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1、7.4重力势能同步练习一、单选题1. 关于重力势能的说法正确的是()A. 重力势能由重物本身因素决定B. 重力势能有负值，因此说重力势能是矢量C. 重力做功才有重力势能，重力不做功，物体就不具有重力势能D. 重力势能具有相对性【答案】D【解析】解：A、重力势能由重物本身的质量和高度以及重力加速度共同决定，故A错误；B、重力势能是标量，负号表示大小，不表示方向，故B错误；C、重力做功与重力势能变化联系，重力不做功表示重力势能不发生变化，并不表示不具有重力势能，故C错误；D、重力势能与高度有关，而高度与参考平面的选择有关因此具有相对性，故重力势能的数值是相对于参考平面的数值，不同的参考平面对应的重
2、力势能值不同，故D正确故选：D2. 自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形.则水的势能()A. 增大B. 变小C. 不变D. 不能确定【答案】A【解析】解：从侧面缓慢推袋壁使它变形，水的重心升高，根据Ep=mgh，知重力势能增大.故A正确，B、C、D错误故选A3. 当重力对物体做正功时，物体的()A. 重力势能一定增加，动能一定减小B. 重力势能一定增加，动能不一定减小C. 重力势能一定减小，动能不一定增加D. 重力势能一定减小，动能一定增加【答案】C【解析】解：根据重力做功与重力势能变化的关系得：wG=Ep 当重力对物体做正功时，重力势能一定减小.根
3、据动能定理知道：w合=Ek 当重力对物体做正功时，物体可能还受到其他的力做功，所以对物体做的总功可能是正功，也有可能是负功，也有可能为0，所以物体的动能可能增加，也有可能减小，也有可能不变故选：C4. 某物体在运动的过程中，重力对其做功100J，则物体的()A. 动能一定增加100JB. 动能一定减少100JC. 重力势能一定增加100JD. 重力势能一定减少100J【答案】D【解析】解：由于物体运动过程中，可能不只是重力做功，因此物体动能变化情况无法确定，故AB错误；重力对物体做正功，因此其重力势能将减小，故C错误，D正确故选：D5. 如图所示，质量为m的小球，从离桌面H高处自由下落，已知桌
4、面离地高度为h，若以桌面为参考平面，则小球落到地面时的重力势能为(g为重力加速度)()A. mghB. mg(H+h)C. mgHD. mg(Hh)【答案】A【解析】解：以桌面为零势能参考平面，小球落到地面时的高度为h，重力势能为：Ep2=mgh；故选：A6. 如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则()A. 沿轨道1滑下重力做功多B. 沿轨道2滑下重力做功多C. 沿轨道3滑下重力做功多D. 沿三条轨道滑下重力做的功一样多【答案】D【解析】解：物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，重力做功都是W=mgh，所
5、以沿三条轨道滑下重力做的功一样多，故D正确.ABC错误故选：D 7. 取水平地面为重力势能零点，一小球从距地某高度处自由下落，经过时间t到达A处，在A处的重力势能与动能的比值EpA：EkA=4，再经过时间t到达B处，则在B处的动能与重力势能的比值EkB：EpB为()A. 5B. 4C. 3D. 2【答案】B【解析】解：设开始时小球离地面的高度为H，根据自由落体运动的规律可知，两段时间内的高度之比为1：3，设为h和3h，由能量关系可知：EPAEKA=mg(Hh)mgh=4，解得H=5h到达B点时：EKBEPB=mg4hmg(H4h)=4，故B正确，ACD错误；故选：B。二、多选题8. 在离地面一
6、定高度处，以相同的动能，向各个方向抛出多个质量相同的小球，这些小球到达地面时，有相同的()A. 动能B. 速度C. 速率D. 位移【答案】AC【解析】解：A、设物体的初动能为Ek1，高度为h，质量为m，小球到达地面时的动能为Ek2，根据动能定理得mgh=Ek2Ek1，得Ek2=mgh+Ek1，由题知，m、h、Ek1均相同，则Ek2相同，故A正确B、物体以不同的方向抛出，落地时速度方向不同，则速度不同.故B错误C、动能的计算式Ek=12mv2，可知Ek2相同，则速率v相同，故C正确D、物体抛出起点相同，而落地点位置各不相同，故位移不相同.故D错误故选AC 9. 物体在运动过程中，克服重力做功50
7、J，则()A. 重力做功为50JB. 物体的重力势能一定增加50JC. 物体的重力势能一定减小50JD. 重力做功为50J【答案】BD【解析】解：物体在运动过程中，克服重力做功50J，也就是说重力对物体做负功，表示为50J，功的大小是50J；重力对物体做负功时，物体的重力势能就一定会增加，增加的大小是50J.选项AC错误，BD正确故选：BD10. 对重力做功、重力势能的理解，下列正确的是()A. 物体受拉力作用竖直向上运动，若拉力做功是1J，则物体的重力势能一定增加1JB. 物体受拉力作用竖直向上匀速运动，不计空气阻力，若拉力做功是1J，则物体的重力势能一定增加1JC. 物体运动，重力做功1J
