2021年高中物理人教版（新教材）必修第二册同步练习：第8章 第2节 重力势能 （含解析）.doc

1、第八章第八章 第二节第二节 请同学们认真完成 练案 14 合格考训练 25分钟 满分60分 一、选择题(本题共 7 小题，每题 6 分，共 42 分) 1如图所示虚线是一跳水运动员在跳水过程中其重心运动的轨迹，则从起跳至入水的过 程中，该运动员的重力势能( C ) A一直减小 B一直增大 C先增大后减小 D先减小后增大 解析：运动员的重心先升高后降低，故其重力势能先增大后减少，所以选项 C 正确。 2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。以下表述错误的 是( B ) 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

2、球在 B 点的重力势能比 C 点小 C若以 B 点所在的水平面为参考平面，小球在 C 点的重力势能小于零 D无论以何处水平面为参考平面，小球在 B 点的重力势能均比 C 点大 解析：根据重力势能的概念，易判选项 B 错误，A、C、D 正确。 3大型拱桥的拱高为 h，弧长为 L，如图所示，质量为 m 的汽车在以不变的速率 v 由 A 点运动到 B 点的过程中，以下说法正确的是( D ) A由 A 到 B 的过程中，汽车的重力势能始终不变，重力始终不做功 B汽车的重力势能先减小后增加，总的变化量为 0，重力先做负功，后做正功，总功为 零 C汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为 0，重力先做正功

3、，后做负功，总功为 零 D汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为 0，重力先做负功，后做正功，总功为 零 解析：前半阶段，汽车向高处运动，重力势能增加，重力做负功；后半阶段，汽车向低 处运动，重力势能减小，重力做正功，选项 D 正确。 4如图所示，一轻弹簧一端固定于 O 点，另一端系一重物，将重物从与悬点 O 在同一水 平面且弹簧保持原长的 A 点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由 A 点摆 向最低点 B 的过程中( C ) A重力做正功，弹力不做功 B重力做正功，弹力做正功 C若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功 D若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，

4、重力做功不变，弹力不做功 解析：重力做正功，弹簧弹力做负功，选项 A、B 错误，若用等长细绳代替重力做功，弹 力不做功，但重力做的功不同，选项 C 正确，D 错误。 5(2020 江苏海安高级中学高一下学期检测)如图所示，ACP 和 BDP 是竖直平面内两个 半径不同的半圆形光滑轨道，A、P、B 三点位于同一水平面上，C 和 D 分别为两轨道的最低 点，将两个质量相同的小球分别从 A 和 B 两处同时无初速释放，则( D ) A沿 BDP 光滑轨道运动的小球的重力势能永远为正值 B两小球到达 C 点和 D 点时，重力做功相等 C两小球到达 C 点和 D 点时，重力势能相等 D两小球刚开始从 A

5、 和 B 两处无初速释放时，重力势能相等 解析：不管选哪一点为零势能点，A 点和 B 点相对零势能面的竖直高度均相等，所以重力 势能相等两小球到 C 点和 D 点时，重力势能不相等。重力势能 Epmgh，具有相对性，如 果选 A、P、B 三点在零势能参考面上，则两球在运动过程中的重力势能恒为负值；如果选 C 点在零势能参考面上，则两球在运动过程中的重力势能恒为正值。另外，重力做功跟路径无 关，只取决于物体在初始和终末两点在竖直方向的高度，两球从开始运动到达 C 点和 D 点时 竖直高度不等，所以，重力做功不相等。 6在光滑的水平面上，物体 A 以较大速度 va向前运动，与以较小速度 vb向同一

6、方向运 动的、连有轻质弹簧的物体 B 发生相互作用，如图所示。在相互作用的过程中，当系统的弹 性势能最大时( B ) Avavb Bvavb CvaEp2 CEp0 DEp0 解析：开始时弹簧形变量为 x1，有 kx1mg，物体 B 离开地面时弹簧形变量为 x2，有 kx2 mg，由于 x1x2，所以 Ep1Ep2，Ep0，故选项 A 正确。 3(多选)竖直上抛一个小球，从抛出到落回原抛出点的过程中，它的速度、重力势能、 位移、加速度随时间变化的函数图像(如图所示)中正确的是(不计空气阻力，以竖直向下为正 方向，图中曲线为抛物线，抛出点为零势能点)( ABC ) 解析：以竖直向下为正方向，则初

7、速度为负值最大，重力加速度为正，小球匀减速运动 到最高点速度为零，然后反向加速运动，因而 A 正确；因为抛出点为零势能点，所以重力势 能最初为零，上升过程重力势能增大，下落过程则减小，回到原点变为零，因而 B 正确；因 为位移始终在抛出点上方，所以一直为负值，C 选项也正确；加速度竖直向下，为正值，因而 D 错误。 二、非选择题 4(9 分)如图所示，质量为 m 的小球，用一长为 l 的细线悬于 O 点，将悬线拉直成水平 状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O 点正下方 D 处有一钉子，小球运动到 B 处时会以 D 为圆心做圆周运动，并经过 C 点，若已知 OD2 3l，则小球由 A

8、点运动到 C 点的 过程中，重力势能减少了多少？重力做功为多少？ 答案：1 3mgl 1 3mgl 解析：从 A 点运动到 C 点，小球下落 h1 3l， 故重力做功 WGmgh1 3mgl， 重力势能的变化量 EpWG1 3mgl 负号表示小球的重力势能减少了。 5(10 分)北京奥运会女子蹦床决赛中，中国小将何雯娜表现突出，以总分 37.80 分的成 绩为中国蹦床队夺得首枚奥运会金牌。在比赛中，如果她受到蹦床对她的弹力的变化规律如 图所示。 试分析该同学在 t4t5段时间内弹性势能、重力势能怎样变化？t5t6段时间内又如何变 化？ 答案：t4t5段时间内弹性势能为零、重力势能先变大再变小；t5t6段时间内弹性势能先 变大再变小、重力势能先变小再变大。 解析：t4t5段时间内在空中，不受弹力作用，t5t6段时间内与蹦床接触，是先下落又上 升的过程。