2021年高中物理第八章第2节重力势能训练含解析人教版必修2.doc
2020_2021学年新教材高中物理第八章机械能守恒定律2重力势能训练含解析新人教版必修2
重力势能【基础巩固】1.(多选)有关重力势能的变化,下列说法正确的是 ()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 JB.从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛,落到地面上时,物体重力势能的变化是相同的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相同的D.物体运动中重力做功-1 J,但物体重力势能的增加量不是1 J答案:ABC2.关于弹簧的弹性势能(在弹簧的弹性限度内),下列说法正确的是()A.当弹簧变长时,它的弹性势能一定变大B.当弹簧变短时,它的弹性势能一定变小C.在伸长量相同时,劲度系数越大的弹簧,它的弹性势能越大D.弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能答案:C3.某游客带着孩子爬山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,球从A点滚到了山脚下的B点,高度标记如图所示.下列说法正确的是()A.从A到B的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程重力做的功B.从A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程重力做的功C.从A到B重力做功mg(h0+h)D.从A到B重力做功mgh0答案:D4.如图所示,质量为m的小球从高为h处斜面上的A点滚下经过水平面BC后,再滚上另一斜面,当它到达高为ℎ的D点时,速度为0.在这个过程中,重力做功为()4A.ℎℎℎ4B.3ℎℎℎ4C.mghD.0答案:B5.一个100 g 的球从1.8 m 的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m 的高度,g 取10 m/s 2.下列说法正确的是 ( )A.整个过程中重力做功为1.8 JB.整个过程中重力做了0.55 J 的负功C.整个过程中物体的重力势能一定减少0.55 JD.整个过程中物体的重力势能一定增加1.25 J 答案:C6.一根粗细均匀的长直铁棒重600 N,平放在水平地面上.现将一端从地面抬高0.50 m,而另一端仍在地面上,则 ( ) A.铁棒的重力势能增加了300 J B.铁棒的重力势能增加了150 J C.铁棒的重力势能增加量为0D.铁棒重力势能增加多少与参考平面的选取有关,所以无法确定 答案:B【拓展提高】7.质量为m 的物体,在t =0时刻沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑,到t 时刻重力势能的减少量为( ) A.12mg 2t 2sin αB.12mg 2t2C.mg 2t 2D.12mg 2t 2sin 2α解析:物体下滑的加速度a =g sin α,t 时刻物体下滑的距离x =12at 2=12g sin α·t 2,下滑的高度h =x sin α=12gt 2sin 2 α,物体重力势能的减少量ΔE p =mgh =12mg 2t 2sin 2α.选项D 正确.答案:D8. 一竖直弹簧下端固定于水平地面上,小球从弹簧正上方高为h 的地方自由下落到弹簧上,如图所示.经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A ,则 ( )A.h越大,弹簧最终在A点的压缩量越大B.弹簧最终在A点的压缩量与h无关C.h越大,小球最终静止在A点时弹簧的弹性势能越大D.小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终静止在A点时弹簧的弹性势能大解析:最终小球静止在A点时,小球受重力与弹簧的弹力作用,它们是一对平衡力,故mg=kx,弹簧在A点的压缩量x=ℎℎℎ,x与下落时的高度h无关,选项A错误,选项B正确.对同一弹簧,它的弹性势能大小仅与弹簧的形变量有关,小球最终静止在A点和经过A点时,弹簧的弹性势能相同,选项C、D错误.答案:B9.如图所示,在光滑水平面上有A、B两物体,它们中间连一弹簧,已知m A=2m B,今用水平恒力F向右拉B,当A、B一起向右加速运动时,弹簧的弹性势能为E p1,如果用水平恒力F向左拉A,当A、B一起向左加速运动时,弹簧的弹性势能为E p2,比较E p1与E p2的大小.