人教版 (2019)2 重力势能一课一练

8.2重力势能专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，某段滑雪雪道倾角为，总质量的滑雪运动员从距底端高为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，所受阻力为，g取，运动员从上向下滑到底端的过程中， 重力所做的功为（　　）

A．4500 J B．5500 J C．5000 J D．6000 J

2．在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下面猜想有一定道理的是（   ）

A．重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧的长度有关

B．重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧的位置有关

C．重力势能与物体所受的重力mg大小有关，所以弹性势能很可能与弹簧的弹力大小有关

D．重力势能与物体的质量有关，所以弹性势能很可能与弹簧的质量大小有关

3．如右图质量为m的小球从位置A运动到位置B的过程重力所做的功为（　　）

A．mg（H-h） B．mgH

C．mgh D．-mg（H-h）

4．下列物理量中属于矢量的是（       ）

A．功 B．加速度 C．功率 D．重力势能

5．下列物理量的负号表示大小的是（   ）

A．重力势能 B．位移

C．力做功为 D．速度

6．下列关于重力势能的说法中正确的是（　　）

A．重力势能Ep1=2J，Ep2=-3J，则Ep1与Ep2方向相反

B．同一物体重力势能Ep1=2J，Ep2=-3J，则Ep1>Ep2

C．在同一高度的质量不同的两个物体，它们的重力势能一定不同

D．重力势能是标量，负值没有意义

7．物体在运动过程中，克服重力所做的功为100J，则以下说法正确的是（　　）

A．物体的高度一定不变

B．物体的高度一定降低

C．物体的重力势能一定减小了100J

D．物体的重力势能一定增加了100J

8．无偿献血、救死扶伤的崇高行为，是文明社会的标志之一。现代献血常采用机采成分血的方式，就是指把健康人捐献的血液，通过血液分离机分离出其中某一种成分（如血小板、粒细胞或外周血干细胞）储存起来，再将分离后的血液回输到捐献者体内。分离血液成分需要用到一种叫离心分离器的装置，其工作原理的示意图如图所示，将血液装入离心分离器的封闭试管内，离心分离器转动时给血液提供一种“模拟重力”的环境，“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，其大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比。初始时试管静止，血液内离转轴同样距离处有两种细胞a、b， 其密度分别为ρa和ρb，大小与周围血浆密度ρ0的关系为ρa<ρ0<ρb。对于试管由静止开始绕轴旋转并不断增大转速的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．细胞a相对试管向外侧运动，细胞b相对试管向内侧运动

B．细胞a的“模拟重力势能”变小，细胞b的“模拟重力势能”变大

C．这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向各处大小不同

D．若某时刻a、b两种细胞沿垂直于转轴的半径方向速率相等，则“模拟重力”对细胞a做功的功率小于对细胞b做功的功率

9．如图所示，桌子放于水平地面上，桌面高为。一质量为m的小球处于桌面上方高处的a点，重力加速度为g，小球从a点下落到地面上的c点，下列说法正确的是（　　）

A．若以桌面为零势能参考平面，小球在a点的重力势能为

B．若以桌面为零势能参考平面，小球在桌面c处的重力势能为

C．若以地面为零势能参考平面，小球从a点下落至c点的过程中，重力势能减少

D．若以地面为零势能参考平面，小球从a点下落至c点的过程中，重力势能减少

10．如图所示，以大小为的水平速度将甲球自点抛出，甲球恰好垂直落在倾角为30°的斜面上。再以大小为的水平速度将乙球自点（未画出）抛出，乙球也能垂直落在该斜面上。甲、乙两个小球的质量相等，不计空气阻力，则甲、乙两球从抛出到落在斜面上的过程中重力做功之比为（　　）

A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．1∶6

11．如图所示，轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O等高的A点静止释放，此时弹簧恰好处于原长。在重物由A点摆向最低点B的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　）

A．重力做正功，弹力不做功

B．重力做正功，弹力做负功，弹性势能增加

C．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力做负功

D．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功

12．关于势能，下列说法正确的是　　

A．质量为m的物体在离地h高时具有的重力势能为mgh

B．质量为m的物体水平向右移动h，重力势能减少mgh

C．弹簧压缩时储存弹性势能，弹簧伸长时释放弹性势能

D．弹簧弹力做负功时储存弹性势能，做正功时释放弹性势能

13．做平抛运动的物体，物体的重力势能跟运动速度的关系如图所示，其中正确的是（     ）

A． B． C． D．

14．将一小球竖直向上抛出，小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略．a为小球运动轨迹上的一点，小球上升和下降经过a点时的动能分别为Ek1和Ek2．从抛出开始到小球第一次经过a点时重力所做的功为W1，从抛出开始到小球第二次经过a点时重力所做的功为W2．下列选项正确的是（　　）

