2024高中物理課時(shí)提升作業(yè)十四7.4重力勢(shì)能含解析新人教必修2

PAGEPAGE7重力勢(shì)能(40分鐘100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題7分,共56分)1.下列說(shuō)法中正確的是()A.在地平面以下的物體重力勢(shì)能肯定為負(fù)值B.質(zhì)量大的物體重力勢(shì)能肯定大C.不同的物體中離地面最高的物體其重力勢(shì)能最大D.離地面有肯定高度的物體其重力勢(shì)能可能為零【解析】選D。重力勢(shì)能具有相對(duì)性,其大小與零勢(shì)能面的選取有關(guān),所以在地平面以下的物體的重力勢(shì)能也不肯定為負(fù)值,A項(xiàng)錯(cuò)。而離地面有肯定高度的物體的重力勢(shì)能也可能為零,D項(xiàng)對(duì)。重力勢(shì)能的大小取決于物體質(zhì)量和所在的高度兩個(gè)因素,B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。2.某樓房升降機(jī)中有一質(zhì)量為m的物體,當(dāng)升降機(jī)以加速度a勻減速上升h高度時(shí),物體增加的重力勢(shì)能為()A.mgh B.mgh+mahC.mah D.mgh-mah【解析】選A。重力勢(shì)能的增加量等于物體克服重力做的功,A對(duì),B、C、D錯(cuò)。3.如圖所示,某物塊分別沿三條不同的軌道由離地高h(yuǎn)的A點(diǎn)滑到同一水平面上,軌道1、2是光滑的,軌道3是粗糙的,則()A.沿軌道1滑下重力做功多B.沿軌道2滑下重力做功多C.沿軌道3滑下重力做功多D.沿三條軌道滑下重力做的功一樣多【解析】選D。重力做的功等于重力乘以物塊沿豎直方向的位移,因此物塊沿各個(gè)軌道滑下時(shí)重力做的功相同,故選D。4.在同一高度,把三個(gè)質(zhì)量相同的球A、B、C分別以相等的速率豎直上拋、豎直下拋和平拋,它們都落到同一水平地面上,則三個(gè)球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力對(duì)它們做的功分別為WA、WB、WC,重力的平均功率分別為PA、PB、PC,則它們的大小關(guān)系為()A.WA>WB=WC,PA>PB=PCB.WA=WB=WC,PA=PB=PCC.WA=WB=WC,PB>PC>PAD.WA>WB>WC,PA>PB>PC【解析】選C。由重力做功特點(diǎn)知:WA=WB=WC;從拋出到落地的時(shí)間,由運(yùn)動(dòng)學(xué)學(xué)問(wèn)知:tB<tC<tA;由P=Wt得,PB>PC>PA5.(2024·廈門(mén)高一檢測(cè))魔方,英文名為Rubik′sCube,又叫魔術(shù)方塊或魯比克方塊,是一種手部極限運(yùn)動(dòng)。通常泛指三階魔方。三階魔方形態(tài)是正方體,由有彈性的硬塑料制成。要將一個(gè)質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為a的水平放置的勻質(zhì)三階魔方翻倒,推力對(duì)它做功至少為()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)35684173A.2mga B.2C.(2+1)mga【解析】選D。推力對(duì)物體所做的功,增加了物體的重力勢(shì)能,即WF=ΔEp,ΔEp=mg(22a-12a)=6.物體做自由落體運(yùn)動(dòng),其相對(duì)于地面的重力勢(shì)能與下落速度的關(guān)系如圖所示,其中正確的是()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)35684174【解析】選C。若下落高度為h,則h=v22g,削減的重力勢(shì)能為:mgh=mgv22g=12mv2。相對(duì)于地面的重力勢(shì)能為:Ep=mgh0-mgh=mgh0-12mv7.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為M的物體,放在水平地面上,物體上方安裝一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)、勁度系數(shù)為k的輕彈簧處于原長(zhǎng),現(xiàn)用手拉著彈簧上端的P點(diǎn)緩慢向上移動(dòng),直到物體離開(kāi)地面一段距離,在這一過(guò)程中,P點(diǎn)的位移(起先時(shí)彈簧處于原長(zhǎng))是H,則物體重力勢(shì)能的增加量為()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)35684175A.MgH B.MgH+MC.MgH-M2g【解析】選C。