人教版物理必修二：第七章 4重力势能.pptx

D．两球刚着地时，重力的瞬时功率相等 解析 两球的始末位置相同，所以重力对两球所做的功相同，选 项 A 正确；着地时两球的重力势能都是减少的，所以重力对两球所
做的功都是正功，选项 B 正确；虽然重力对两球所做的功相同，但
做功所用的时间不同，竖直上抛的小球用的时间要长一些，所以重力
对两球的平均功率不相等，选项 C 错误；两球着地时的速度相同，
做的功量度了重力势能的变化，D 选项正确．
答案 D 9．利用超导材料和科学技术可以实现磁悬浮．若磁悬浮列车的 质量为 20 t，因磁场间的相互作用而浮起的高度为 10 mm，则该过程 中磁悬浮列车增加的重力势能是( )
A．20 J C．2.0×103 J
B．200 J D．2.0×107 J
解析 因磁场间的相互作用，列车浮起的高度为 10 mm，增加
解析 物体的重力势能与参考面有关，同一物体在同一位置相对 不同的参考面的重力势能不同，A 选项错；物体在零势能面以上，距
零势能面的距离越大，重力势能越大．物体在零势能面以下，距零势
能面的距离越大，重力势能越小，B 选项错；重力势能中的正、负号
表示大小，－5 J 的重力势能小于－3 J 的重力势能，C 选项错；重力
质量为 m 的小球，从离桌面 H 高处由静止下落，桌面离地面高 度为 h，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势 能及整个下落过程中重力势能的变化分别为( )
A. mgh，减少 mg(H－h) B. mgh，增加 mg(H＋h) C. －mgh，增加 mg(H－h) D. －mgh，减少 mg(H＋h) 解析 小球从初始位置下落到地面，重力做功，重力势能减少了
故整个过程中摩擦力做的功 Wμ＝Wμ1＋Wμ2＝－2μmgLcosθ
全过程重力做的功为零，重力势能没有变化 答案 (1)－21mgv0sinθ 增加了 mgLsinθ (2)－2μmgLcosθ 0 没有变化
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13．起重机以4g的加速度将质量为 m 的物体匀加速地沿竖直方向 提升高度为 h，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少，物体克服 重力做功为多少？(不计空气阻力)
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双基限时练(十七) 重力势能
1．下面说法中正确的是( ) A．地面上的物体重力势能一定为零 B．质量大的物体重力势能一定大 C．不同的物体中离地面最高的物体其重力势能最大 D．离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零 解析 物体的重力势能值与重力势能的零势能面的选取有关，故 此题D 选项正确． 答案 D 2.
答案 98 J 12．如图所示，一个质量为 m 的木块，以初速度 v0 冲上倾角为
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θ 的斜面，沿斜面上升 L 的距离后又返回．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 物体下滑的加速度 a＝gsinα，t 时物体下滑的距离 s＝12at2
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＝21gsinα·t2，下滑的高度 h＝ssinα，物体重力势能的减少 ΔE p＝mgh ＝12mg2t2sin 2α.
答案 D 5. 下列关于重力势能的说法中，正确的是( ) A. 有 A、B 两个物体，A 的高度是 B 的高度的 2 倍，那么物体 A 的重力势能的数值一定是物体 B 重力势能数值的 2 倍 B. 从同一高度将某一物体以相同的速度竖直上抛或平抛，从 抛出 到落地过程中，物体重力势能的变化是相同的 C. 有一物体从顶楼落到地面，如果受到空气阻力，物体重力 势能 的减少量小于自由下落时重力势能的减少量 D. 重力做功时，不仅与物体运动的高度有关，还与物体运动 的路 径有关
解析 由牛顿第二定律得，
F－mg＝ma，
得 F＝5 . 4mg
起重机钢索拉力对物体做的功， W1＝Fh＝45mgh.
重力做功 W2＝－mgh，
则物体克服重力做功 W2′＝mgh.
