高一物理必修2重力势能练习题有答案

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重力势能1.下列关于重力势能的说法正确的是ABA.重力势能是地球和物体共同具有,而不是物体单独具有的B.重力势能的大小是相对的C.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功D.在地面上的物体,它的重力势能一定等于零解析:重力势能是相对于某个选定的零势能面来说的,对同一物体,选择的零势能面不同,重力势能是不同的。2.一个实心铁球和一个实心木球质量相等,将它们放在同一水平地面上,下列结论中正确的是BA.铁球的重力势能大于木球的重力势能B.铁球的重力势能小于木球的重力势能C.铁球的重力势能等于木球的重力势能D.上述三种情况都有可能解析:由于铁球和木球的密度不同,质量相等的铁球和木球,木球的体积较大,放在同一水平面上时,木球的重心高,因此,木球的重力势能大于铁球的重力势能。3.将重为50N的物体沿着竖直方向向上匀速吊起10m高,此过程中物体的重力势能变化了J,拉力对物体做功J.若物体以1m/s2的加速度上升10m高,此过程中物体的重力势能变化了J,拉力对物体做了J的功.(g取10m/s2)解析:物体重力势能增加了ΔEp=mgh=50×10J=500J拉力做功W=F·h=mgh=500J。若物体匀加速上升,但重力势能仍增加了500J因为F-G=gG·a所以F=G+G·a/g=G·gga=50×10101N=55N从而WF=F·h=55×10J=550J.答案:5005005005504.盘在地面上的一根不均匀的金属链重30N,长1m,从甲端缓慢提起至乙端恰好离地面时需做功10J,如果改从乙端提起至甲端恰好离地面需做功J.(g取10m/s2)解析:设链子两端分别为甲、乙,链子的质心距甲端xm,距乙端ym,则x+y=1m提甲端,质心需提高ym,W甲=mgy=10J提乙端,质心需提高xm,W乙=mgx所以W甲+W乙=mg(x+y)=30×1J=30J所以W乙=20J.答案:205.地面上竖直放置一根劲度系数为k,原长为L0的轻质弹簧,在其正上方有一质量为m的小球从h高处自由落到下端固定于地面的轻弹簧上,弹簧被压缩,求小球速度最大时重力势能是多少?(以地面为参考平面)解析:当mg=kx时,小球的速度最大,所以x=mg/k.此时小球离地面高度为:H=L0-x=L0-mg/k重力势能Ep=mgH+mg(L0-mg/k)=mgL0-m2g2/k.答案:Ep=mgL0-m2g2/k6.质量为10kg的物体静止在地面上,现用120N的竖直拉力提升物体,g取10m/s2.在物体上升10m时,拉力做功J,物体动能增加J,重力势能增加J.解析:拉力做功WF=Fh=120×10J=1200J克服重力做功WG=Gh=10×10×10J=1000J重力势能增加1000J动能增加了ΔEk=WF-WG=200J.答案:120010002007.质量是100g的球从1.8m的高处落到水平板上,又弹回到1.25m的高度,在整个过程中重力对球所做的功为多少?球的重力势能变化了多少?解析:由重力做功的特点可知,此时重力所做的功为:WG=mgH=mg(h1-h2)=0.1×9.8×(1.8-1.25)J=0.54J由重力做功与重力势能的变化之间的关系可知,此时重力做正功,重力势能应减少,且减少量ΔEp=WG=0.54J.答案:0.54J重力势能减少了0.54J.8.如图所示,一个质量为m、半径为r、体积为V的铁球,用一细线拴住,慢慢地放入截面积为S、深度为h的水中.已知水的密度为ρ,求铁球从刚与水面接触至与杯底接触的过程中,水与铁球的重力势能分别变化了多少?水与铁球组成的系统总的重力势能变化了多少?解析:铁球重力势能减少了mgh,水的重力势能增加了21ρgV2/S,铁球与水总的重力势能减少了mgh-21ρgs(Δh)2=mgh-21ρgV2/S9.如图,长为L的细线拴一个质量为m的小球悬挂于O点,现将小球拉至与O点等高的位置且线恰被拉直.求放手后小球摆到O点正下方的过程中:(1)球的重力做的功;(2)线的拉力做的功;(3)外力对小球做的总功.解析:(1)WG=mgL(2)WF=0(3)W总=mgLO10.如图所示,一个质量为m的木块,以初速度v0冲上倾角为θ的斜面,沿斜面上升L的距离后又返回运动.若木块与斜面间的动摩擦因数为μ,求:(1)木块上升过程重力的平均功率是多少?木块的重力势能变化了多少?(2)木块从开始运动到返回到出发点的过程滑动摩擦力做的功是多少?重力做的功是多少?全过程重力势能变化了多少?解析:(1)P=21mgsinθ重力势能增加了mgLsinθ(2)Wμ=-2μmgLcosθ重力做功为零,重力势能没有变化v0

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