高中物理模块五功与能考点3重力做功与重力势能习题

考点3 重力做功与重力势能

1. 重力的功

(1)重力的功与路径无关，只与它的起点和终点的位置有关．

(2)计算式：W G＝mgh1－mgh2.

2. 重力势能

(1)定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积．

(2)表达式：E p＝mgh

(3)单位：焦耳(J)

(4)重力势能是标量

(5)选不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的．

在参考平面的物体，E p＝0

在参考平面上方的物体，E p>0

在参考平面下方的物体，E p<0

(6)重力势能是物体和地球组成的系统所共有的.

3. 重力的功与重力势能的关系：重力对物体所做的功，等于物体重力势能变化量的负值，即W G＝－ΔE P

(1)重力对物体做多少正功，物体的重力势能就减少多少．

(2)重力对物体做多少负功，物体的重力势能就增加多少．

1.(多选)下列关于重力势能的说法中正确的是( AB )

A.重力势能是物体和地球共同具有的，而不是物体单独具有的

B.在同一高度，将同一物体以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，它的重力势能一定为零

2.(多选)关于重力势能，下列说法中正确的是( CD )

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.物体与参考平面的距离越大，它的重力势能也越大

C.一物体的重力势能从－5 J变化到－3 J，重力势能变大了

D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功

3.一实心铁球与一实心木球质量相等，将它放在同一水平地面上，下列结论正确的是( C )

A.铁球的重力势能大于木球的重力势能

B.铁球的重力势能等于木球的重力势能

C.铁球的重力势能小于木球的重力势能

D.木球的重力势能不会大于铁球的重力势能

4.如图所示虚线是一跳水运动员在跳水过程中其重心运动的轨迹，则从起跳至入水的过程中，

该运动员的重力势能( C )

A.一直减小

B.一直增大

C.先增大后减小

D.先减小后增大

5.如图所示，静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为h，桌面距

地面高为H，物体质量为m，则以下说法正确的是( C )

A.小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最少

B.小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最多

C.以桌面为参考面，小球的重力势能的减少量为mgh

D.以地面为参考面，小球的重力势能的减少量为mg(H＋h)

6.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，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 )

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. 加速下降时，重力做功大于系统重力势能的减小量

D. 任意相等的时间内重力做的功相等

7. 一个质量为m ＝1千克的小球从倾角α＝30°的光滑斜面上静止释放，经过一段时间沿着

斜面运动了10米，则这个过程中小球重力势能的改变量以及重力做功的平均功率是( A )

A ．－50焦，25瓦

B ．－50焦，50瓦

C ．－100焦，25瓦

D ．－100焦，50瓦

8. 起重机以g 4

的加速度将质量为m 的物体匀减速地沿竖直方向提升高度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？物体的重力势能变化了多少？ 【答案】

34

mgh mgh 增加了mgh

9. 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，铁链克服重力做功多少？(g 取10m/s 2)

【答案】 100 J

10. 质量为m 的均匀链条长为L ，开始放在光滑水平桌面上时，有14

的长度悬在桌边缘，如图7所示，松手后，链条滑离桌面，问从开始到链条刚滑离桌面过程中重力势能变化了多少？(桌面离地面高度大于L )

【答案】 重力势能减少1532

mgL .

11. 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) 开始时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？

【答案】(1)－18mgL (1＋sin θ)－12mgL (2) 18

mgL (3－sin θ)

12. 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( B )

A ．n (n －1)mgh B.12

n (n －1)mgh C ．n (n ＋1)mgh D ．12

n (n ＋1)mgh