高中物理复习第十九讲重力势能重力势能的变化与重力做功的关系练习必修
2021届高三物理一轮复习力学功和能重力势能重力做功与重力势能的关系专题练习
2021届高三物理一轮复习力学功和能重力势能重力做功与重力势能的关系专题练习一、填空题1．物体在运动过程中，克服重力做功100J，则重力做功为___，物体的重力势能一定___ (填“增加”或“减小”). 2．如图所示，水平桌面离地面高为H，质量为m的小球从离桌面高为h处，由静止沿固定在桌面上的光滑曲面轨道下滑至地面，不计空气阻力，重力加速度为g．假设以桌面为零势能的参考平面，则此过程中，重力做的功为_________；小球落地前瞬间的机械能为________，3．如图所示，一个粗细均匀、内部横截面积均为S的U形管内，装有密度为ρ、总长度为4h的液体，开始时左右两端液面的高度差为h。
现打开阀门C，待液体运动到左右液面高度相等时，液体重力势能改变量为________，此时左侧液面下降的速度为________。
（重力加速度为g）4．质量为m的物体（可看成质点）以某一速度冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为34g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体重力势能增加了________，摩擦力做功_________．5．从地面竖直向上抛出一物体，以地面为重力势能零点，物体的机械能E总与重力势能E p随它离开地面的高度h的变化如图所示。
则物体的质量为_________kg，由地面上升至h=4m处的过程中，物体的动能减少了____ J。
（重力加速度g取210m s）6．两条质量都为20克的扁虫竖直紧贴着板面爬过一块竖直放置的非常薄的木板，板高10厘米，一条虫子长为20cm ，另一条宽一些但长度只有10cm ．当两条虫子的中点正好在木板顶部时，________（选填“长”或“宽”）一些的扁虫克服重力做的功多一些，多________J 的功．(设扁虫沿长度方向的大小是均匀的，g =10N/kg)7．如图所示，质量为m 的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到的最高点2的高度为h ．足球从1位置到2位置重力势能__________(填“增加”或“减少”)，若以地面为参考平面，那么足球在2位置的重力势能为__________．8．小明体重为70kg ，他从一楼匀速跑到五楼用时20s ，已知楼层高为3m ，他克服自身重力做功的功率约为__________（g=10m/s 2）9．质量为20kg 的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为4m 。
高中物理：重力做功跟重力势能变化的关系
高中物理：重力做功跟重力势能变化的关系一、重力做功的特点重力对物体所做的功只跟物体初、末位置的高度有关，跟物体运动的路径无关，物体沿闭合的路径运动一周，重力做功为零。
例1、楼上某房间地板高出楼外地面4m，窗台比地板高1m，一质量为10kg的重物放在地板上的A处. 把重物从该房间A处拿起来从窗户扔到楼外的地面上的B处，若没有空气阻力，重力所做的功为多少？（思考：若克服空气阻力所做的功约为50J，则重力所做的功应是多大？）解析：以地面为参考面，重力的功为=10×9.8×（4－0）J=392J二、重力势能的特点与性质1、重力势能是状态量，它描述了物体所处的一定状态，与物体所处的位置或时刻对应2、重力势能的定义式在国际单位制中的单位是焦（J）3、重力势能具有相对性、系统性（1）重力势能的相对性：重力势能的表达式中的h是相对参考平面的高度. 同一个物体在同一个位置，相对于不同的参考平面，其重力势能数值不同. 通常情况下，选取地面作为重力势能的参考平面. 物体在参考平面的上方，重力势能为正，反之为负. 在解题时，经常选取物体运动过程中的最低位置所在的平面作为参考平面，这样可以避免负势能的计算。
需要说明的是：尽管重力势能具有相对性，但在某一过程中重力势能的变化量却不具备相对性. 而在研究问题时，人们更多关注的也恰恰是该过程中重力势能的变化。
（2）重力势能的系统性：重力势能为物体与地球这个系统所共有，物体具有多少重力势能是一种习惯说法，已被大家所默认，但从概念来说一定要理解为物体与地球这一系统所共有.例2、如图1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. mghB. mgHC.D.解析：重力势能的大小是相对参考平面而言的，参考平面选择不同，物体的高度不同，重力势能的大小就不同. 本题中已选定桌面为参考平面，则小球在最高点时的高度为H，小球在桌面的高度为零，小球在地面时的高度为－h，所以小球落到地面时，它的重力势能为，故正确答案为D.三、重力做功跟重力势能变化的关系力对物体做功的条件是物体(作用点)在力的方向上发生位移；重力势能的变化与重力做功密切相关，变化的多少等于重力做功的负值.重力势能的变化过程，也是重力做功的过程，二者的关系为：1、当物体由高处运动到低处时，表明重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功.2、当物体由低处运动到高处时. 表明物体克服重力做功（重力做负功），重力势能增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功.例3、在竖直平面内有一个半径为R的圆弧形轨道，一个质量为m的小物体从轨道最高点A由静止滑下，到达最低点B时恰好又静止，如图2所示，问：（1）物体在下滑过程中受到哪些力的作用？（2）对小物体做功的力各是什么力？做了什么功，重力做功为多少？（3）小物体由A到B，其重力势能变化了多少？如何变化？解析：（1）物体除受重力和弹力外，又因为小物体从A点到B点又静止，所以必受滑动摩擦力；（2）轨道的支持力总是垂直于速度，所以不做功；重力做正功，其值为mgR，摩擦力总是与速度反向，所以做负功；（3）小物体高度降低，所以重力势能减小，减小的量为mgR.好友都在看：又到了吃饺子的时候！白白胖胖、热热乎乎的饺子，是冬天的最大慰籍小明学校的幽默故事搞笑的很呐！爱上就不会轻易放弃的星座150-170cm外套穿搭指南，比例好不好就看这一波！'有本事冲我来，别在家长会上吓唬我爸！'看完这些孩子的诗，甘拜下风高中数学解题的七层境界，你修炼到了第几层？英语常用的62个英语句型，学英语须掌握高考英语作文：能加分的100个好句子！（附译文同类句型）。
