1、优质文档优质文档4.重力势能一、选择题1.利用超导材料和科学技术可以实现磁悬浮。若磁悬浮列车的质量 为 20 t,因磁场间的相互作用而浮起的 高度为 10 mm,则该过程中磁悬浮列车增加的重力势能是(g 取 10m/s2)( )A.20 J B.200 JC.2.0103 J D.2.0107 J解析:列车浮起的高度为 10mm,增加的重力势能为 Ep=mgh=20103101010-3J=2.0103J,正确选项为 C。答案:C2.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.
2、重力做功使系统的重力势能增加D.任意相等的时间内重力做 的功相等解析:下落过程中,阻力的方向始终与速度方向相反 ,做负功,选项 A 正确;加速下降时,合力方向向下,减速下降时,合力方向向上,选项 B 错误; 重力做功使系统的重力势能减少,选项 C 错误; 在相等的时间内,系统下落的高度不同,所以相等的时间内重力做的功不相等,选项 D 错误。答案:A3.以一定初速度竖直向上抛出一个质量为 m 的小球,小球上升的最大高度为 h,空气阻力的大小为 Ff,则从抛 出点到返回至原出发点的过程中,下列说法中正确的是( )A.空气阻力对小球做的功为零 ,重力对小球做的功也为零B.空气阻力对小球做的功为零,重
3、力对小球做的功为 2mghC.空气阻力对小球做的功为-2F fh,重力对小球做的功为零D.空气阻力 对小球做的功为 -2Ffh,重力对小球做的功为 2mgh解析:阻力做功与路径有关,整个过程中阻力始终做负功 ,故=-F fh-Ffh=-2Ffh;重力做功与路径无关,WG=0。答案:C4.如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,A 沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B 自由下落,最后到达同一水平面,则( )优质文档优质文档A.重力对两物体做功相同B.重力的平均功率相同C.到达底端时重力的瞬时功率 PAPBD.到达底端时两物体的速度相同解析:由重力做功特点可知,下落高度相同 ,重力做功相同,A 对。两
4、 过程所用时间不同,重力的平均功率不同,B 错。下落相同高度后速度大小相同 ,但重力与速度方向间夹角不同,瞬时功率不同,且 PAPB,C对,D 错。来源:学科网答案:AC5.一根粗细均匀的长直铁棒重 600N,平放在水平地面上。现 将一端从地面抬高 0.50m,而另一端仍在地面上,则( )A.铁棒的重力势能增加了 300JB.铁棒的重力势能增加了 150JC.铁棒的重力势能增加量为 0D.铁棒重力势能增加多少与参 考平面选取有关,所以无法确定解析:铁棒的重心升高的高度 h=0.25m,铁棒增加的重力势能等于克服重力做的功,与参考平面选取无关,即 Ep=mgh=6000.25J=150J。答案:
5、B6.一质量为 m 的物体被人用手由静止竖直向上以 加速度 a 匀加速提升 h。关于此过程,下列说法中不 正确的是( )A.提升过程中手对物体做功 m(a+g)hB.提升过程中合外力对物体做功 mahC.提升过程中物体的重力势能增加 m(a+g)hD.提升过程中物体克服重力做功 mgh解析:提升过程中物体的重力势能增加 mgh,物体克服重力做功 mgh,D 说法正确,C 说法错误;由牛顿第二定律可得 F=mg+ma,提升过程中手对物体做功 W=Fh=m(g+a)h,A 说法正确,同理可知 B 说法正确。答案:C来源:学科网 ZXXK二、非选择题7.如图所示,桌面距地面 0.8m,一物体质量为
6、2kg,放在距桌面 0.4m 的支架上。取 g=10m/s 2,求:优质文档优质文档(1)以地面为零势能位置,计算物体具有的重力势能,并计算物体由支架下落到桌面的过程中 ,重力势能减少多少;来源:学科网 ZXXK(2)以桌面为零势能位置时,计算物体具有的重力势能,并计算物体由支架下落到桌面过程中重力势能减少多少。解析:根据物体相对零势能位置的高度 ,直接应用公式计算即得。(1)以地面为零势能位置,物体的高度 h1=1.2m,因而物体的重力势能Ep1=mgh1=2101.2J=24J物体落至桌面时的重力势能Ep2=mgh2=2100.8J=16 J物体重力势能的减少量Ep=Ep1-Ep2=24J
7、-16 J=8 J。(2)以桌面为零势能参考平面,物体距零势能位置的高度 h1=0.4m,物体的重力势能 来源:学科网Ep1=mgh1=2100.4J=8 J物体落至桌面时,重力势能的减少量Ep=8J。答案:(1)24J 8J (2)8J 8 J8.如图所示,圆 柱形水箱高为 5m,容积为 50m3,水箱底部接通水管 A,顶部接通水管 B。开始时箱中无水,若仅使用 A 管或仅使用 B 管慢慢地将水注入,直到箱中水满为止,试计算两种情况下外界各需做多少功。(设需注入的水开始时均与箱底等高 ,g 取 10m/s2)解析:以 H 表示水箱的高度。水若从 A 管注入,整箱水的重心被升高,外界做功W1=mg=Vg=1035010J=1.25106 J。水若从 B 管注入,整箱水应先升高到 H 的箱顶处,故外界做的功来源:Z+xx+k.ComW2=2W1=21.25106J=2.5106 J。答案:1.2510 6J 2.510 6 J