8、.则物体的重力势能增加lJD. 若没有摩擦时，物体由A沿直线运动到B，克服重力做功1J.则有摩擦时，物体由A沿曲线运动到B，克服重力做的功大于1J【答案】BC【解析】解：A、除重力重力外，其它力做功对应物体机械能的变化，拉力做功是1J，则物体的机械能一定增加1J，但重力势能不一定增加1J，故A错误 B、除重力重力外，其它力做功对应物体机械能的变化，拉力做功是1J，则物体的机械能一定增加1J，由于匀速运动，动能不变，故物体的重力势能一定增加1J，故B正确 C、重力做功与重力势能的变化关系是：重力做正功重力势能减小，重力做负功重力势能增加，且重力做功的数值等于重力势能的变化数值重力做功1J，则重力
9、势能增加1J.故C正确D、重力做功与路径无关，与首末位置的高度差有关，故两次克服重力做功1J，故D错误故选：BC11. 如图所示，一装置固定在水平地面上，AB是半径为R的14光滑圆轨道，上端A离地面的高度为H.一个质量为m的小球从A点处由静止滑下，落到地面上C点.若以轨道下端B所在的水平面为参考平面，关于小球的重力势能，下列说法正确的是()A. 在A点为mgRB. 在B点为mgRC. 在C点为mgHD. 在C点的mg(HR)【答案】AD【解析】解：A、取轨道下端B所在的水平面为参考平面，则A点的高度为R，所以在A点的重力势能为mgR，故A正确B、取轨道下端B所在的水平面为参考平面，所以在B点时
10、的重力势能为零，故B错误C、C点在零势能面的下方，高度为(HR)，所以在C点的重力势能为mg(HR)，故C错误D、由C的分析知D正确故选AD12. 利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值.如图是用这种方法获得的弹性绳中拉力随时间的变化图线.实验时，把小球举高到绳子的悬点O处，然后放手让小球自由下落.由此图线所提供的信息，以下判断正确的是()A. t2时刻小球速度最大B. t1t2期间小球速度先增大后减小C. t3时刻小球动能最小D. t1与t4时刻小球动量一定相同【答案】BCD【解析】解：A、把小球举高到绳子的悬点O处，让小球自由下落，t1时刻绳子刚好绷紧，此时小球所受的重力大于绳子的
11、拉力，小球向下做加速运动，当绳子的拉力大于重力时，小球才开始做减速运动，t2时刻绳子的拉力最大，小球运动到最低点，速度为零，所以t2时刻小球速度不是最大.故A错误；B、t1t2时间内小球先做加速度减小的加速运动，当绳子的拉力大于重力时，小球才开始做减速运动，t2时刻绳子的拉力最大，小球运动到最低点，速度为零，因此速度先增大后减小，故B正确；C、t3时刻与t1时刻小球的速度大小相等，方向相反，而t1t2期间小球速率先增大后减小，t2时刻速度最小为零，所以动能最小为零，故C正确；D、t3与t4时刻都与t1时刻小球速度大小相同，且t1与t4时刻方向也相同，则小球动量也相同，故D正确；故选BCD三、计
12、算题13. 用起重机把重量为2.0104N的物体匀速地提高了5m，钢绳的拉力做了多少功？重力做了多少功？物体克服重力做了多少功？这些力做的总功是多少？【答案】解：物体匀速提升，由平衡条件：F=G=2.0104N 钢绳的拉力做功：WF=Fh=2.01045J=1.0105J 重力做功：WG=Gh=2.01045J=1.0105J 物体克服重力做功：W=WG=1.0105J 这些力所做的总功是：W总=WF+WG=0 答：钢绳的拉力做了1.0105J的功；重力做了1.0105J的功；物体克服重力做功1.0105J，这些力所做的总功是0【解析】根据物体平衡条件，只有物体做匀速直线运动或静止时，所受到的
13、是平衡力，再代入功的计算公式即可本题考查了二力平衡条件的应用，注意题目中的匀速、静止等词语.属于基础题目14. 起重机用钢绳将质量为100kg的重物匀速向上提高了2m，求重物所受力对重物做功各为多少？(不计阻力，取g=10m/s2)【答案】解：由物体被匀速提升可知，钢绳的拉力T等于物体重力G，即：F=G=10010N=1000N 故钢绳的拉力的功为：WF=Fh=10002J=2000J 重力做功为：WG=mgh=10002J=2000J 答：重物所受拉力对重物做功为2019J，重力对重物做功为2000J【解析】由物体被匀速提升可知，钢绳的拉力等于物体重力，又知道位移，根据功的定义式可求拉力功、
14、重力做的功本题是基础的功的公式应用，注意关于克服某个力做功是这个力做负功的另一种表述，但是表述为克服某个力做功应为功的正值15. 从地面斜向上抛出一个质量为m的小球，当小球到达最高点时，小球具有的动能与势能之比是9：16，选地面为重力势能参考面，不计空气阻力，现在此空间加上一个平行于小球运动平面的水平电场，以相同的初速度抛出带上正电荷量为q的原小球，小球到达最高点时的动能与抛出时动能相等.已知重力加速度大小为g.试求：(1)无电场时，小球升到最高点的时间；(2)后来所加电场的场强大小【答案】解：(1)无电场时，当小球升到最高点时，小球具有的动能与势能之比是9：16 将小球的运动分解为水平方向和
15、竖直方向，则竖直方向有vy2=2gh 得12mvy2=mgh 则12mvx2：12mvy2=9：16 解得初始时vx：vy=3：4 所以竖直方向的初速度为vy=45v0 竖直方向小球做匀减速运动，有vy=gt 解得t=4v05g (2)设后来所加的电场场强大小为E，小球到达最高点时的动能与抛出时动能相等若电场力的方向与初速度的水平分量方向相同，则有v0=35v0+qEmt 解得E=mg2q 若电场力的方向与初速度的水平分量方向相反，则有v0=qEmt35v0 解得E=2mgq 答：(1)无电场时，小球升到最高点的时间是4v05g；(2)后来所加电场的场强大小是mg2q或2mgq【解析】(1)无电场时，将小球的运动分解为水平方向和竖直方