(完整版)重力势能、弹性势能练习题
重力势能、弹性势能练习题一、重力势能 1．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物体克服重力做功多C ．沿坡度小，粗糙程度大的斜面运动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2．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，则小球落到地面时瞬间的重力势能为（ ）A ．mghB ．mgHC ．mgh （h+H ）D ．－mgh3． 物体1的重力势能E p 1=3J ，物体2 的重力势能E p 2=－3J ，则（ ） A ．E p 1= E p 2 B ．E p 1＞E p 2 C ．E p 1＜E p 2 D ．无法判断4．将同一物体分两次举高，每次举高的高度相同，则（ ） A ．不论选取什么参考平面，两种情况中，物体重力势能的增加量相同 B ．不论选取什么参考平面，两种情况中，物体最后的重力势能相等 C ．不同的参考平面，两种情况中。
重力做功不等D ．不同的参考平面，两种情况中。
重力最后的重力势能肯定不等5．质量为5kg 的钢球，从离地15m 高处自由下落1s ，其重力势能变为 （g 取10m/s 2，取地面为参考平面）6．如图所示，在离地面高为H 的地方将质量为m 的小球以初速度v 。
竖直上抛，取抛出位置所在的水平面为参考平面，则小球在最高点和落地处重力势能各多少?小球从抛出至落地过程重力对小球做功和重力势能变化各多少?7．在水平地面上平铺着n 块相同的砖，每块砖的质量都为m ，厚度为d 。
若将这n 块砖一块一块地叠放起来，至少需要做多少功？ 2)1( n n mgd.8．如图所示，一条铁链长为2m ，质量为10kg ，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过程中，物体克服重力做功为多少?物体的重力势能变化了多少?9． 如图所示，一人造卫星绕地球作椭圆轨道运动，试比较该卫星在近地点与远地点时的重力势能大小。
高中物理(机械能守恒定律)习题训练与答案解析
基础知识一.功1.一个物体受到力的作用，并在上发生了位移，我们就说这个力对物体须知了功，做功的两个必不可少的因素是的作用，在力的。
2.功的计算公式：W= ，式中θ是的夹角，此式主要用于求作功，功是标量，当θ=90°时，力对物体；当θ<90°时，力对物体；当θ>90°时，力对物体。
3.合力的功等于各个力做功的，即W合=W1+W2+W3+W4+……4.功是过程量，与能量的转化相联系，功是能量转化的，能量转化的过程一定伴随着二.功率1.功跟的比值叫功率，它是表示的物理量。
2.计算功率的公式有、，若求瞬时功率，则要用。
3.两种汽车启动问题中得功率研究：三.动能1.物体由于而具有的能量叫动能,公式是，单位是，符号是。
2.物体的动能的变化，指末动能与初动能之差，即△Ek=Ekt一Eko，若△Ek>0，表示物体的动能；若△Ek<0，表示物体的动能。
四.重力势能1.概念:物体由于被举高而具有的能量叫 ,表达式：Ep= ,它是，但有正负，正负的意义是表示比零势能参考面上的势能大还是小,重力势能的变化与重力做功的关系：重力对物体做多少正功，物体的重力势能就多少；重力对物体做多少负功，物体的重力势能就多少。
重力对物体所做的功等于物体的减小量。
即W G=一△Ep=一(Ep2一Ep1)=Ep1一Ep2.2.弹性势能:定义：物体由于发生而具有的能量叫。
大小：弹性势能的大小与及有关，弹簧的形变量越大，劲度系数越大，弹簧的弹性势能就越大。
习题练习1.下列说法正确的是( )A.当作用力做正功时,反作用力一定做负功B.当作用力不做功时,反作用力也不做功C.作用力与反作用力的功,一定大小相等,正负符号相反D.作用力做正功,反作用力也可能做正功2.如图所示,小物块A位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平面上,从地面上看,小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力( )A.垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零C.不垂直于接触面,做功为零D.不垂直于接触面,做功不为零3.如图所示,质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,现使斜面水平向左匀速移动距离L.(1)摩擦力对物体做的功为(物体与斜面相对静止)（）A.0B.μmglcosθC.-mglcosθsinθD.mglsinθcosθ(2)斜面对物体的弹力做的功为 ( )A.0B.mglsinθcos2θC.-mglcos2θD.mglsinθcosθ(3)重力对物体做的功( )A.0B.mglC.mgltan θD.mglcos θ(4)斜面对物体做的总功是多少? 各力对物体所做的总功是多少? 