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1、人教版 高一 第七章 机械能守恒定律 - 第4节 重力势能 提升练习一、多选题1一物块从倾角为的斜面底端沿斜面向上匀减速滑行,上滑过程中其动能和重力势能随上滑距离s的变化如图中直线a、b所示,重力加速度g取,。则()A物块的质量为B物块与斜面间的动摩擦因数为0.25C物块下滑时加速度的大小为D物块返回斜面底端时机械能为2东京奧运会女子铅球决赛中,32岁的老将巩立姣以20米58的成绩夺冠,为我国田径队收获了本届东京奥运会的第一枚田径金牌。这块金牌也实现了我国奧运会田赛项目“零的突破”。如图所示,运动员巩立姣斜向上推出铅球,铅球飞行一段时间后落地,若不计空气阻力,则( )A运动员斜上推出铅球过程,
2、运动员做的功全部转化为铅球的动能B只要铅球离手时初速度越大,在空中飞行的时间一定长C铅球在空中飞行过程中,铅球的重力势能先增大后减小D铅球在空中飞行过程中,相同时间内球的动量变化量相同3如图所示,倾角为=37的斜面体固定在水平面上,质量为m=1kg可视为质点的物块由斜面体的顶端A静止释放,经过一段时间物块到达C点。已知AB=1.2m、BC=0.4m,物块与AB段的摩擦可忽略不计,物块与BC间的动摩擦因数为=0.5,重力加速度为g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8。则下列说法正确的是()A物块在BC段所受的摩擦力大小为6NB上述过程,物块重力势能的减少量为9.6JC上述过程,
3、因摩擦而产生的热量为1.6JD物块到达C点的速度大小为4m/s二、单选题4如图所示,质量为m的物块受到一个与水平方向成角斜向左下、大小恒为F的推力作用,沿水平地面向右运动的距离,物块受到地面的摩擦力大小恒为f。则在上述过程中()A重力对物块做正功B支持力对物块做负功C推力对物块做功为D摩擦力对物块做功为5司机在驾驶汽车爬坡时,需要换挡,其合适的做法和目的是()A换高挡,减小速度,得到较小的牵引力B换高挡,增大速度,得到较小的牵引力C换低挡,增大速度,得到较大的牵引力D换低挡,减小速度,得到较大的牵引力6篮球赛非常精彩,吸引了众多观众经常有这样的场面:在临终场前0.1s,运动员把球投出且准确命中
4、,获得比赛的胜利如果运动员投篮的过程中对篮球做的功为W,出手高度(相对地面)为h1,篮筐距地面高度为h2,球的质量为m,空气阻力不计下列说法中正确的是()A篮球出手时的动能为W+mgh1B篮球进框时的动能为W+mgh1-mgh2C篮球从出手到进框的过程中,其重力势能增加了mgh1-mgh2D篮球从出手到进框的过程中,重力对它做的功为mgh2-mgh17如图所示为儿童蹦蹦床,一名小孩在玩蹦床时,每次与蹦床相碰后都能回到相同的高度,并重复上述运动,取与蹦床刚接触的点为原点建立x轴坐标系,竖直向上为正方向,能正确描述x0运动过程中速度、重力势能、动能、机械能变化图像的是()ABCD8下列关于重力势能
5、的说法正确的是 ( )A物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定;B物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大;C一个物体的重力势能从5J变化到3J,重力势能增加了;D在地面上的物体具有的重力势能一定等于零;9物体做自由落体运动,其重力势能与离地高度的变化如图所示,则图中直线斜率表示()AmBgCmgD2g10如图所示,两个完全相同的小球A、B,在同一高度处以相同大小的初速度分别水平抛出和竖直向上抛出,下列说法中正确的是 ( )A重力对上抛球做功更多,重力的平均功率也更大B重力对平抛球做功更多,重力的平均功率也更大C重力对两球做功一样多,重力对平抛球做功的平均功率更大D重力对两球做功
6、一样多,重力对两个球做功的平均功率一样大11如图是“神州”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图,其过程可简化为:打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,为确保安全着陆,需点燃返回舱的缓冲火箭,在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则()A返回舱在喷气过程中处于失重状态B火箭开始喷气瞬间返回舱获得向上的加速度C火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力不变D返回舱在喷气过程中(忽略质量变化)机械能在增加12关于重力势能,下列说法中正确的是()A物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定B物体与零势能面的距离越大,它的重力势能就越大C一个物体的重力势能从5J变化到3J,重力势能变大了D重力势能的变化量
7、等于重力对物体做的功13如图所示是蹦床运动员在空中表演的情景,在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,下列说法中正确的是A蹦床对人的弹力增大B弹性势能增大C动能增大D重力势能增大14如图所示,竖直平面内有一个圆,沿竖直方向,是圆的一条直径,O为圆心。、为圆的三条弦,在这三条弦和一条直径中,相邻之间的夹角均为。在P点,将一小球以某一大小恒定速度沿该圆所在的竖直平面抛出。已知抛出后的小球除受到重力作用外,还始终受到一个恒力F作用,该恒力F方向在竖直平面内。小球抛出的速度方向不同,该小球会经过圆周不同的点,在这些圆周上的所有点中,小球经过c点的速度最大。则下列说法正确的是()A恒力F的方向
