重力势能练习题

重力势能 同步练习

1．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，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

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 A ．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

3．将重为50 N 的物体沿着竖直方向向上匀速吊起10 m 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1 m/s 2的加速度上升10 m 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10 m/s 2） 4．盘在地面上的一根不均匀的金属链重30 N ，长1 m ，从甲端缓慢提起至乙端恰好离地面时需做功10 J ，如果改从乙端提起至甲端恰好离地面需做功 J ．（g 取10 m/s 2） 5．地面上竖直放置一根劲度系数为k ，原长为L 0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） 6．质量为10 kg 的物体静止在地面上，现用120 N 的竖直拉力提升物体，g 取10 m/s 2．在物体上升10 m 时，拉力做功 J ，物体动能增加 J ，重力势能增加 J ． 7．质量是100 g 的球从1．8 m 的高处落到水平板上，又弹回到1．25 m 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？ 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？

9．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．

10．如图所示，一个质量为m 的木块，以初速度v 0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？

1．AB 2．B 3．解析：物体重力势能增加了ΔE p =mgh =50×10 J=500 J 拉力做功W =F ·h =mgh =500 J 若物体匀加速上升，但重力势能仍增加了500 J 因为F －G =

g G ·a 所以F =G +G ·a /g =G ·g g a +=50×10

101+

N=55 N

O

θ

v 0

从而W F =F ·h =55×10 J=550 J ． 答案：500 500 500 550

4．解析：设链子两端分别为甲、乙，链子的质心距甲端x m ，距乙端y m ，则x +y =1 m

提甲端，质心需提高y m ，W 甲=mgy =10 J 提乙端，质心需提高x m ，W 乙=mgx 所以W 甲+W 乙=mg （x +y ）=30×1 J=30 J 所以W 乙=20 J ． 答案：20

5．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 =L 0－x =L 0－mg /k 重力势能E p =mgH +mg （L 0－mg /k ）=mgL 0－m 2g 2/k ． 答案：E p =mgL 0－m 2g 2/k

6．解析：拉力做功W F =Fh =120×10 J=1200 J

克服重力做功W G =Gh =10×10×10 J=1000 J 重力势能增加1000 J

动能增加了ΔE k =W F －W G =200 J ． 答案：1200 1000 200

7．解析：由重力做功的特点可知，此时重力所做的功为：

W G =mgH =mg （h 1－h 2）=0.1×9.8×（1.8－1.25）J=0.54 J

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ΔE p =W G =0.54 J ． 答案：0.54 J 重力势能减少了0.54 J ．

8．铁球重力势能减少了mgh ，水的重力势能增加了2

1

ρgV 2/S ，铁球与水总的重力势能减少了mgh -

21ρgs (Δh )2=mgh -2

1

ρgV 2/S 9．（1）W G =mgL （2）W F =0 （3）W 总=mgL 10．（1）P =

2

1

mg sin θ 重力势能增加了mgL sin θ （2）W μ=-2μmgL cos θ 重力做功为零，重力势能没有变化