4.如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是( ) A.始终不做功 B.先做负功后做正功 C.先做正功后不做功 D.先做负功后不做功5.物体在水平力F 1作用下,在水平面上做速度为v 1的匀速运动,F 1的功率为P;若在斜向上的力F 2作用下,在水平面上做速度为v 2的匀速运动,F 2的功率也是P,则下列说法正确的是( ) A.F 2可能小于F 1, v 1不可能小于v 2 B.F 2可能小于F 1, v 1一定小于v 2 C.F 2不可能小于F 1, v 1不可能小于v 2 D.F 2不可能小于F 1, v 1一定小于v 26.小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s 内做匀加速直线运动,5 s 末达到额定功率,之后保持以额定功率运动.其v -t 图象如图所示.已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,则以下说法正确的是( )A.汽车在前5 s 内的牵引力为4×103NB.汽车在前5 s 内的牵引力为6×103N C.汽车的额定功率为60 kW D.汽车的最大速度为30 m/s7.手持一根长为l 的轻绳的一端在水平桌面上做半径为r 、角速度为ω的匀速圆周运动,绳始终保持与该圆周相切,绳的另一端系一质量为m 的木块,木块也在桌面上做匀速圆周运动,不计空气阻力则（ ） A.手对木块不做功B.木块不受桌面的摩擦力C.绳的拉力大小等于223r l m +ωD.手拉木块做功的功率等于m ω3r(l 2+r 2)/l8.一根质量为M 的直木棒,悬挂在O 点,有一只质量为m 的猴子抓着木棒,如图所示.剪断悬挂木棒的细绳,木棒开始下落,同时猴子开始沿木棒向上爬.设在一段时间内木棒沿竖直方向下落,猴子对地的高度保持不变,忽略空气阻力,则下列的四个图中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系的是( )9.机车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动,所受的阻力始终不变,在此过程中,下列说法正确的是（ ） A.机车输出功率逐渐增大 B.机车输出功率不变C.在任意两相等的时间内,机车动能变化相等D.在任意两相等的时间内,机车动量变化的大小相等10.如图所示,质量为m 的物体A 静止于倾角为θ的斜面体B 上,斜面体B 的质量为M,现对该斜面体施加一个水平向左的推力F,使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动的位移为l,则在此运动过程中斜面体B 对物体A 所做的功为( )A.m M Flm +B.Mglcot θC.0D.21mglsin2θ 11.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度图象如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是下图中的哪一个( )12.以恒力推物体使它在粗糙水平面上移动一段距离,恒力所做的功为W 1,平均功率为P 1,在末位置的瞬时功率为P t1,以相同的恒力推该物体使它在光滑的水平面上移动相同距离,力所做功为W 2,平均功率为P 2,在末位置的瞬时功率为P t2,则下面结论中正确的是( )A.W 1>W 2B.W 1=W 2C.P 1=P 2D.P t2<P t113.如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A 点自由滑下,然后在水平面上前进至B点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,A 、B 两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB 段运动的过程中,克服摩擦力做的功( )A.大于μmgLB.小于μmgLC.等于μmgLD.以上三种情况都有可能14.某汽车以额定功率在水平路面上行驶,空载时的最大速度为v 1,装满货物后的最大速度为v 2,已知汽车空车的质量为m 0,汽车所受的阻力跟车重成正比,则汽车后来所装的货物的质量是( )A.0221m v v v - B.0221m v vv + C.m 0 D.021m v v 15.物体在恒力作用下做匀变速直线运动,关于这个恒力做功的情况,下列说法正确的是( ) A.在相等的时间内做的功相等 B.通过相同的路程做的功相等 C.通过相同的位移做的功相等D.做功情况与物体运动速度大小有关16.解放前后,机械化生产水平较低,人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用,如图所示,假设驴拉磨的平均用力大小为500 N,运动的半径为1 m,则驴拉磨转动一周所做的功为（ ） A.0 B.500 J C.500π J D.1 000π J17.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,木板与滑块质量相等,均为m,木板长为l.一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与木板、滑块相连,滑块与木板间的动摩擦因数为μ,开始时,滑块静止在木板的上端,现用与斜面平行的未知力F,将滑块缓慢拉至木板的下端,拉力做功为( )A.μmglcos θB.2μmglC.2μmglcos θD.21μmgl18.额定功率为80 kW 的汽车,在平直的公路上行驶的最大速度为20 m/s,汽车的质量为2.0 t.