2019-2020年高中物理 7.4《重力勢(shì)能》課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 7.4重力勢(shì)能課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1某游客領(lǐng)著孩子游泰山時(shí)，孩子不小心將手中的皮球滑落，球從A點(diǎn)滾到了山腳下的B點(diǎn)，高度標(biāo)記如圖所示，則下列說法正確的是()A從A到B的曲線軌跡長度不知道，無法求出此過程中重力做的功B從A到B過程中阻力大小不知道，無法求出此過程中重力做的功C從A到B重力做功mg(Hh)D從A到B重力做功mgH【解析】重力做功與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)，只與初、末狀態(tài)物體的高度差有關(guān)從A到B的高度差是H，故從A到B重力做功mgH，D正確【答案】D2利用超導(dǎo)材料和科學(xué)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)磁懸浮若磁懸浮列車的質(zhì)量為20 t，因磁場間的相互作用而浮起的高度為100 mm，則該過程中磁懸浮列車增加的重力勢(shì)能是(g取10 m/s2)()A20 J B200 JC2.0104 J D2.0107J【解析】因磁場間的相互作用，列車浮起的高度為100 mm，增加的重力勢(shì)能為Epmgh2010310100103J2.0104J，正確選項(xiàng)為C.【答案】C3下列說法正確的是()A自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，在第1 s內(nèi)與第2 s內(nèi)重力勢(shì)能的減少量之比為1：3B做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體，從拋出到返回拋出點(diǎn)的過程中，重力對(duì)物體所做的功為零C物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)重力勢(shì)能一定不變D在平衡力的作用下運(yùn)動(dòng)的物體，重力勢(shì)能一定不變【解析】重力勢(shì)能是否變化，考查重力是否做功，自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，在第1 s內(nèi)與第2 s內(nèi)下落高度之比為1：3，故重力勢(shì)能減少量之比為1：3；豎直上拋的物體，從拋出到返回拋出點(diǎn)，重力做功為零【答案】AB4質(zhì)量為m的物體，沿傾角為的光滑斜面由靜止下滑，當(dāng)下滑t時(shí)間時(shí)重力勢(shì)能減少量為()A.mg2t2sin B.mg2t2Cmg2t2 D.mg2t2sin2【解析】物體在光滑斜面上下滑，加速度agsin，t時(shí)間內(nèi)的位移xgt2sin，下落的高度hxsingt2sin2，所以重力勢(shì)能減少了mg2t2sin2，選項(xiàng)D正確【答案】D5物體從某高度處做自由落體運(yùn)動(dòng)，以地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，下列所示圖象中，能正確描述物體的重力勢(shì)能與下落高度的關(guān)系的是()【解析】設(shè)物體開始下落時(shí)的重力勢(shì)能為Ep0，物體下落高度h過程中重力勢(shì)能減少量Epmgh，故物體下落高度h時(shí)的重力勢(shì)能EpEp0EpEp0mgh，即Eph圖象為傾斜直線，B正確【答案】B6一質(zhì)量為m的物體被人用手由靜止豎直向上以加速度a勻加速提升h.關(guān)于此過程，下列說法中不正確的是()A提升過程中手對(duì)物體做功m(ag)hB提升過程中合外力對(duì)物體做功mahC提升過程中物體的重力勢(shì)能增加m(ag)hD提升過程中物體克服重力做功mgh【解析】提升過程中物體的重力勢(shì)能增加mgh，物體克服重力做功mgh，D對(duì)，C錯(cuò)；由牛頓第二定律可得Fmgma，提升過程中手對(duì)物體做功WFhm(ga)h，A對(duì)，同理可知B對(duì)【答案】C7如圖所示，在水平地面上平鋪著n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m，厚度為h，如果人工將磚一塊一塊地疊放起來，那么人至少做功()An(n1)mgh B.n(n1)mghCn(n1)mgh D.n(n1)mgh【解析】本題重在分析各塊磚的重心位置變化情況，從而找出n塊磚的重力勢(shì)能變化把n塊磚看做一個(gè)整體，其總質(zhì)量是Mnm，以地面為零勢(shì)能面，n塊磚都平放在地上時(shí)，其重心都在高處，所以這n塊磚的初始重力勢(shì)能為E1.當(dāng)n塊磚疊放在一起時(shí)，其總高度為Hnh，其總的重心位置在處，所以末態(tài)重力勢(shì)能為E2nmg，人做的功至少等于重力勢(shì)能的增量，即WEpE2E1.【答案】B8如圖所示，質(zhì)量為m的小球，用一長為l的細(xì)線懸于O點(diǎn)，將懸線拉直成水平狀態(tài)，并給小球一個(gè)向下的速度讓小球向下運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)正下方D處有一釘子，小球運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)會(huì)以D為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)過C點(diǎn)，若已知ODl，則小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能減少了多少？