高一物理重力势能_练习题

高一物理重力势能练习题1．下列关于重力势能的说法正确的是A．重力势能是地球和物体共同具有，而不是物体单独具有的B．重力势能的大小是相对的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，它的重力势能一定等于零2．一个实心铁球和一个实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论中正确的是A．铁球的重力势能大于木球的重力势能B．铁球的重力势能小于木球的重力势能C．铁球的重力势能等于木球的重力势能D．上述三种情况都有可能3．将重为50N的物体沿着竖直方向向上匀速吊起10m高，此过程中物体的重力势能变化了J，拉力对物体做功J．若物体以1m/s2的加速度上升10m高，此过程中物体的重力势能变化了J，拉力对物体做了J的功．（g取10m/s2）4．盘在地面上的一根不均匀的金属链重30N，长1m，从甲端缓慢提起至乙端恰好离地面时需做功10J，如果改从乙端提起至甲端恰好离地面需做功J．（g取10m/s2）5．地面上竖直放置一根劲度系数为k，原长为L0的轻质弹簧，在其正上方有一质量为m的小球从h高处自由落到下端固定于地面的轻弹簧上，弹簧被压缩，求小球速度最大时重力势能是多少？（以地面为参考平面）6．质量为10kg的物体静止在地面上，现用120N的竖直拉力提升物体，g取10m/s2．在物体上升10m时，拉力做功J，物体动能增加J，重力势能增加J．7．质量是100g的球从1．8m的高处落到水平板上，又弹回到1．25m的高度，在整个过程中重力对球所做的功为多少？球的重力势能变化了多少？8．如图所示，一个质量为m、半径为r、体积为V的铁球，用一细线拴住，慢慢地放入截面积为S、深度为h的水中．已知水的密度为ρ，求铁球从刚与水面接触至与杯底接触的过程中，水与铁球的重力势能分别变化了多少？水与铁球组成的系统总的重力势能变化了多少？9．如图，长为L的细线拴一个质量为m的小球悬挂于O点，现将小球拉至与O点等高的位置且线恰被拉直．求放手后小球摆到O点正下方的过程中：O（1）球的重力做的功；（2）线的拉力做的功；（3）外力对小球做的总功．10．如图所示，一个质量为m的木块，以初速度v0冲上倾角为θ的斜面，沿斜面上升L的距离后又返回运动．若木块与斜面间的动摩擦因数为μ，求：（1）木块上升过程重力的平均功率是多少？木块的重力势能变化了多少？（2）木块从开始运动到返回到出发点的过程滑动摩擦力做的功是多少？重力做的功是多少？全过程重力势能变化了多少？v011、一条长为L、质量为m的匀质轻绳平放在水平地面上，在缓慢提起全绳的过程中，设提起前半段绳人做的功为W1，提起后半段绳人做的功为W2，则W1∶W2等于（）A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶412、从某一高处平抛一物体,物体着地时末速度与水平方向成α角,取地面处重力势能为零,则物体抛出时,动能与重力势能之比为()A.sin2αB.cos2αC.tan2αD.cot2α13、关于重力势能下列说法中正确的是()A.重力势能只是由重物自身所决定的B.重力势能是标量，不可能有正、负值C.重力势能具有相对性，所以其大小是相对的D.物体克服重力所做的功等于物体重力势能的增加14、以下关于重力势能的说法中，正确的是（）A.地面上的物体的重力势能一定为零B.质量大的物体重力势能一定大C.高处物体的重力势能一定大D.重力做正功时，物体的重力势能一定变化15、在离地80m处无初速释放一小球，小球质量为m=200g，不计空气阻力，g取10m/s2，取最高点所在水平面为零势能参考面.求：（1）在第2s末小球的重力势能;（2）在第3s内重力所做的功，重力势能的变化.16、质量为m的物体，以初速度v0竖直上抛至返回抛出点的过程中，重力对物体做功为________J.1．