若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2 m/s 2,运动过程中阻力不变,则:(1)汽车受到的恒定阻力是多大?(2)3 s末汽车的瞬时功率是多大?(3)匀加速直线运动的时间是多长?(4)在匀加速直线运动中,汽车牵引力做的功是多少?答案 (1)4×103 N (2)48 KW (3)5 s (4)2×105 J19.汽车发动机的功率为60 kW,汽车的质量为4 t,当它行驶在坡度为sinα=0.02的长直公路上时,如图所示,所受阻力为车重的0.1倍(g取10 m/s2),求:(1)汽车所能达到的最大速度v m.(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间？(3)当汽车以0.6 m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功多少？答案 (1)12.5 m/s (2)13.9 s (3)4.16×105 J20.如图甲所示,质量m=2.0 kg的物体静止在水平面上,物体跟水平面间的动摩擦因数μ=0.20.从t=0时刻起,物体受到一个水平力F的作用而开始运动,前8 s内F随时间t变化的规律如图乙所示.g取10m/s2.求:(1)在图丙的坐标系中画出物体在前8 s内的v—t图象.(2)前8 s内水平力F所做的功.答案 (1) v-t图象如下图所示 (2)155 J动能定理.机械能守恒定律一.动能定理1.内容：外力对物体做功的代数和等于。
重力势能(解析版)--高一物理专题练习(内容+练习)
重力势能--高一物理专题练习（内容+练习）一、重力做的功1．重力所做的功W G ＝mg Δh ，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起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关．二、重力势能1．定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能．2．大小：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，表达式为E p ＝mgh .3．单位：焦耳．4．重力做功和重力势能变化的关系：重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加．关系式：W G ＝E p1－E p2.三、重力势能的相对性1．重力势能的相对性在参考平面上物体的重力势能为0.选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是不同的，但重力势能的差值相同．(后两空选填“相同”或“不同”)2．标矢性：重力势能为标量，其正负表示重力势能的大小．物体在参考平面上方时，重力势能为正值；在参考平面下方时，重力势能为负值．四、弹性势能1．定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能，叫弹性势能．2．影响弹性势能的因素(1)弹性势能跟形变大小有关：同一弹簧，在弹性限度内，形变越大，弹簧的弹性势能就越大．(2)弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关：在弹性限度内，不同的弹簧发生同样大小的形变，劲度系数越大，弹性势能越大．一、单选题1．棱长为1m 、质量为2kg 的匀质正方体置于教室水平地板上，地板与水平天花板的高度差为3m 。
以天花板为零势能面，则该正方体的重力势能为（g 取210m/s ）（）A ．20JB ．40J-C ．50J-D ．60J-【答案】C【解析】依题意，正方体的重心距天花板的距离为3m0.5m 2.5ms=-=以天花板为零势能面，则正方体的重心距天花板的高度为2.5mh s=-=-根据重力势能的定义式，可得p 50JE mgh==-故选C。
2．如图所示，一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时未接触水面，空气阻力忽略不计，运动员可视为质点，下列说法错误的是（ ）A．蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员动能先增大后减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性势能一直变大C．运动员整个下落过程中，重力势能的减小量等于重力所做的功D．运动员整个下落过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关【答案】D【解析】A．蹦极绳张紧后的下落过程中，开始时弹力小于重力，速度逐渐增大，当弹力等于重力时，速度达到最大，之后弹力大于重力，速度逐渐减小，直到为零，所以动能先变大后变小，故A正确，不符合题意；B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力一直做负功，弹性势能一直增加，故B正确，不符合题意；C．整个下落过程中，重力势能的减小量等于重力所做的功，故C正确，不符合题意；D．整个下落过程中，重力势能的改变量只与高度差有关，与重力势能的零势能点选取没有关系，故D错误，符合题意。
(完整word版)高一物理重力势能、弹性势能练习题及答案