解析:设m B=m,则m A=2m,设弹簧的劲度系数为k.向右拉B时加速度a1=ℎ3ℎ,对A有kx1=2ma1,得x1=2ℎℎ1ℎ=2ℎ3ℎ.向左拉A时,加速度a2=ℎ3ℎ,对B有kx2=ma2,得x2=ℎℎ2ℎ=ℎ3ℎ.可见,x1>x2,所以E p1>E p2.答案:E p1>E p2【挑战创新】10.下图所示的摩天轮高度为108 m,直径是98 m.一质量为50 kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25 min,g取10 m/s2.如果以地面为参考平面,则他到达最高处时()A.重力势能为5.4×104 J,角速度为0.2 rad/sB.重力势能为4.9×104 J,角速度为0.2 rad/sC.重力势能为5.4×104 J,角速度为4.2×10-3 rad/sD.重力势能为4.9×104 J,角速度为4.2×10-3 rad/s解析:以地面为参考平面,游客到达最高处时的重力势能E p=mgh=5.4×104 J,匀速圆周运动的周期T=25m i n,由角速度与周期之间的关系得ω=2π=4.2×ℎ10-3 rad/s,选项C正确.答案:C。
人教版高中物理必修第二册第8章2重力势能练习含答案
2.重力势能基础巩固1.关于重力做功和重力势能,下列说法正确的是()A.当重力做正功时,物体的重力势能可以不变B.当物体克服重力做功时,物体的重力势能一定减小C.重力势能的大小与参考平面的选取有关D.重力势能为负值说明其方向与规定的正方向相反答案:C解析:重力做正功时,重力势能减小,故A错误。
当物体克服重力做功时,重力势能增大,故B错误。
重力势能的大小与参考平面的选取有关,故C正确。
重力势能是标量,正负不表示方向,故D错误。
2.(多选)西双湖风景区内的十七孔桥(如图甲)是除水晶塔之外的又一标志性建筑,它不仅是南北两湖的分界点,更是联系东西两方景区的交通要冲,其模型可简化为图乙。
已知孔桥的拱高为h,A、B两点在同一水平面上。
一游客在由A点运动到B点的过程中,以下说法正确的是()A.游客的重力势能先增大后减小,重力先做负功后做正功B.游客的重力势能先减小后增大,重力先做负功后做正功C.游客的重力势能先增大后减小,重力先做正功后做负功D.游客在整个运动过程中重力做功为零答案:AD解析:游客由A到桥顶,重力做负功,重力势能增大;由桥顶到B,重力做正功,重力势能减小。
整个过程游客的重力势能先增大后减小,由于A、B等高,所以整个过程中重力做功为零,重力势能变化量为零,故A、D正确,B、C错误。
3.某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,球从A点滚到了山脚下的B 点,高度标记如下图所示,则下列说法正确的是()A.从A到B的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程重力做的功B.从A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程重力做的功C.从A到B重力做功mg(h1+h2)D.从A到B重力做功mgh1答案:D解析:重力对物体所做的功只与初、末位置的高度差有关,大小为W G=mgh1,故选项D正确。
4.一只100 g的球从1.8 m的高度处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度,g取10 m/s2,则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是()A.重力做功为1.8 JB.重力做了0.55 J的负功C.球的重力势能一定减少0.55 JD.球的重力势能一定增加1.25 J答案:C解析:整个过程重力对球做正功,其大小为W=mgΔh=mg(h1-h2)=0.55 J,A、B错误。
2020-2021学年物理人教版第二册教案：第8章2.重力势能含解析
2020-2021学年新教材物理人教版必修第二册教案：第8章2.重力势能含解析2．重力势能学习目标：1。
[物理观念]知道重力做功与路径无关，理解重力势能的概念及表达式。
2.[科学思维］通过实例分析，理解重力做功与重力势能变化的关系。
3。
［科学思维］知道重力势能的相对性，且是物体和地球组成的系统所共有的。
4.[物理观念］了解弹性势能的决定因素.知道弹力做功与弹性势能变化的关系.阅读本节教材，回答第79页“问题”并梳理必要知识点。