AB2．B3．解析：物体重力势能增加了ΔEp=mgh=50×10J=500J拉力做功W=F·h=mgh=500J若物体匀加速上升，但重力势能仍增加了500J因为F－G=gG·a所以F=G+G·a/g=G·gga=50×10101N=55N从而WF=F·h=55×10J=550J．答案：5005005005504．解析：设链子两端分别为甲、乙，链子的质心距甲端xm，距乙端ym，则x+y=1m提甲端，质心需提高ym，W甲=mgy=10J提乙端，质心需提高xm，W乙=mgx所以W甲+W乙=mg（x+y）=30×1J=30J所以W乙=20J．答案：205．解析：当mg=kx时，小球的速度最大，所以x=mg/k．此时小球离地面高度为：H=L0－x=L0－mg/k重力势能Ep=mgH+mg（L0－mg/k）=mgL0－m2g2/k．答案：Ep=mgL0－m2g2/k6．解析：拉力做功WF=Fh=120×10J=1200J克服重力做功WG=Gh=10×10×10J=1000J重力势能增加1000J动能增加了ΔEk=WF－WG=200J．答案：120010002007．解析：由重力做功的特点可知，此时重力所做的功为：WG=mgH=mg（h1－h2）=0.1×9.8×（1.8－1.25）J=0.54J由重力做功与重力势能的变化之间的关系可知，此时重力做正功，重力势能应减少，且减少量ΔEp=WG=0.54J．答案：0.54J重力势能减少了0.54J．8．铁球重力势能减少了mgh，水的重力势能增加了21ρgV2/S，铁球与水总的重力势能减少了mgh-21ρgs(Δh)2=mgh-21ρgV2/S9．（1）WG=mgL（2）WF=0（3）W总=mgL10．（1）P=21mgsinθ重力势能增加了mgLsinθ（2）Wμ=-2μmgLcosθ重力做功为零，重力势能没有变化11、答案解析：前后两段提起的过程中，绳的重力势能的增加量是不同的，应分别分析定量计算.提起前半段人对绳做的功增加了绳的重力势能，即W1=ΔEp1，ΔEp1=;提起后半段人对绳做的功又增加了绳的重力势能W2=ΔEp2==，所以W1∶W2=1∶3.答案：C12、解析：设物体抛出时的速度为v0,则其动能为mv02.落地时竖直方向的分速度vy=v0tanα,由动能定理有mgh=mv2-mv02=mvy2.抛出时物体的重力势能Ep=mgh=mvy2=mv02tan2α,则=cot2α.答案：D13、答案解析：从重力势能Ep=mgh的表达式可知，重力势能是由自身的重力和物体相对于零势能面的高度所决定的，由于零势能面的选取是任意的，所以表达式中h具有相对性，所以重力势能是相对的.重力势能是标量，有正负之分，若为正值，则表示物体在零势能面的上方，若为负值则表示物体在零势能面的下方.重力对物体做的功等于重力势能的变化量，重力做正功，重力势能减小，重力做负功(即克服重力做功)等于重力势能增加.所以，本题的正确选项应为CD.答案：CD14、解析：重力势能的大小具有相对性，其大小与参考平面的选取有关，所以重力势能为零的物体，是指物体处于参考平面上，A是错误的.由重力势能的表达式Ep=mgh可知，重力势能的大小与物体的质量和离参考平面的高度都有关，选项B、C都错误.答案：D15、解析：选取零势能参考平面，依据自由落体规律、重力势能以及重力做功与重力势能变化间的关系求解.（1）在第2s末小球所处的高度为：h=-gt2=-×10×22m=-20m重力势能为：Ep=mgh=0.2×10×（-20）J=-40JEp＜0，说明重力势能减少.（2）在第3s末小球所处的高度为h′=-g×t′2=-×10×32m=-45m.第3s内重力做功为：WG=mg（h-h′）=0.2×10×（-20+45）J=50JWG＞0，所以小球的重力势能减少，且减少了50J.16、解析：物体返回抛出点时，重力势能没变，故重力做功为零.答案：0