小球乙在零势能面的下方，重力势能比零小，为负值，即Ep2＜0，所以有Ep1＞Ep2，选项A正确．


4. 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( B )





A. 地面 B. 天花板


C. 台球桌的桌面 D. 吊灯所在的水平面


解析： 重力势能表达式Ep＝mgh，其中h为物体相对零势能点的高度，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．


5. 如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处，A、B两点水平距离为16 m，竖直距离为2 m，AB间绳长为20 m，质量为10 kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处，以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳子处于拉直状态)( B )





A. －1.2×102 J B. －7.5×102 J


C. －6.0×102 J D. －2.0×102 J


解析：这是一个晾衣杆模型的题，当猴子的重力势能最小时，此时在最低点，速度水平，水平方向合力为0，可以得出OA、OB和竖直方向的夹角相等，作出简化图，由图可得sinθ＝eq \f(16,20)＝0.8，AD＝12 m，可求得O点到A的竖直方向距离为7 m，重力势能Ep＝mgh＝－10×7×10 J＝－7×102 J，再考虑到猴子不能看成质点．所以选项B正确．





6. 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eq \f(4,5)g，在物体下落h的过程中，下列说法不正确的是( D )


A. 物体重力做的功为mgh


B. 物体重力势能减少了mgh


C. 物体克服阻力所做的功为eq \f(mgh,5)


D. 物体所受阻力做功为eq \f(mgh,5)


解析：物体重力做的功为mgh，重力势能减少了mgh，则A、B正确；物体受到的阻力f＝mg－ma＝eq \f(1,5)mg，则物体克服阻力所做的功为eq \f(mgh,5)，或阻力做功为－eq \f(mgh,5)，选项C正确，D错误．


7. 如图所示，小球的质量为m，重力加速度为g，取小球在B点的重力势能为零，则小球( C )





A. 在A点的重力势能Ep＝mgh1


B. 在C点的重力势能Ep＝mgh2


C. 在A点的重力势能Ep＝mg(h1－h2)


D. 在C点的重力势能Ep＝mg(h1－h2)


解析：取小球在B点的重力势能为零，则A位置的高度为h1－h2，故在A点的重力势能Ep＝mg(h1－h2)，选项A错误，C正确；小球在B点的重力势能为零，则C位置的高度为为－h2，故在C点的重力势能Ep＝－mgh2，选项B、D错误．











8. 起重机将质量为50 kg的物体从地面提升到10 m高处，在这个过程中，下列说法中正确的是(g取10 m/s2)( D )


A. 重力做正功，重力势能减少5.0×103 J


B. 重力做正功，重力势能增加5.0×103 J


C. 重力做负功，重力势能减少5.0×103 J


D. 重力做负功，重力势能增加5.0×103 J


解析：物体上升，位移方向与重力方向相反，重力做负功，重力势能增加，有：W＝mgh＝50×10×10＝5.0×103 J；故ABC错误，D正确，所以D选项是正确的．


9. 如图所示，重物A质量为m，置于水平地面上．一根轻质弹簧，原长为L，劲度系数为k，下端与重物A相连接．现将弹簧上端点P缓慢地竖直提起一段高度h使重物A离开地面．这时重物具有的重力势能为(以地面为零势能面)( A )





A. mgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(h－\f(mg,k)))


B. mgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(h－L－\f(mg,k)))


C. mg(L－h)


D. mgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(h－L＋\f(mg,k)))


解析：物块刚A离开地面时，弹簧所受的弹力等于物块的重力，根据胡克定律得弹簧伸长的长度为：x＝eq \f(F,k)＝eq \f(mg,k)，由弹簧上端P缓慢地竖直向上提起的距离h，则物块上升的高度为h′＝h－x，以地面为势能零点，这时物块A具有的重力势能为Ep＝mgh＝mg(h－eq \f(mg,k))，选项A正确．


10. (多选)某人在倾角为30°的斜面上用平行于斜面的力，把静止在斜面上质量为2 kg的物体，沿斜面向下推了2 m 的距离，并使物体获得1 m/s的速度，已知斜面体始终未动，物体与斜面间的动摩擦因数为eq \f(\r(3),3)，g取10 m/s2，则在这个过程中( BD )





A. 支持力做功为20 J


B. 当物体速度为1 m/s时，物体重力做功的瞬时功率为10 W


C. 物体克服摩擦力做功30 J


D. 物体重力势能减小20 J


解析：由于支持力的方向垂直于斜面向上，始终与运动的方向垂直，所以支持力做的功等于0，选项A错误；当物体速度为1 m/s时，物体重力做功的瞬时功率为：PG＝mg·vy＝mgvsinθ＝2×10×1×sin30° W＝10 W，选项B正确；物体克服摩擦力做功W克＝Wf＝μmgxcsθ＝20 J，选项C错误；物体重力势能减少ΔEp＝mgh＝mgs·sin30°＝2×10×2×0.5 J＝20 J，重力势能减少了20 J，选项D正确．


11. 世贸海湾一号刷新了烟台城市高度，直达323米高空．某物理兴趣小组的同学将所学知识用于实践，他们从该楼离地高度h＝80 m处由静止释放质量m＝0.05 kg 的小铁球，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求：


(1)小铁球从被释放到落地过程中，其所受重力对它所做的功W；


(2)小铁球落地前瞬间，其所受重力的功率P.


解析：(1)由功的计算式可得：W＝mgh＝40 J.


(2)设小铁球落地前瞬间的速度大小为v，


则有：v2＝2gh；


由瞬时功率的计算式有：


P＝mgv，解得P＝20 W.


答案：(1)40 J (2)20 W


12. 如图所示，一条铁链长为2 m，质量为10 kg，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间．求：





(1)铁链克服重力做的功为多少？


(2)铁链重力势能变化为多少？


解析：(1)从开始到铁链全部离开地面的瞬间，链条重心上升的高度为：h＝eq \f(1,2)L＝1 m，


物体克服重力做的功为：


W＝mgh＝10×10×1 J＝100 J.


(2)物体的重力势能增加了100 J.


答案：(1)100 J (2)增大了100 J