高一下学期重力势能和弹性势能练习题一、选择题1.关于重力势能的几种理解，正确的是( )A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能变化的问题计算2.关于弹力做功与弹性势能的关系，我们在进行猜想时，可以参考重力做功与重力势能的关系的讨论，则下面的猜想有道理的是（）①弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将增加②弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将减少③弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹性势能将增加④弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹性势能将减少A.①④B.②③C.①③D.②④3.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.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少量D.任意相等的时间内重力做的功相等4.有一种玩具弹簧枪，如图5-5-2所示，扣动扳机后，弹簧把弹丸弹射出去，以下说法中正确的是（）A.弹簧将弹丸弹射出去的过程中，弹簧的弹性势能减少了B.弹簧将弹丸弹射出去的过程中，弹簧的弹性势能传递给弹丸了C.弹簧将弹丸弹射出去的过程中，如果弹丸质量较大，它获得的动能就会少一些D.弹簧将弹丸弹射出去的过程中，如果弹丸质量较小，它获得的动能就会少一些图5-5-25.质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面的高度为h，如图所示。
下列说法正确的是( )A．若以桌面为参考面，小球在A点的重力势能为mgH，在B点的重力势能为mghB．若以地面为参考面，小球在A点的重力势能为mg(H＋h)，在B点的重力势能为0C．若以桌面为参考面，小球从A到B重力势能的变化量为mg(H－h)D．若以地面为参考面，小球从A到B重力势能的变化量为-mg(H＋h)6.在一种叫做“蹦极跳”的运动中，质量为m的一游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L时到达最低点.若在下落过程中不计空气阻力，则以下说法正确的是（）A.速度先增大后减小B.加速度先减小后增大C.动能增加了mgLD.重力势能减少了mgL7.用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离，那么作用在物体上各力的做功情况应该是下面的哪种说法( )A.重力做正功，拉力做负功，合力做功为零B.重力做负功，拉力做正功，合力做正功C.重力做负功，拉力做正功，合力做功为零D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功8.下列说法正确的是（）。
高一物理【重力势能】学习资料+习题(人教版)
高一物理【重力势能】学习资料+习题（人教版）一重力做的功1．特点：只跟物体运动的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。
物体下降时重力做正功；物体被举高时重力做负功。
2．表达式：W G＝mgΔh＝mgh1－mgh2，其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度。
二重力势能1．特点：与物体相对地球的位置(或高度)有关。
2．大小：等于物体所受重力与所处位置的高度的乘积，表达式为E p＝mgh。
3．单位：焦耳，与功的单位相同。
4．重力做功与重力势能变化的关系(1)表达式：W G＝E p1－E p2。
(2)两种情况①当物体从高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减小，即W G>0，E p1>E p2。
②当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。
重力做负功也叫作物体克服重力做功。
5．系统性：重力势能是地球与物体所组成的系统共有的。
三重力势能的相对性1．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)2．标矢性：重力势能为标量，其正负表示重力势能大小。
物体在参考平面上方时，重力势能为正值，在参考平面下方时，重力势能为负值。
四弹性势能1．定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的相互作用而具有的势能，叫作弹性势能。
2．决定因素弹性势能与弹簧的劲度系数和形变的大小有关，在弹簧形变的大小相同时，弹簧的劲度系数越大，弹簧的弹力越大，弹簧的弹性势能越大。
在弹簧劲度系数相同时，弹簧形变的大小越大，弹簧的弹力越大，弹簧弹性势能越大。
3．弹力做功与弹性势能的关系弹力做正功时，弹性势能减少，减少的弹性势能等于弹力做的功；弹力做负功时，弹性势能增加，增加的弹性势能等于克服弹力做的功。
4．位能：势能也叫位能，与相互作用的物体的相对位置有关。
重力势能的理解与计算打夯时，夯锤被高高举起，然后砸向地面，设夯锤质量为m。
选择地面为参考平面，夯锤在地面上的重力势能是多少，夯锤从地面被举高h后重力势能是多少？选择离地面高度h处为参考平面，夯锤在地面上的重力势能是多少，夯锤在h高处重力势能是多少？提示：0mgh－mgh01．重力势能的正负重力势能是标量，其数值可正可负可为零，表示的是相对大小，如图所示。
高中物理：重力势能的变化和重力做功的关系
