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2019-2020年高一物理下學(xué)期末復(fù)習(xí)分層達標訓(xùn)練 7.4《重力勢能》 新人教版 1.下列說法中正確的是( ) A.地球上的任何一個物體的重力勢能都有一個確定的值 B.從同一高度將某一物體以相同的速率拋出，落到地面上時，物體的重力勢能的變化量是相同的 C.在不同高度的不同物體具有的重力勢能可能相同 D.位于零勢能參考平面以下的物體的重力勢能一定小于在零勢能參考平面以上的物體的重力勢能 2.將一物體由A移至B，重力做功( ) A． 與運動過程中是否存在阻力有關(guān) B．與物體沿直線或曲線運動有關(guān) C．與物體做加速、減速或勻速運動有關(guān) D．與物體發(fā)生的位移有關(guān) 3.(xx涪陵高一檢測)如圖所示，質(zhì)量為m的小球在半徑為R的軌道上來回運動，下列說法中正確的是( ) A.若A、B等高，從A到B重力做功為mgR B.若A、B等高，從A到B重力做功為零 C.若軌道有摩擦，重力做功最多是mgR D.若軌道有摩擦，重力做功大于mgR 4.關(guān)于重力做功和物體重力勢能的變化，下列說法中正確的是( ) A.當重力對物體做正功時，物體的重力勢能一定減少 B.當物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定增加 C.重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān) D.重力勢能的變化量與參考平面的選取有關(guān) 5．一個質(zhì)量為0.5 kg的小球，從5 m高處自由下落，著地后反彈起1 m，取地面為參考平面，并取g=10 m/s2,則( ) A.初、末位置小球的重力勢能分別為25 J和-5 J B.在下落和反彈過程中重力做功分別為25 J和5 J C.由初位置到末位置重力做功為20 J D.重力做的功等于末位置的重力勢能減初位置的重力勢能 6.一實心鐵球與一實心木球質(zhì)量相等，將它們放在同一水平地面上，下列結(jié)論正確的是( ) A．鐵球的重力勢能大于木球的重力勢能 B．鐵球的重力勢能等于木球的重力勢能 C．鐵球的重力勢能小于木球的重力勢能 D．木球的重力勢能不會大于鐵球的重力勢能 7．黃果樹大瀑布(如圖所示)自70 m高的斷崖絕壁凌空飛下直瀉犀牛潭，氣勢排山倒海。該瀑布常年流量約為每秒20 m3，則每秒鐘水的重力勢能的變化量為_________。(g取10 m/s2) 【能力提升】 8.(xx鄭州高一檢測)如圖所示，兩個質(zhì)量相等的物體從同一高度沿傾角不同的斜面加速下滑，α1>α2，且第一個斜面光滑，第二個斜面粗糙。由頂端滑到底端的過程中，重力對物體做的功分別為W1和W2，重力勢能的變化量分別為和，則( ) A.W1=W2 B.W1 D．< 9.如圖所示，在水平地面上平鋪著n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m，厚度為h。如果人工將磚一塊一塊地疊放起來，那么人至少做功( ) A．n(n－1)mgh B.n(n－1)mgh C．n(n＋1)mgh D.n(n＋1)mgh 10．在離地面80 m處無初速度地釋放一小球，小球質(zhì)量為m=200 g，不計空氣阻力，g取10 m/s2，取最高點所在水平面為參考平面。求： (1)在第2 s末小球的重力勢能。 (2)在第3 s內(nèi)重力所做的功和重力勢能的變化量。 11.如圖所示，兩個底面積都是S的圓桶，用一根帶有閥門的細管相連通，放在水平地面上。兩桶內(nèi)盛有密度為ρ的水，閥門關(guān)閉時兩桶液面的高度分別為h1和h2，現(xiàn)將連接兩桶的管道閥門打開，讓左側(cè)桶中的水緩慢流入右側(cè)桶內(nèi)，最后兩桶液面的高度相同，求在此過程中水的重力勢能的變化量。 