必修二7.4重力势能 习题

必修二7.4重力势能习题

1．物体高度变化时，重力要对物体做功，当物体向下运动时，重力对物体做________功，当物体向上运动时，重力对物体做______功，重力对物体做的功只跟它的__________________有关，而跟物体运动的路径________，功的大小等于重力与始末位置的____________的乘积．

2．物体的重力势能等于它所受重力与____________的乘积，表达式为E p＝________.在国际单位制中单位为________，符号为______．

3．重力做功与重力势能变化的关系式为________________，当物体由高处运动到低处时，重力做______功，重力势能________，即W G>0，E p1>E p2.重力势能减少的数量等于重力做的功．当物体由低处运动到高处时，重力做______功，或者说____________________，重力势能________，即W G<0，E p1

4．重力势能的相对性

(1)参考平面：物体的重力势能总是相对于某一__________来说的，这个____________叫做参考平面．在参考平面上，物体的重力势能取作______．

(2)参考平面的选取：选择哪一个水平面作参考平面，要根据具体情况而定，一般以解决问题方便为原则．

①选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是________的，但物体在固定的两个位置的重力势能的差值与选择的参考平面________．

②对选定的参考平面，上方物体的重力势能是______值，下方物体的重力势能是______值，负号表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能______．

5．沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，

下列说法正确的是( )

A．沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多

B．沿坡度大，粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多

C．沿坡度小，粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多

D．不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同，物体增加的重力势能也相同

6．关于重力势能的说法中正确的是( )

A．质量大的物体其重力势能大

B．位置高的物体其重力势能大

C．水平地面上的物体重力势能都相等

D．水平地面上方物体的重力势能有可能比水平地面下方物体的重力势能小

7．关于重力做功和物体重力势能的变化，下面说法中正确的是( )

A．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少

B．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加

C．重力做功的多少与参考平面的选取无关

D．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功

【概念规律练】

知识点一重力做功的特点

计算下图四种情景中质量为m的物体从A到B重力做的功，以地面为参考平面，A点高度为h1,B点高度为h2

甲乙丙丁

对于甲：W G=mg(h1-h2)=mgh1—mgh2

对于乙：W G=

对于丙：W G=

对于丁：W G=

1．如图1所示，A 点距地面高为h ，B 点在地面上，一物体沿两条不同的路径ACB

和ADB 由A 点运动到B 点，则( )

A ．沿路径AC

B 重力做的功多一些

B ．沿路径ADB 重力做的功多一些

C ．沿路径ACB 和路径ADB 重力做的功一样多 图1

D ．无法判断沿哪条路径重力做的功多一些

2.如图2所示，质量为m 的小球从高度为h 的斜面上的A 点滚下，经水平面BC 后再滚

上另一斜面，当它到达h 3

处的D 点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为( ) A.mgh 3 B.2mgh 3

C ．mgh

D ．0 图2 知识点二 重力势能

3．关于重力势能，下列说法正确的是( )

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

C ．一个物体的重力势能从－5 J 变到－3 J ，重力势能变小了

D ．重力势能的减少量等于重力对物体做的功

4．楼上某房间地板高出楼外地面4 m ，窗台比地板高1 m ．一个质量为10 kg 的重物分别放在窗台上A 处、

地板上B 处和楼外地面上C 处．(g 取9.8 m/s 2)

(1)以楼外地面为参考平面(零势能面)，重物在A 、B 、C 三处的重力势能分别为E pA ＝________，E pB ＝________.E pC ＝________.

(2)以该房间地板为参考平面，重物在A 、B 、C 三处的重力势能分别为E pA ＝________，E pB ＝________，E pC ＝________.

(3)重物在A 、B 两处的重力势能之差E pA －E pB ＝______，A 、C 两处的重力势能之差E pA －E pC ＝________.

(4)物体在某处的重力势能的量值，跟参考平面的选取____关．

知识点三 重力做功与重力势能的关系

当物体的重力做正功时，物体位置_______，物体的重力势能______，当物体的重力做负功时，物体位置_________，重力势能________，重力做功和重力势能的表达式为：_________________________________。

5．关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是( )

A ．物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量

B ．在同一高度，将物体以初速度v 0向不同方向抛出，从抛出到落地的过程中，重力所做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等

C ．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功

D ．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力所做的功等于物体克服重力所做的功与物体所增加的重力势能之和

6．质量为m 的小球从离桌面高度为H 处由静止下落，桌面离地高度为h ，如图3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过程中小球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) 图3

7.如图4所示，在水平地面上平铺着n 块砖，每块砖的质量为m ，厚度为h.如果人工

将砖一块一块地叠放起来，那么人至少做功( )

A ．n(n －1)mgh B.12

n(n －1)mgh C ．n(n ＋1)mgh D.12

n(n ＋1)mgh 图4

二、重力势能变化量的求解方法

8．如图5所示，两个底面积都是S 的圆筒，用一根带有阀门的细管相连通，放在水平

地面上．两桶内盛有密度为ρ的水，阀门关闭时两桶液面的高度分别为h 1和h 2，现将连接

两桶的管道阀门打开，让左侧桶中的水缓慢流入右侧桶内，最后两桶液面的高度相同，求

在此过程中水的重力势能的变化量？

图5