物體離開(kāi)地面時(shí),彈簧伸長(zhǎng)x=Mgk,重物上升的高度h=H-x,重力勢(shì)能增加量Ep=Mgh=MgH-8.(2024·廣元高一檢測(cè))一條長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的勻質(zhì)輕繩平放在水平地面上,現(xiàn)在緩慢地把繩子提起來(lái)。設(shè)提起前半段繩子時(shí)人做的功為W1,全部提起來(lái)時(shí)人做的功為W2,則W1∶W2等于()A.1∶1 B.1∶2C.1∶3 D.1∶4【解析】選D。提起前半段繩子時(shí)人做的功W1=12mg×14L=18mgL,提起全部繩子時(shí)人做的功為W2=mg·12l=12mgL,W1∶二、計(jì)算題(本題共2小題,共44分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)9.(22分)起重機(jī)以g4【解析】由題意可知物體的加速度為a=g4,方向豎直向上,物體上升的高度為h。依據(jù)牛頓其次定律可得F-mg=ma,所以F=mg+ma=54mg;故拉力做的功為WF=Fh=54答案:5410.(22分)如圖所示,有一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的勻稱金屬鏈條,一半長(zhǎng)度在光滑斜面上,斜面傾角為θ,另一半長(zhǎng)度沿豎直方向下垂在空中,當(dāng)鏈條從靜止起先釋放后鏈條滑動(dòng),以斜面頂點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn),求:世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)35684176(1)起先時(shí)和鏈條剛好從右側(cè)面全部滑出斜面時(shí)重力勢(shì)能各多大?(2)此過(guò)程中重力做了多少功?！窘馕觥?1)起先時(shí),左邊一半鏈條重力勢(shì)能為Ep1=-mg2·L4右邊一半的重力勢(shì)能為Ep2=-mg2·左右兩部分總的重力勢(shì)能為Ep=Ep1+Ep2=-18mgL(sinθ鏈條從右側(cè)剛好全部滑出時(shí),重力勢(shì)能為Ep′=-12(2)此過(guò)程重力勢(shì)能削減了ΔEp=Ep-Ep′=18mgL(3-sinθ故重力做的功為WG=18mgL(3-sinθ答案:(1)-18mgL(1+sinθ)-1(2)18mgL(3-sinθ【實(shí)力挑戰(zhàn)區(qū)】1.如圖所示,有一段長(zhǎng)1.8m,質(zhì)量為2.4kg的鏈條,放在高1.0m的水平桌面上,有13吊在桌面邊緣,以地面為零勢(shì)能參考平面,計(jì)算鏈條的重力勢(shì)能。(g取9.8m/s2【解析】由于鏈條不在同一水平面內(nèi),計(jì)算重力勢(shì)能要將鏈條分為兩段:23Ep1=m1gh1=23×2.4×10×13h2=1.0m-0.3m=0.7m則Ep2=m2gh2=13×2.4×10×所以Ep=16J+5.6J=21.6J。答案:21.6J2.如圖所示,桌面距地面0.8m,一物體質(zhì)量為2kg,放在距桌面0.4m高的支架(圖上未畫(huà)出)上。(g取10m/s2)世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)35684177(1)以地面為參考平面,計(jì)算物體具有的重力勢(shì)能,并計(jì)算物體由支架下落到桌面的過(guò)程中,重力勢(shì)能改變了多少。(2)以桌面為參考平面,計(jì)算物體具有的重力勢(shì)能,并計(jì)算物體由支架下落到桌面的過(guò)程中,重力勢(shì)能改變了多少?！窘馕觥?1)以地面為參考平面,物體的高度h1=(0.4+0.8)m=1.2m,因而物體具有的重力勢(shì)能為Ep1=mgh1=2×10×1.2J=24J物體落至桌面時(shí),重力勢(shì)能Ep2=mgh2=2×10×0.8J=16J物體重力勢(shì)能的改變量為ΔEp=Ep2-Ep1=16J-24J=-8J即重力勢(shì)能削減了8J。(2)以桌面為參考平面