人教版高一物理必修2第七章第4节重力势能导学案设计(无答案)

第七章第4节重力势能
1．重力做功的特点
(1)只跟物体运动的________和________的位置有关，而跟物体运动的________无关．
(2)物体下降时重力做______，物体被举高时重力做______．
(3)重力做功的表达式
W G＝________，其中h表示物体起点和终点的高度差．
2．重力势能
(1)特点：与物体相对地球的________有关．
(2)大小：等于物体所受重力与所处________的乘积，表达式为E p＝________.
(3)单位：________，与功的单位相同．
3．重力做功与重力势能变化的关系：W G＝E p1－E p2
(1)当物体从高处运动到低处时，重力做________，重力势能________，即W G>0，E p1>E p2.
(2)当物体由低处运动到高处时，重力做________，重力势能________，即W G<0，E p1<E p2.重力做负功也叫做__________．
4．重力势能的特性
(1)相对性：重力势能总是相对选定的________而言的．(该平面常称为零势能面)
(2)标矢性：重力势能为________，其正负表示重力势能大小．物体在参考平面上方时，重力势能为________值，在参考平面下方时，重力势能为________值．
(3)系统性：重力势能是________与________所组成的系统共有的．
5．判断正误：
(1)重力做功的多少与物体运动的路径无关．()
(2)重力做功W G＝－20 J时，物体的重力势能减小20 J．()
(3)重力势能E p1＝2 J，E p2＝－3 J，则E p1与E p2方向相反．()
(4)同一物体的重力势能E p1＝2 J，E p2＝－3 J，则E p1>E p2.()
(5)在同一高度的质量不同的两个物体，它们的重力势能一定不同．()
一、重力势能的理解
1.如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设以桌面处为参考平面，则小球落到地面前瞬间的重力势能为()
A．mgh
B．mgH
C．mg(h＋H)
D．－mgh
2.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．在同一高度，将物体以速度v0向不同方向抛出，落地时物体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．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零
二、重力做功和重力势能的变化
3.如图所示，质量为m的小球从曲面左侧上的A点由静止滚下，经过最低点后滚到曲
面右侧上的B点时速度减为零，最终静止在曲面最低点C.已知A点距最低点的高度为
h1，B点距最低点的高度为h2.求：
(1)小球从A点滚到B点的过程中，重力做了多少功？小球的重力势能变化了多少？
(2)从A点释放到最后静止在C点整个过程，重力做了多少功？重力势能如何变化？
4.关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是()
A．物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是1 J，但物体重力势能的增加量有可能不是1 J
B．在同一高度，将物体以速率v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
减少的重力势能也一定相等
C ．从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能的减少量是不同
的
D ．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力所做的功与物体重力势能的增加量之
和
三、用等效法求绳子、链条等物体重力势能的变化
5. 如图所示，在光滑的桌面上有一根均匀柔软的质量为m 、长度为l 的绳子，绳子的14
悬于桌面下，从绳子开始下滑至绳子刚好全部离开桌面的过程中，重力对绳子做功为多少？绳子的重力势能变化量为多少？
(桌面离地面高度大于l )
6.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
面的瞬间，铁链克服重力做功为多少？铁链的重力势能变化了多少？
1.关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是( )
A ．重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少
B ．物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加
C ．地球上物体的重力势能是不变的
D ．重力做功的多少与重力势能的变化都与参考平面的选取无关
2.如图所示，质量为M 的物体放在水平地面上，物体上方安装一劲度系数为k 的轻弹簧，在弹簧处
于原长时，用手拉着其上端P 点很缓慢地向上移动，直到物体脱离地面向上移动一段距离．在这一过程中，P 点的位移为H ，则物体重力势能的增加量为( )
A ．MgH
B ．MgH ＋M 2g 2k
C ．MgH －M 2g 2k
D ．MgH －Mg k
3.如图所示，某物体分别沿三条不同的轨道，由离地h 高的A 点滑至B 点，轨道Ⅱ光滑，轨道Ⅰ、Ⅲ均有摩擦，则重力做功多少的情况是( )
A ．沿轨道Ⅰ滑下多
B ．沿轨道Ⅱ滑下多
C ．沿轨道Ⅲ滑下多
D ．沿三条轨道滑下时重力做功相等
4．质量为0.5 kg 的小球，从桌面以上h 1＝0.4 m 的A 点落到地面的B 点，桌面高h 2＝0.8 m ．以桌面为参考平面，取g ＝10 m/s 2，下列说法正确的是 ( )
A ．小球在A 点的重力势能为6 J
B ．小球在B 点的重力势能为4 J
C ．小球从A 点下落到B 点的过程中重力势能减少了6 J
D ．小球从A 点下落到B 点的过程中重力做的功为－6 J
5．一质量为m 的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a 匀加速提升h .关于此过程，下列说法中不正确的是( )
A ．提升过程中手对物体做功m (a ＋g )h
B ．提升过程中合外力对物体做功mah
C ．提升过程中物体的重力势能增加m (a ＋g )h
D ．提升过程中物体克服重力做功mgh
6．运动员跳伞将经历加速、减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是( )
A ．阻力对系统始终做负功
B ．系统受到的合外力始终向下
C ．重力做功使系统的重力势能增加
D．任意相等的时间内重力做的功相等
7．物体做自由落体运动，其相对于地面的重力势能与下落速度的关系，图中正确的是(
)
8．如图所示，在水平地面上平铺着n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h.如果工人将砖一块一块地叠放起来，那么工人至少做功()
A．n(n－1)mgh B.
1
2
n
(n－1)mgh
C．n(n＋1)mgh D.
1
2n(n＋1)mgh
9. 钢球在足够深的槽中由静止开始下落，若油对球的阻力正比于其速度，则球在下落的过程中阻力对球做功的功率大小随时间的变化关系最接近于图中的（）
10. 如图所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静
止皮带上，运动员用力后蹬皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒定为f，使皮带以速度v
匀速运动，则在运动过程中下列说法正确的是（）
A．人对皮带不做功
B．人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力
C．人对皮带做功的功率为fv
D．人对皮带做功的功率为mgv
11. 质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图．从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为F f，则()
A. 0～t1时间内，汽车的牵引力等于1
1
v
m
t
B．t1～t2时间内，汽车的输出功率等于
2
1
1
v
m
t
C ．汽车运动的最大速度12111f mv v v F t ⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭
D ．t 1～t 2时间内，汽车克服阻力做的功为()12212
f v v F t t +•- 12.如图所示，有一条长为L 、质量为m 的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，以斜面最高点为重力势能的零点，求：
(1)开始和链条刚好从右侧全部滑出斜面时重力势能各是多大？
(2)此过程中重力势能减少了多少？
13.如图所示，有一连通器，左右两管的横截面积均为S ，内盛密度为ρ的液体，开始时两管内的液面高度差为h 。

打开底部中央的阀门K ，液体开始流动，最终两液面相平。

在这一过程中，
液体的重力势能变化了多少？是增加了还是减少了？。