重力势能(15分钟·30分)一、选择题(本题共5小题,每题4分,共20分)1.(2020·厦门高一检测)一位同学将一本掉在地板上的物理必修2课本慢慢捡回到课桌上,则该同学对教科书做功大约为(重力加速度g取10m/s2)()A.0.04JB.0.4JC.4JD.40J【解析】选C。课本大约重6N,桌面高度大约为0.7m,慢慢捡起认为一直处于平衡状态,同学提供的支持力等于重力并且做正功W=FL=mgh=4.2J。C正确。2.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时物体克服重力做功多C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时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【解析】选D。重力做功与物体的运动路径无关,只与初、末状态物体的高度差有关,不论是光滑路径还是粗糙路径,也不论是直线运动还是曲线运动,物体克服重力做多少功(重力做多少负功),它的重力势能就增加多少。3.起跳摸高是同学们经常进行的一项活动。某学生身高1.80m,质量70kg,他站立举臂,手指摸到的高度为2.10m。在一次摸高测试中,如果他先下蹲,再用力蹬地向上跳起,同时举臂,离地后手指摸到的高度为2.55m。设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.7s。不计空气阻力(g取10m/s2),离地后该同学跳起后增加的重力势能最大值是()A.1260JB.1470JC.315JD.1785J【解析】选C。人的重心升高的高度为:Δh=2.55m-2.10m=0.45m,故该同学跳起后增加的重力势能最大值是:Ep=mgΔh=70×10×0.45J=315J。C正确。【加固训练】如图所示,斜坡式自动扶梯将质量为50kg的小华从地面送到4m高的二楼,g取10m/s2,在此过程中小华的()A.重力做功为2000J,重力势能增加了2000JB.重力做功为-2000J,重力势能增加了2000JC.重力做功为2000J,重力势能减小了2000JD.重力做功为-2000J,重力势能减小了2000J【解析】选B。重力做功为W=-mgh=-50×10×4J=-2000J,即克服重力做功2000J,重力势能增加了2000J,故A、C、D错误,B正确。4.如图所示,在高出地面H的A点将小球m竖直上抛,初速度为v0,则下列说法中正确的是()A.小球在A点时,重力势能为mgHB.小球在A点时,重力势能为零C.整个运动过程,重力势能的变化量为-mgHD.整个运动过程,重力势能的变化量为mgH【解析】选C。题目中没有明确参考平面的位置,小球在A点时的重力势能无法确定,故A、B错误;整个运动过程中,重力做的功WG=mgH,由WG=-ΔEp得ΔEp=-mgH,故C正确,D错误。5.(2020·潍坊高一检测)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,则水的重力势能()A.增大B.变小C.不变D.不能确定【解析】选A。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A。二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)6.(2020·六安高一检测)如图所示,斜面ABC中AB段粗糙,BC段长1.6m且光滑。质量为1kg的物块由A处以12m/s的初速度沿斜面向上滑行,到达C处速度为零,此过程中物块在AB段速度的变化率是BC段的2倍,两段运动时间相等。以A为零势能点,重力加速度g取10m/s2。求:(1)物块通过B处的速度;(2)物块经过AB段克服摩擦力做功;(3)物块在C处的重力势能。【解析】(1)设物块在AB段加速度大小为a1,BC段加速度大小为a2,由题意知,a1=2a2,t1=t2,则有=2解得vB=4m/s(2)由题意分析可知,滑动摩擦力与重力沿斜面向下的分力大小相等,故WG=Wf从A到B,对物块分析,根据动能定理有Wf+WG=m-m解得Wf=-32J故物体克服摩擦力做功W克服f=32J(3)从A到C,对物块分析,根据动能定理有Wf-mgh=0-m解得EpC=mgh=40J答案:(1)4m/s(2)32J(3)40J(10分钟·20分)7.(6分)(多选)(2020·安庆高一检测)如图所示,一小球贴着光滑曲面自由滑下,依次经过A、B、C三点。以下表述正确的是()A.若以地面为参考平面,小球在B点的重力势能比C点大B.若以A点所在的水平面为参考平面,小球在B点的重力势能比C点小