重力做功為多少？【解析】從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，小球下落hl，故重力做功WGmghmgl，重力勢(shì)能的變化量EpWGmgl，負(fù)號(hào)表示小球的重力勢(shì)能減少了【答案】mglmgl能力提升1如圖所示，一質(zhì)量為m、邊長為a的正方體物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1.為使它水平移動(dòng)距離a，可以用將它翻倒或向前緩慢平推兩種方法，則下列說法中正確的是()A將它翻倒比平推前進(jìn)做功少B將它翻倒比平推前進(jìn)做功多C兩種情況做功一樣多D兩種情況做功多少無法比較【解析】使物塊水平移動(dòng)距離a，若將它翻倒一次，需要克服重力做功，使其重心位置由離地h1增加到h2a，所以至少需要做功W1mg(h2h1)mg(1)a；而緩慢平推需要做功W2mga0.1mga<W1.【答案】B2如圖所示，一質(zhì)量為m，均勻的細(xì)鏈條長為L，置于光滑水平桌面上，用手按住一端，使L/2長部分垂在桌面下，(桌面高度大于鏈條長度，取桌面為零勢(shì)能面)，則鏈條的重力勢(shì)能為()A0 BmgLCmgL DmgL【解析】桌面以下部分鏈條的重力為mg，重心離桌面L，所以EpmgL，選項(xiàng)D正確【答案】D3如圖所示為一個(gè)人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)的軌跡，在衛(wèi)星由近地點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)b的過程中()A地球引力對(duì)衛(wèi)星不做功B衛(wèi)星運(yùn)行的速率不變C衛(wèi)星的重力勢(shì)能增加D衛(wèi)星的動(dòng)能增加【解析】衛(wèi)星與地球間的引力遵守平方反比定律，其作用力方向始終在衛(wèi)星與地球的連線上衛(wèi)星繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)的過程中，與地球的距離r不斷變化，相當(dāng)于一個(gè)物體距地面的高度在變化，所以地球?qū)πl(wèi)星的引力將對(duì)衛(wèi)星做功，由于離地面高度的增加，引力做負(fù)功，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能減小，故答案C正確【答案】C4如圖所示，ACP和BDP是豎直平面內(nèi)兩個(gè)半徑不同的半圓形光滑軌道，A、P、B三點(diǎn)位于同一水平面上，C和D分別為兩軌道的最低點(diǎn)，將兩個(gè)質(zhì)量相同的小球分別從A和B兩處同時(shí)無初速度釋放，則()A沿BDP光滑軌道運(yùn)動(dòng)的小球的重力勢(shì)能永遠(yuǎn)為正值B兩小球到達(dá)C點(diǎn)和D點(diǎn)時(shí)，重力做功相等C兩小球到達(dá)C點(diǎn)和D點(diǎn)時(shí)，重力勢(shì)能相等D兩小球剛開始從A和B兩處無初速度釋放時(shí)，重力勢(shì)能相等【解析】不管選哪一點(diǎn)為零勢(shì)能面，A點(diǎn)和B點(diǎn)相對(duì)零勢(shì)能面的豎直高度均相等，所以重力勢(shì)能相等兩小球到達(dá)C點(diǎn)和D點(diǎn)時(shí)，重力勢(shì)能不相等重力勢(shì)能Epmgh，具有相對(duì)性，如果選A、P、B三點(diǎn)在零勢(shì)能參考面上，則兩球在運(yùn)動(dòng)過程中的重力勢(shì)能恒為負(fù)值；如果選C點(diǎn)在零勢(shì)能參考面上，則兩球在運(yùn)動(dòng)過程中的重力勢(shì)能恒為正值另外，重力做功跟路徑無關(guān)，只取決于物體在初始和終末兩點(diǎn)在豎直方向的高度，兩球從開始運(yùn)動(dòng)到到達(dá)C點(diǎn)和D點(diǎn)時(shí)豎直高度不等，所以，重力做功不相等【答案】D5一個(gè)質(zhì)量為2 kg的物體，從10 m高的平臺(tái)上以3 m/s的速度水平拋出，則(1)取地面為參考平面，求拋出0.4 s時(shí)間內(nèi)，初態(tài)與末態(tài)的重力勢(shì)能之差；(2)若取平臺(tái)為參考平面，求拋出0.4 s時(shí)間內(nèi)，初態(tài)與末態(tài)的重力勢(shì)能之差(g取10 m/s2)【解析】拋出0.4 s，物體的下落距離hgt2100.42 m0.8 m，此時(shí)物體離地面的高度h2h1h9.2 m(1)以地面為參考平面時(shí)，剛拋出時(shí)物體的重力勢(shì)能Ep1mgh1200 J，拋出0.4 s時(shí)的重力勢(shì)能Ep2mgh2184 J則初態(tài)與末態(tài)的重力勢(shì)能之差EpEp1Ep216 J.(2)以平臺(tái)為參考平面時(shí)，初態(tài)時(shí)的重力勢(shì)能Ep10，末態(tài)時(shí)的重力勢(shì)能Ep2mgh16J.初態(tài)與末態(tài)的重力勢(shì)能之差EpEp1Ep216 J.【答案】(1)16 J(2)16 J6.有一上端掛在墻上的長畫，從畫的上端到下端畫軸長1.8 m，下端畫軸重1 N，畫重0.8 N(畫面處處均勻)，如圖所示現(xiàn)將長畫從下向上卷起來，長畫的重力勢(shì)能增加了多少？【解析】軸重心升高的高度h11.8 m，軸增加的重力勢(shì)能等于軸克服重力做的功，即Ep1G1h111.8 J1.8 J畫重心升高的高度h20.9 m，畫增加的重力勢(shì)能等于畫克服重力做的功，即Ep2G2h20.80.9 J0.72 J.故長畫增加的重力勢(shì)能EpEp1Ep21.8 J0.72 J2.52 J.【答案】2.52 J