教材第79页“问题”提示：E p＝mgh一、重力做的功1．重力做功公式W G＝mgΔh的推导(1)设一个质量为m的物体,从与地面高度是h1的位置A竖直向下运动到高度是h2的位置B（图甲)。
这个过程中重力所做的功是W G＝mgΔh＝mgh1－mgh2。
(2)质量为m的物体，从与地面高度是h1的位置A沿着一个斜面向下运动到高度是h2的位置B′,再水平运动到B（图乙)。
物体沿斜面运动的距离为l，则这个过程中重力做的功是W G＝(mg cos θ)l＝mgΔh＝mgh1－mgh2.甲乙斜面是否光滑对计算重力做功没有影响。
位置有关，而跟物体运动的路径无关.二、重力势能1．意义：mgh的特殊意义在于一方面与重力做的功密切相关，另一方面它随着高度的增加而增加、随着质量的增加而增加，我们把mgh叫作重力势能。
2．表达式：E p＝mgh。
3．重力势能是标量(选填“矢量"或“标量”)。
4．单位：焦耳，符号J.1 J＝1 kg·m·s－2·m＝1 N·m5．重力做功与重力势能的关系：(1）W G＝E p1－E p2（其中E p1表示物体在初位置的重力势能，E p2表示物体在末位置的重力势能)。
(2)两种情况：①物体由高处运动到低处时,重力做正功，重力势能减少,即W G ＞0,E p1＞E p2。
②物体由低处运动到高处时，重力做负功，重力势能增加，即W G＜0，E p1＜E p2。
人教版高中物理必修第2册 精品讲义 8.2 重力势能(解析版)
1．定义：物体的重力与所处高度的乘积。
2．大小：表达式Ep＝mgh；单位:焦耳，符号：J。
3．标矢性：重力势能是标量，只有大小、没有方向。
4．重力做功与重力势能变化的关系
(1)表达式：WG＝EP1－EP2＝－ΔEp。
(2)两种情况
5.重力势能的相对性、标矢性和系统性
重力势能
相对性
重力势能总是相对选定的参考平面而言的(该平面常称为零势能面)
故小球由A→D全过程中重力做功
WG＝W1＋W2＝mg ＝ mgh，B正确．
解法二全过程法．
全过程，小球的高度差为h1－h2＝ h，故WG＝ mgh，B正确．
计算重力做功时，找出初、末位置的高度差Δh，直接利用公式WG＝mgΔh即可，无需考虑中间的复杂运动过程．
【变式训练1】如图所示，一个质量为m，均匀的细链条长为L，置于光滑水平桌面上，用手按住一端，使L/2长部分垂在桌面下，（桌面高度大于链条长度，取桌面为零势能面），则链条的重力势能为
因此物体在此过程中的重力势能减少量为
ΔEp＝Ep1－Ep2＝7.84 J－(－15.68) J＝23.52 J
(2)以地面为参考平面，物体距参考平面的高度为
h1′＝(0.4＋0.8) m＝1.2 m，因而物体具有的重力势能为
Ep1′＝mgh1′＝2×9.8×1.2 J＝23.52 J
物体落至地面时，物体的重力势能为Ep2′＝0
答案mg(H＋h)减少mg(H＋h)
知识点一、重力做的功
1．重力做功只与重力和物体高度变化有关，与受到的其他力及运动状态、运动路径均无关．
2．物体下降时重力做正功，WG＝mgh；
物体上升时重力做负功，WG＝－mgh.
3．重力做功的特点可推广到任一恒力做功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，即恒力做的功等于力与在力的方向上的位移大小的乘积，跟初、末位置有关．
2020_2021学年新教材高中物理第八章机械能守恒定律2重力势能课件新人教版必修220210208
2．甲、乙两个物体的位置如图所示，质量关系 m 甲<m 乙，甲在桌 面上，乙在地面上，若取桌面为零势能面，甲、乙的重力势能分别为 Ep1、Ep2，则有( A )
A．Ep1>Ep2 C．Ep1＝Ep2
B．Ep1<Ep2 D．无法判断
解析：取桌面为零势能面，则 Ep1＝0，物体乙在桌面以下，Ep2<0， 故 Ep1>Ep2，故 A 项正确．
(1)他最后跳过 6.14 m 时，至少克服重力做多少功？ (2)他的重力势能改变了多少？
答案：(1)4 284.5 J (2)4 284.5 J
解析：(1)要想计算出撑竿跳运动员在跳过横杆的过程中克服重力所 做的功，应该先考虑运动员重心升高的高度，乌克兰名将布勃卡身高 1.83 m，目前仍保持着 6.14 m 的世界纪录，人的重心大约在人身高的一 半的位置，即 0.915 m，在撑竿跳的过程中，人的重心升高的高度为：h ＝6.14 m－0.915 m＝5.225 m，在人重心升高的过程中，克服重力所做 的功为：W＝mgh＝82×10×5.225 J＝4 284.5 J；(2)运动员克服重力做 了功，运动员的重力势能增加了 4 284.5 J.