高中物理：重力势能的变化和重力做功的关系【知识点的认识】一、重力做功与重力势能变化的关系1．关系式：W G＝E p1﹣E p2．其中E p1＝mgh1表示物体的初位置的重力势能，E p2＝mgh2表示物体的末位置的重力势能．2．当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，也就是W G＞0，E p1＞E p2．重力势能减少的数量等于重力所做的功．3．当物体由低处运动到高处时，重力做负功，或者说物体克服重力做功，重力势能增大，也就是W G＜0，E p1＜E p2．重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功．【命题方向】题型一：重力做功与重力势能变化的关系的理解例1：质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面，绳A较长．分别捏住两绳中点缓慢提起，直到全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为h A、h B，上述过程中克服重力做功分别为W A、W B．若（）A．h A＝h B，则一定有W A＝W BB．h A＞h B，则可能有W A＜W BC．h A＜h B，则可能有W A＝W BD．h A＞h B，则一定有W A＞W B分析：质量相等的均质柔软细绳，则长的绳子，其单位长度的质量小，根据细绳的重心上升的高度找出克服重力做功的关系．解：A、两绳中点被提升的高度分别为h A、h B，h A＝h B，绳A较长．所以绳A的重心上升的高度较小，质量相等，所以W A＜W B．故A错误；B、h A＞h B，绳A较长．所以绳A的重心上升的高度可能较小，质量相等，所以可能W A＜W B．故B正确，D错误；C、h A＜h B，绳A较长．所以绳A的重心上升的高度一定较小，质量相等，所以W A＜W B．故C错误．故选：B．点评：解决该题关键要知道柔软细绳不能看成质点，找出不同情况下重心上升的高度的关系．例2：一只100g的球从1.8m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25m的高度，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（g＝10m/s2）（）A．重力做功为1.8J B．重力做了0.55J的负功C．物体的重力势能一定减少0.55J D．物体的重力势能一定增加1.25J 分析：由重力做功的公式W G＝mgh可求得重力所做的功；再由重力做功与重力势能的关系可分析重力势能的变化．解：物体高度下降了h＝1.8﹣1.25＝0.55（m）；则重力做正功为：W＝mgh＝0.1×10×0.55＝0.55（J）；而重力做功多少等于重力势能的减小量，故小球的重力势能一定减少0.55J，故C正确，ABD 错误．故选：C．点评：本题考查重力做功与重力势能的关系，在解题时一定要明确重力做功与路径无关，只与初末状态的高度差有关．题型二：重力做功的求解例3：质量为m的均匀链条长为L，开始放在光滑水平桌面上时，有的长度悬在桌边缘，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？分析：设桌面为零势能面，分链条为桌上的部分和桌下的部分分别确定出其两种情况下的重力势能，然后得到其变化量．解：设桌面为零势能面，开始时链条的重力势能为：E1＝﹣mg•L当链条刚脱离桌面时的重力势能：E2＝﹣mg•L故重力势能的变化量：△E＝E2﹣E1＝﹣mgL答：从开始到链条刚滑离桌面过程中重力势能变化了﹣mgL．点评：零势能面的选取是任意的，本题也可以选链条滑至刚刚离开桌边时链条的中心为零势能面，结果是一样的，要注意重力势能的正负．【知识点应用及拓展】一、重力做功与重力势能变化的关系的进一步理解：重力势能是相对的，式中h是物体到参考平面的高度．选取不同的参考平面，只影响物体重力的数值，而不影响重力势能的差值．即重力势能的变化与参考平面的选取无关．重力对物体做多少正（负）功，物体的重力势能就减小（增大）多少，即W＝﹣△E p（△E p为重力势能的增量）．重力做正功等于物体重力势能的减少，物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加．重力做功与路径无关，只与物体的初末位置的高度差和重力大小有关，但是重力做功，不能引起物体机械能的变化．【解题方法点拨】1．重力做功的求解方法（1）公式法利用W G＝mgh求解，其中h为初、末位置的高度差．（2）转化法对于无法利用做功公式来计算重力做功的问题，我们可以转换一下思考的角度，因为重力做功与重力势能的变化相对应，所以通过求重力势能的变化量来求重力做功是一种解题途径．即利用公式W G＝E p1﹣E p2＝﹣△E p，通过求重力势能的变化△E p来求重力做的功W G．（3）整体法、等效法常用于求物体系统或液体的重力做功．对于大小和形状不可忽略的物体，要由其重心的位置来确定它相对参考平面的高度．。
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第十九讲重力势能重力势能的变化与重力做功的关系弹性势能机械能守恒定律1. (2020年江苏省普通高中学业水平测试)下列运动过程中，可视为机械能守恒的是( )A. 热气球缓缓升空B. 树叶从枝头飘落C. 掷出的铅球在空中运动D. 跳水运动员在水中下沉2. (2020届盐城学业水平模拟)如图所示，质量为20kg小孩沿高5m滑梯由静止滑下，g取10m/s2，在此过程中( )A. 重力做功为100J，重力势能减小了100JB. 重力做功为－100J，重力势能增加了100JC. 重力做功为1 000J，重力势能减小了1 000JD. 重力做功为－1 000J，重力势能增加了1 000J3. (2020届苏州学业水平模拟)无人机在空中匀速上升时，不断增加的能量是( )A. 动能B. 动能、重力势能C. 重力势能、机械能D. 动能、重力势能、机械能4. (2020届南京学业水平模拟)物体运动过程中，重力对其做功500J，则物体的( )A. 