答案解析 1.【解析】選B、C、D。重力勢能的大小與參考平面的選擇有關(guān)，參考平面不同，同一物體在某一位置的重力勢能也會不同，故不能說地球上的任何一個物體的重力勢能都有一個確定的值， A錯誤。選地面為參考平面，某一物體(設(shè)質(zhì)量為m)從同一高度h處拋出落到地面時，物體重力勢能的變化=0-mgh= -mgh，僅與m、h有關(guān)，與做什么樣的運動無關(guān)， B正確。因為重力勢能Ep=mgh∝mh，所以當質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體在不同高度h1、h2處時，若m1h1=m2h2，則它們具有的重力勢能相同， C正確。因為物體在參考平面上時重力勢能為零，物體位于參考平面以下時其重力勢能小于零，物體位于參考平面以上時其重力勢能大于零，所以D正確。 2.【解析】選D。重力做功只與重力方向上發(fā)生的位移有關(guān)，與物體運動所經(jīng)過的路徑、運動狀態(tài)都沒有關(guān)系，故D正確。 3.【解析】選B、C。若A、B等高，WG=mgΔh=0,故B正確；無論有沒有摩擦，WGmax=mgR,故C正確。 4.【解析】選A、B、C。根據(jù)重力做功的特點及重力勢能的定義可知選項A、B、C都是正確的。 5．【解析】選C。初位置重力勢能：=mgh1=25 J 末位置重力勢能：=mgh2=5 J 下落和反彈過程重力做功：W下=mgh1=25 J W上=-mgh2=-5 J,整個過程重力做功WG=mg(h1-h2)=20 J,所以選項C正確。 6.【解析】選C。因為鐵球和木球的密度不同，所以，質(zhì)量相等的鐵球和木球，木球的體積較大，放在同一水平地面上時，木球的重心高。因此，木球的重力勢能大于鐵球的重力勢能，選項C正確。 7．【解析】重力勢能的變化量等于重力做功的多少，即ΔEp＝W＝mgh＝ρVgh=1103201070 J＝1.4107 J。 答案：1.4107 J 8.【解析】選A。兩物體的質(zhì)量相等，重力相同，初、末位置的高度差相同，所以重力做功相等，重力勢能的變化量也相等，故A正確。 9.【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下兩點： (1)人克服重力做的功等于磚增加的重力勢能。 (2)重力勢能的變化量決定于磚的重心的變化。 【解析】選B。把n塊磚看做一個整體，其總質(zhì)量是M＝nm，以地面為零勢能面，n塊磚都平放在地面上時，其重心都在高處，所以這n塊磚的初始重力勢能為當n塊磚疊放在一起時，其總高度為H＝nh，其總的重心位置在處，所以末狀態(tài)重力勢能為人做的功至少要等于重力勢能的增量，即故選B。 10．【解析】(1)在第2 s末小球所處的高度 h=-gt12=-1022 m=-20 m。 重力勢能Ep=mgh=0.210(-20) J=-40 J。 Ep<0說明物體在參考平面的下方。 (2)在第3 s末小球所處的高度 h′=-gt22=-1032 m=-45 m。 第3 s內(nèi)重力做功W=mg(h-h′)=0.210(-20+45) J=50 J,即小球的重力勢能減少了50 J。 答案：(1)-40 J　　(2)50 J　　重力勢能減少50 J 11.【解析】以部分水為研究對象，如圖所示，打開閥門，當兩桶水液面相平時，相當于將圖中左側(cè)桶中陰影部分的水移至圖中右側(cè)桶中的上方，這部分水的質(zhì)量為重心下降故重力勢能減少了 答案： 【總結(jié)提升】填補法解決重力勢能變化問題 解答流體重力勢能的變化及重力做功問題，用“填補法”比較簡捷，技巧是以部分液體為研究對象，把這部分液體填補到相應(yīng)的位置，這一部分液體的重力勢能變化量相當于整體重力勢能的變化量，其實質(zhì)就是等效法。