5．下列关于重力势能的说法，正确的是( AB ) 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
解析：重力势能是物体与地球共有的，选项 A 正确；同一物体 的重力势能，仅与物体所处的位置有关，重力势能的变化，仅与物体 位置高度的变化有关，而与路径无关，选项 B 正确；物体的重力势 能是相对于零势能参考面而言的，选项 D 错误；重力势能等于零的 物体，可能落向更低处，可以对别的物体做功，选项 C 错误．
【精准解析】22021学年物理人教版必修第二册：第八章 2 重力势能
为( )
A.430 J,7 W
B.4 300 J,70 W
C.720 J,12 W
D.7 200 J,120 W
解析设每次俯卧撑中,运动员重心变化的高度为 h,由几何关系可得,0.4m 0.9m0.+9m0.6m,即
h=0.24m。一次俯卧撑中,克服重力做功 W=mgh=60×9.8×0.24J=141.12J,所以 1min 内克服重力
A.1 260 J C.315 J
B.1 470 J D.1 785 J
高中物理必修二 新教材 讲义 第8章 2 重力势能
2重力势能[学习目标] 1.知道重力做功的特点(重点)。
2.理解重力势能及重力做功与重力势能变化的关系(重难点)。
3.知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球组成的“系统”所共有的(重点)。
4.理解弹性势能，知道影响弹性势能大小的相关因素。
一、重力做的功如图所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中，思考并讨论以下问题(重力加速度为g)：(1)求出图甲情形中重力做的功；(2)求出图乙情形中重力做的功；(3)求出图丙情形中重力做的功；(4)重力做功有什么特点？________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．重力所做的功W G＝________，Δh指初位置与末位置的高度差。
2．重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的____________________有关，而跟物体运动的路径无关。
3．物体下降时重力________(选填“做正”“做负”或“不做”)功；物体上升时重力________(选填“做正”“做负”或“不做”)功。
4．重力做功的特点可推广到任一恒力做功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，恒力做的功等于力与在力的方向上的位移大小的乘积，跟初、末位置有关。
(1)物体运动时，它的起点越高，重力对它做的功就越多。
()(2)质量越大，重力做功越多。
()(3)物体所处的高度只要发生变化，其重力一定做功。
()(4)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程。
()(5)重力做功与物体受到的其他力无关。
()例1某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中质量为m的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A．从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功B．从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功C．从A到B重力做功mg(H＋h)D．从A到B重力做功mgH二、重力势能如图所示，水平桌面距地面的高度为0.8 m，一物体(可看成质点)质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，则：(g取10 m/s2)(1)以桌面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量；(2)以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量；(3)比较以上计算结果，说明什么问题？________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．(1)重力做功与路径无关，总有W G＝mgh1－mgh2。
【新教材】8.2 重力势能 练习-人教版高中物理必修第二册(解析版)
第八章 机械能守恒定律8.2 重力势能一、单选题1．质量为m 的物体，沿倾角为θ的光滑斜面由静止下滑，当下滑t 时间时重力势能减少量为( ) A ．12mg 2t 2sin θ B ．12 mg 2t 2 C ．mg 2t 2 D ．12mg 2t 22sin θ 【答案】D【解析】【详解】物体在光滑斜面上的加速度为sin a g θ=， 下滑的距离为2211sin ?22x at g t θ== 所以重力势能减小量为：222211sin sin ?sin sin 22mgx mg g t mg t θθθθ=⨯⨯= 故D 正确．2．火箭发射卫星时从地面加速升空，在这个过程中下列说法中正确的是A ．重力做正功，重力势能增大B ．重力做负功，重力势能减小C ．合力做正功，动能增大D ．合力做负功，动能减小【答案】C【解析】【详解】火箭发射卫星时从地面加速升空时，质量不变，合力做正功，故动能不断增大；重力做负功，故重力势能不断增大，故C 正确，ABD 错误。
故选C 。