动能一定增加500JB. 动能一定减少500JC. 重力势能一定增加500JD. 重力势能一定减少500J5. (2020届扬州学业水平模拟)如图所示，m1与m2通过轻质绳连接，m1<m2，滑轮光滑且质量不计．在m2下降一段距离(不计空气阻力)的过程中，下列说法中正确的是( )A. m1的机械能守恒B. m1的机械能减小C. m1和m2的总机械能减少D. m1和m2组成的系统机械能守恒6. (2020届苏州学业水平模拟)如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定．小球从弹簧的正上方某一高度处由静止下落，不计空气阻力，则从小球接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中( )A. 小球的动能一直减小B. 小球的机械能守恒C. 小球的重力势能先减小后增加D. 弹簧的弹性势能一直增加7. (2020届盐城学业水平模拟)游乐场的大型摩天轮匀速旋转，其半径为R＝60m，旋转一周需要12min，最底部车厢离地面高h1＝0.5m.质量m＝40kg的小明乘坐的车厢处于摩天轮的最底部，以此刻开始计时．取地面为零势能面，π≈3.0.求：(1) 摩天轮旋转的周期；(2) 摩天轮旋转的角速度；(3) t＝2min时，小明具有的机械能．8. (2020届无锡学业水平模拟)近年来，我市校园足球活动蓬勃开展．在一次足球比赛中，质量为m 的足球在离地高h处，以v1的速度水平飞向球门，守门员高高跃起，用拳头将球水平击向己方球员，击球时的照片如图甲所示．击出后的足球速度为v2，它的运动可视为做平抛运动，重力加速度为g.(1) 求守门员击球过程中对足球所做的功W；(2) 若足球未被己方球员接到而落至地面，求足球从击出到落地所经历的时间t；(3) 若足球恰好垂直落在跑来接球的己方球员的大腿上，己方队员在接球时大腿与水平方向成θ角(如图乙所示)，求足球从击出到落到己方球员大腿上的过程中减少的重力势能ΔE p.甲乙9. (2020届南京学业水平模拟)如图所示，光滑斜面倾角为θ，底端固定一垂直于斜面的挡板C.在斜面上放置长木板A，A的下端与C的距离为d，A的上端放置小物块B(可视为质点)，A与B质量相等，A、B间的动摩擦因数μ＝1.5tanθ.现同时由静止释放A和B，A与C发生碰撞的时间极短，碰撞前后速度大小相等，方向相反．运动过程中，小物块始终没有从木板上滑落，已知重力加速度为g.求：(1) A与C发生第一次碰撞前瞬间的速度大小v1；(2) A与C发生第一次碰撞后上滑到最高点时，小物块的速度大小v2；(3) 为使B不与C碰撞，木板A长度的最小值L.2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．热核聚变反应之一是氘核（21H ）和氚核（31H ）聚变反应生成氦核（42He ）和中子。
已知21H 的静止质量为2.0136u ，31H 的静止质量为3.0150u ，42He 的静止质量为4.0015u ，中子的静止质量为1.0087u 。
又有1u 相当于931.5MeV 。
则反应中释放的核能约为（ ）A ．4684.1MeVB ．4667.0MeVC ．17.1MeVD ．939.6MeV 2．关于物理学中的思想或方法，以下说法错误的是（ ）A ．加速度的定义采用了比值定义法B ．研究物体的加速度跟力、质量的关系采用假设法C ．卡文迪许测定万有引力常量采用了放大法D ．电流元概念的提出采用了理想模型法3．一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动，某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的小物块，如图甲所示，以此时为计时起点t=0，小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系如图乙所示，图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，v 1>v 2，已知传送带的速度保持不变，则（ ）A ．小物块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθB ．小物块在0~t 1内运动的位移比在t 1~t 2内运动的位移小C ．0~t 2内，传送带对物块做功为22211122W mv mv =- D ．0~t 2内物块动能变化量大小一定小于物体与皮带间摩擦而产生的热量4．如图甲所示，一个圆形线圈放于一个随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面），以垂直纸面向里为正方向。
磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示。
取图示线圈中电流方向为正方向，用i 表示线圈中的感应电流，则下列表示电流随时间变化的4幅i-t 图像正确的是（ ）A ．B ．C ．D ．5．一个小物体从斜面底端冲上足够长的斜面，然后又滑回斜面底端，已知小物体的初动能为E ，返回斜面底端时的速度为v ，克服摩擦力做功为2E 若小物体冲上斜面的初动能为2E ，则下列选项中正确的一组是（ ）①物体返回斜面底端时的动能为E②物体返回斜面底端时的动能为32E ③物体返回斜面底端时的速度大小为2v④物体返回斜面底端时的速度大小为2vA ．①③B ．②④C ．①④D ．②6．近年来，人类发射了多枚火星探测器，火星进行科学探究，为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。