答案
5 4mgh
mgh
所以重力的瞬时功率相等，选项 D 正确．
答案 ABD 8．关于重力势能，下列说法中正确的是( ) A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定 B．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大
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C．一个物体的重力势能从－5 J 变化到－3 J，重力势能减少了 D．重力势能的减少量等于重力对物体做的功
A. 2mga 2＋1mga
C. 2
B.
2mga 2
2－1mga D. 2
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解析 未推时，其重心离地面的高度为a2，翻倒过程中，其重心
离地面的最大高度为
2 2
a
，
克服
重力
做功
为
W＝
mg
2 2
a－12a＝
2－1mga
2－1mga
2
，所以推翻该立方体至少做功为
2
，D 选项正
确．
答案 D 7．在高处的某一点将两个重力相同的小球以相同速率 v0 分别竖 直上抛和竖直下抛，下列结论正确的是(不计空气阻力)( ) A．从抛出到刚着地，重力对两球所做的功相等 B．从 抛出到刚着地，重力分别对两球做的总功都是正功 C． 从抛出到刚着地，重力对两球的平均功率相等
的物体做功，所以 C 不正确．在地面上的物体，只要零势面不选在
地面上，它的重力势能一定不等于零，所以 D 不正确．
答案 AB 4．质量为 m 的物体，沿倾角为 α 的光滑斜面由静止下滑，当下
滑 t(s)时重力势能减少量为( )
A.12mg2t2sinα
B.12mg2t2
C．mg2t2
D.12mg2t2sin 2α
解析 重力势能是由于地球和物体相互作用凭相对位置所具有， 是地球和物体组成的系统所共有的，所以 A 正确．重力势能的大小
没有绝对的数值，零势能面位置的选取不同，物体系统的重力势能也
不同，所以说重力势能的大小是相对于零势面而言的，B 正确．重力
势能等于零的物体仅能说明物体在零势面上，完全可能对零势面以下
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mg(H＋h)；以桌面重力势能为零位置，在地面时重力势能为－mgh，
故 D 选项正确．
答案 D 3．下列关于重力势能的说法正确的是( ) A．重力势能是地球和物体共同具有的，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
A．mg(L－h)
C．mg(h－mg k
)
B．mg(h－L＋mkg)
D．mg(h－L
mg － k)
解析 提起物体 A 刚离开地面时，对物体 A 有：mg＝kΔx，所
以 Δx＝mkg，此时物体 A 在弹簧的拉力作用下，P点升高的高度为 h，
则物体 A 升高的高度为 h′＝h－Δx＝h－mkg，重物 A 具有的重力势 能为 Ep＝mgh′＝mg(h－Δx)＝mgh－mkg，正确选项为C.
解析 (1)上升过程重力做功 W1＝ —mgLsinθ，
上升所用时间
t1＝
L v
＝
vL0＝2vL0，
2
故平均功率 P＝Wt11＝－mg2LLsinθ＝－12mgv0sinθ， v0
重力势能增加了 mgLsinθ.
(2)上升过程摩擦力做的功 Wμ1＝－μmgcosθ·L
下落过程摩擦力做的功 Wμ2＝－μmgcosθ·L
的10×10－3 J＝2.0×103 J，正
确选项为C.
答案 C
10. 如图所示，重物 A 质量为 m，置于水平地面上，其上表面竖直
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立着一根轻质弹簧．弹簧长为 L，劲度系数为 k，下端与物体 A 相拴 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)( )
解析 由 Ep＝mgh 可知，只有 mA＝mB 时，A的重力势能才是 B 的重力势能的 2 倍，故 A 选项错误；重力做功与路径无关．仅由初
末位置的高度差决定，而且重力做的功等于重力势能的减少量，与物
体是否受其他外力无关，故 C、D 选项错误，B 选项正确．
答案 B 6．要将一个质量为 m、边长为 a 的匀质正方体推翻，推力对它 做的功至少为( )
答案 C 11.
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过程中，物体克服重力做 功为多少？
解析 铁链从初状态到末状态，它的重心位置提高了 h＝2l，因 而物体克服重力所做的功为 W＝mgl/2＝21×10×9.8×2 J＝98 J.