3．把一桶20L 的纯净水从一楼搬到四楼，水的重力势能约增加了A ．20JB ．200JC ．2×103JD ．2×106J【答案】C【解析】【详解】四楼高度约为h =10m ，则水的重力势能约增加W=mgh =20×10×10J=2×103J.A．20J，与结论不相符，选项A错误；B．200J，与结论不相符，选项B错误；C．2×103J，与结论相符，选项C正确；D．2×106J，与结论不相符，选项D错误；故选C.4．将一个物体由A处移到B处，重力做功（）A．与运动过程是否存在阻力有关B．与运动的具体路径有关C．与运动的位移无关D．与运动物体本身的质量有关【答案】D【解析】【详解】重力做功与路径、是否受其他力以及物体的速度无关，仅与初末位置的高度差有关，与运动的位移 可知还与运动物体本身的质量有关，D正确．有关，根据W mgh5．如图所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是（）A．弹力变大，弹性势能变小B．弹力变小，弹性势能变大C．弹力和弹性势能都变大D．弹力和弹性势能都变小【答案】C【解析】试题分析：由胡可定律可知，在弹性限度内弹簧的形变量越大，弹簧的弹力越大；弹簧的弹性势能E P=kx2，在弹性限度内，弹簧的形变量越大，弹簧的弹性势能越大．解：将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的伸长量变大，弹簧的弹力变大，弹性势能变大；故ABD 错误，C正确；故选C．6．如图所示，一个大人和一个小孩进行登楼比赛，他们同时从底层出发，最后到达六楼，小孩比大人先到．下面说法正确的是A．小孩重力势能的变化一定大B．大人重力势能的变化一定大C．小孩重力做功的功率一定更大D．大人重力做功的功率一定更大【答案】B【解析】【详解】AB．从底层到达六楼，重力势能增加，△E p=mgh，大人与小孩上升的高度相等，大人质量大，重力势能的增量大，故A项错误，B项正确；CD．小孩重力做功W=-mgh，比大人重力做功少；小孩所用时间短。
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第2节 重力势能 知识点一
重力做的功
1．如图所示，一个物体由静止开始，从A 点出发分别经三个粗糙斜面下滑到同一水平面上的C 1、C 2、C 3处．则下列说法正确的是( )
A ．物体到达C 3处重力做功最多
B ．物体到达
C 2处重力做功最多
C ．物体到达C 1处重力做功最多
D ．物体到达C 1、C 2、C 3处重力做功相等
2．如图所示，质量为m 的小球从高度为h 处的斜面上的A 点滚下，经过水平面BC 后，再滚上另一斜面，当它到达高为h 4
的D 点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为( )
A.mgh 4
B.3mgh 4
C ．mgh
D ．0
3．在高处的某一点将三个质量相同的小球以相同的速率v 0分别上抛、平抛、斜抛，那么以下说法正确的是( )
A ．从抛出到落地过程中，重力对它们所做的功都相等
B ．因物体的轨迹不同，重力做功不相等
C ．从抛出到落地过程中，重力对它们做功的平均功率都相等
D ．如果考虑空气阻力，则从抛出到落地过程中，重力做功不相等
知识点二 重力势能和重力势能的相对性
4.A ．重力势能一定大于零
B ．重力势能的大小只由重力本身决定
C．重力势能实际上是物体和地球所共有的
D．放在地面上的物体具有的重力势能一定等于零
5．一棵苹果树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A先落到地面C 后滚入沟底D.已知AC、CD的高度差分别为2.2 m和3.0 m，以地面C为零势能面，A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示．算出该苹果从A下落到D的过程中重力势能的减少量和在D 处的重力势能分别是(g取10 m/s2)( )
A．15.6 J和9 J B．9 J和－9 J
C．15.6 J和－9 J D．15.6 J和－15.6 J
6．(多选)如图所示，ACP和BDP是竖直平面内两个半径不同的半圆形光滑轨道，A、P、B 三点位于同一水平面上，C和D分别为两轨道的最低点，将两个质量相同的小球分别从A和B 两处同时无初速度释放，以C点所在平面为零势能面，则( )
A．沿BDP光滑轨道运动的小球的重力势能永远为正值
B．两小球到达C点和D点时，重力做功相等
C．两小球到达C点和D点时，重力势能相等
D．两小球刚开始从A和B两处无初速度释放时，重力势能相等
7．一个质量为0.5 kg的小球，从5 m高处自由下落，着地后反弹起1 m，取地面为参考平面，g取10 m/s2，则( )
A．初、末位置小球的重力势能分别为25 J和－5 J
B．在下落和反弹过程中重力做功分别为25 J和5 J
C．由初位置到末位置重力做功20 J
D．重力做的功等于末位置重力势能减初位置的重力势能
知识点三弹性势能
8.(多选)
A．弹力所做的功等于弹簧所具有的弹性势能
B．克服弹力所做的功等于弹簧所具有的弹性势能
C．弹力所做的功等于弹簧弹性势能的减少
D．克服弹力所做的功等于弹簧弹性势能的增加
9．如图所示，在光滑的水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F的作用下物体处于静止状态．当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是( )
A．弹簧的弹性势能逐渐减小
B．弹簧的弹性势能逐渐增大
C．弹簧的弹性势能先增大再减小
D．弹簧的弹性势能先减小再增大
10．如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球所受重力为G，平衡时小球在A处．今用力F竖直向下压小球使弹簧缩短x，让小球静止在B处，则( )
A．小球在A处时弹簧的弹性势能较大
B．小球在A处时弹簧的弹力为零
C．小球在B处时弹簧的弹性势能较大
D．小球在B处时弹簧的弹力为kx
关键能力综合练进阶训练第二层
一、单选题
1．关于重力做功和重力势能，下列说法中正确的是( )
A．当重力做正功时，物体的重力势能可以不变
B．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定减少
C．重力势能的大小与零势能面的选取有关
D．重力势能为负值说明其方向与规定的正方向相反。