假设火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，若测得该探测器运动的周期为T ，则可以算得火星的平均密度2k T ρ=，式中k 是一个常量，该常量的表达式为（已知引力常量为G ） A ．3k π= B ．3k G π= C ．3k G π= D ．24k Gπ= 7．电阻为R 的单匝闭合金属线框，在匀强磁场中绕着与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势的图像如图所示。
下列判断正确的是（ ）A ．2T 时刻线框平面与中性面平行 B ．穿过线框的磁通量最大为02E T πC ．线框转动一周做的功为20E T RD ．从4T t =到34T t =的过程中，线框的平均感应电动势为02E 8．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz 和5.44×1014Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（ ）A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量 9．真空中某静电场电场线的分布如图所示，图中P 、Q 两点关于点电荷q 1水平对称。
P 、Q 两点电场强度的大小分别为PE 、Q E ，电势分别为Q ϕ、P ϕ。
一个带电粒子沿虚线轨迹从M 移动至N 。
以下选项正确的有（ ）A ．Q P E E >B ．Q P ϕϕ>C ．此带电粒子带正电，它的电势能先变大后变小D ．此带电粒子带负电，它的电势能先变大后变小10．如图所示，一个劲度系数为k 的轻质弹簧竖直放置，弹簧上端固定一质量为2m 的物块A ，弹簧下端固定在水平地面上。
一质量为m 的物块B ，从距离弹簧最上端高为h 的正上方处由静止开始下落，与物块A 接触后粘在一起向下压缩弹簧。
从物块B 刚与A 接触到弹簧压缩到最短的整个过程中（弹簧保持竖直，且在弹性限度内形变），下列说法正确的是（ ）A ．物块B 的动能先减少后增加又减小 B ．物块A 和物块B 组成的系统动量守恒C ．物块A 和物块B 组成的系统机械能守恒D ．物块A 物块B 和弹簧组成的系统机械能守恒二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分11．如图所示，在匀强磁场中有一矩形MNQP ，场强方向平行于该矩形平面。
已知3m QP =，3m 2MP =。
各点的电势分别为0 1.5V 3V P M Q ϕϕϕ===，，。
电子电荷量的大小为e 。
则下列表述正确的是（ ）A ．电场强度的大小为23V /mB ．N 点的电势为4.5VC ．电子在M 点的电势能比在P 点低1.5eVD ．电子从M 点运动到Q 点，电场力做功为 1.5eV -12．关于波的干涉和衍射，下列说法正确的是_______。
A ．对于同一列机械波，障碍物越小，越容易绕过去B ．如果波在传播过程中遇到尺寸比波长大得多的障碍物，该波就不能发生衍射C ．猛击音叉，围绕振动的音叉转一圈的过程中，会听到声音忽强忽弱，这是干涉现象D ．一束白光通过三棱镜后，在屏上出现彩色条纹，这是光的一种干涉现象E.机械波、电磁波、光波均能产生衍射现象13．下列说法正确的是________。
A ．液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现B ．用熵的概念表示热力学第二定律：在任何自然过程中，一个孤立系统的熵不会增加C ．晶体在物理性质上可能表现为各向同性D ．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的E.热量可以从低温物体传给高温物体14．下列说法正确的是（ ）A ．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性B ．无论科学技术怎样发展，热量都不可能从低温物体传到高温物体C ．晶体在熔化过程中要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变D ．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热E.悬浮在液体中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈15．美国物理学家阿瑟·阿什金因利用光的力量来操纵细胞获得2018年诺贝尔物理学奖，原来光在接触物体后，会对其产生力的作用，这个来自光的微小作用可以让微小的物体（如细胞）发生无损移动，这就是光镊技术．在光镊系统中，光路的精细控制非常重要。
对此下列说法正确的是（ ）A．光镊技术利用光的粒子性B．光镊技术利用光的波动性C．红色激光光子能量大于绿色激光光子能量D．红色激光光子能量小于绿色激光光子能量三、实验题：共2小题16．某同学在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）B．电流表A1（量程0~3mA，内阻R g1=10Ω）C．电流表A2（量程0~0.6A，内阻阪R g2=0.1Ω）D．滑动变阻器R1（0-20Ω，10A）E.滑动变阻器R2（0-200Ω，1A）F.定值电阻R0（990Ω）G.开关和导线若干(1)他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个实验电路，其中更为合理的是________图；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________（填写器材名称前的字母序号）；用你所选择的电路图写出全电路欧姆定律的表达式E=______________（用I1、I2、R g1、R g2、R0、r表示）。