A．Ek1=Ek2，W1=W2

B．Ek1＞Ek2，W1=W2

C．Ek1＜Ek2，W1＜W2

D．Ek1＞Ek2，W1＜W2

15．如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的P点，另一端与质量为m的小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。现用水平向左的外力把物块压至A点，撤去外力后物块由静止向右运动，经过O点到达B点时速度恰好为零，已知物块与水平地面间的动摩擦因数恒定。在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A．物块经过O点时所受合外力为零

B．物块经过O点时速度最大

C．物块在A、B点时，弹簧的弹性势能相等

D．物块从A到O速度先增加后减小，从O到B加速度一直增大

二、填空题（共4题）

16．弹性势能的大小跟 ___________和_________有关．

17．某同学用图1示实验装置来研究弹簧弹性势能与弹簧压缩量的关系，弹簧一端固定，另一端与一带有窄片的物块接触，让物块被不同压缩状态的弹簧弹射出去，沿光滑水平板滑行，途中安装一光电门．设重力加速度为g。

（1）如图2示，用游标卡尺测得窄片的宽度L为_____。

（2）记下窄片通过光电门的时间△t=10ms，则_____。

（3）若物块质量为m，弹簧此次弹射物块过程中释放的弹性势能为____（用m，L，△t表示）。

18．某人用10N的恒力F，通过滑轮把质量为2.5kg的物体M从静止开始拉上光滑固定的斜面，斜面倾角为30°，如图所示，恒力F的方向与斜面成60°，2s内物体M的重力势能增加了_________J，恒力F做功的平均功率为为____________W。

19．为了探究轻质弹簧的弹性势能，某同学设计了如图实验装置：一轻质弹簧左端固定在气垫导轨上，右端自由．弹簧右侧有一个滑块，滑块上固定一挡光片．滑块右侧固定的光电计时器可以记录挡光片通过光电门的时间．实验过程如下：

(1)将气垫导轨放在实验桌上，调节气垫导轨使其水平，气垫导轨调至水平的依据是：通气状态下，滑块置于导轨任意位置，滑块________________；

(2)向左推滑块，使弹簧压缩一段距离x后由静止释放，记下挡光片通过光电门的时间t;

(3)多次改变弹簧的压缩量，记下相应的x和t，发现压缩量x越大，时间t_______ (选填“越大”、“越小”或“不变”)

(4)为了进一步确定x和t的关系，以x为纵坐标，为横坐标，作图线，得到一条过原点的直线，由此可得轻质弹簧的弹性势能EP与弹簧的压缩量x的关系为____________．

三、综合题（共4题）

20．2020年5月17日3时25分，“嫦娥四号”探测器结束了寒冷且漫长的月夜休眠。受光照自主唤醒，迎来了第18个月昼工作期。探测器着陆前在月球表面附近高度h处短暂悬停。之后如果关闭推进器，则经时间t自由下落到月球表面。已知探测器质量为m，月球质量分布均匀，半径为R，不考虑月球的自转，万有引力常量为G。求：

(1)以月球表面为零势能面，该探测器悬停时的重力势能Ep；

(2)月球的平均密度ρ。

21．某同学手持一个质量为的小球，以的初速度从离地面高度将小球斜向上抛出。不计空气阻力，重力加速度。求：

（1）从开始抛出到小球落地的过程中，小球所受重力做的功；

（2）小球落地时的速度大小。

22．有一上端挂在墙上的长画，从画的上端到下端长1.8 m，下端画轴重1 N，画面重0.8 N(画面处处均匀)，现将长画从下向上卷起来，求长画的重力势能增加了多少？

23．将一个质量m=2.0kg的小球从离地面h=15m高的地方水平抛出，抛出时小球的速度v0=10m/s，忽略空气对小球的阻力．求：

（1）小球在空中运动的时间；

（2）小球落地时的速度大小；

（3）小球的重力势能的减少量．（重力加速度g取10m/s2）

参考答案：

1．C

2．C

3．A

4．B

5．A

6．B

7．D

8．C

9．D

10．C

11．B

12．D

13．C

14．B

15．D

16．     形变量     劲度系数

17．     10.15mm     物块通过O点的速度为1.015m/s    

18．     25J     15W

19．     均能保持静止(或略有左右晃动)；     越小；     弹簧的弹性势能EP与弹簧的压缩量x的二次方成正比关系

20．(1)；(2)

21．（1） ；（2）

22．2.52 J

23．（1）（2）20m/s（3）300J