8、一定与平行B恒力F的方向有可能与平行C恒力F的方向一定与平行D恒力F的方向有可能与平行15选不同的水平面作参考平面,关于物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能的改变量,下面说法中正确的是()A和都具有不同的数值B前者具有不同数值,后者具有相同数值C前者具有相同数值,后者具有不同数值D.和都具有相同的数值三、解答题16如图:用F=40N的水平推力推一个质量m=3.0kg的木块,使其沿着光滑斜面向上移动2m,则在这一过程中,F做的功为_J,重力做的功为_J(g=10m/s2)17世界著名撑杆跳高运动员乌克兰名将布勃卡身高1.83 m,体重80 kg,他曾多次打破撑杆跳高的世界纪录,目前仍保持
9、着6.14 m的室外世界纪录请你探究以下两个问题(g取10 m/s2):(1)他跳过6.14 m时,至少克服重力做多少功?(2)他的重力势能改变了多少?18将一只质量为的书包从一楼背到三楼(每层楼高均为3m),该书包克服重力做了多少功?书包的重力势能增加了多少?19利用斜面从货车上卸货,每包货物的质量m=20kg,斜面倾斜角=37,斜面的长度L=0.5m,货物与斜面间的动摩擦因数=0.2。求:(1)重力做了多少功;(2)摩擦力做了多少功;(3)支持力做了多少功;(4)合外力做了多少功。试卷第5页,共6页参考答案1BD【详解】A由图可知,物块到达最高点时的重力势能即解得故A错误;B对物块由动能定
10、理得即解得故B正确;C由牛顿第二定律可知,物块下滑时加速度的大小为故C错误;D物块上升和下滑过程损失的机械能为物块返回斜面底端时机械能为故D正确。故选BD。2CD【详解】A由于运动员斜上推出铅球过程,运动队做的功全部转化为铅球的动能和增加的重力势能,A错误;B铅球在空中做斜抛运动,因此飞行时间还以初定的方向有关,B错误;C铅球在空中做斜抛运动,先升高后降落,因此铅球的重力势能先增大后减小,C正确;D铅球在空中飞行过程中,根据动量定理,球的动量变化量等于重力的冲量,相同,D正确。故选CD。3BCD【详解】A物块在BC段,所受的摩擦力大小故A项错误;B物块从顶端A到达C点,物块重力势能的减少量故B
11、项正确;C物块在通过BC段时,因摩擦产生的热量等于克服摩擦力做功故C项正确;D物块从顶端A到达C点,根据动能定理解得:物块到达C点的速度大小故D项正确。4D【详解】A根据重力做功公式得选项A错误;B根据做功公式得支持力对物块做功为选项B错误;C根据做功公式得推力对物块做功为选项C错误;D根据做功公式得摩擦力做功为选项D正确。故选D。5D【详解】试题分析:汽车发动机的功率是牵引力的功率根据功率公式P=Fv,进行分析讨论P一定,由公式P=Fv,上坡时减小速度,可以增大牵引力故D正确考点:功率、平均功率和瞬时功率;牛顿第二定律点评:对于功率公式P=Fv中三个量的关系要采用控制变量法理解6B【详解】A
12、根据动能定理可知篮球出手时的动能为W,故A错误;B篮球离开手时所具有的机械能为 ,篮球在运动过程中机械能守恒,按照机械能守恒可知篮球进框时的动能为W+mgh1-mgh2,故B正确;C篮球从出手到进框的过程中,其重力势能增加了mgh2-mgh1,故C错误;D篮球从出手到进框的过程中,重力做负功,重力对它做的功为 ,故D错误故选B。【点睛】分析在投篮过程中外力对球所做的功,则可求得篮球进筐时的动能.7A【详解】A小球上升过程中,根据运动学公式有v2=v02-2gx由数学知识可得,v-x图象应是开口向左的抛物线。小球下落过程与上升过程具有对称性,故A正确;B上升过程中重力势能EP=mgx则EP-x图
13、像是过原点的直线,选项B错误;C上升过程中某位置时下降过程与上升过程满足的关系相同,图像不应该在x轴下方,选项C错误;D上升和下降过程机械能均守恒,则E机械能-x图像是与x轴平行的直线,选项D错误。故选A。8C【详解】物体的位置确定,但是零重力势能点不确定,它的重力势能的大小也不能确定,选项A错误;物体在零势能点上方,且与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大,选项B错误;一个物体的重力势能从5J变化到3J,重力势能增加了,选项C正确;只有当地面为零势能点时,在地面上的物体具有的重力势能才等于零,选项D错误;故选C.9C【详解】根据可知图像的斜率等于mg。故选C。10C【详解】物体运动时,重力
14、对它做的功只跟物体初位置和末位置有关,而跟物体运动的路径无关,所以两个完全相同的小球、,在同一高度处以相同大小的初速度分别水平抛出和竖直向上抛出,重力对两球做功相等;球做平抛运动,运动时间是竖直方向的自由落体运动时间,要小于球做竖直上抛运动的时间,根据平均功率定义式可知,重力对平抛球做功的平均功率大于对上抛球做功的平均功率, ABD错误,C正确。故选C。 11B【详解】在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,加速度方向向上,返回舱处于超重状态,故A错误B正确;火箭开始喷气前匀速下降,拉力等于重力减去返回舱受到的空气阻力,火箭开始喷气瞬间反冲力直接对返回舱作用因而伞绳对返回舱的拉力变小,C错误;喷
15、气过程中,外力做负功,机械能减小,D错误12C【详解】A根据公式,重力势能为Ep=mgh其中h为相对于零势能面的高度差,重力势能与重物的重量、高度等有关,具有相对性,重力势能的大小是相对于零势能面的,A错误;B根据公式,重力势能为Ep=mgh其中h为相对于零势能面的高度差,如果物体在零势能面的下方,与零势能面的距离越大,其重力势能越小,B错误;C重力势能是标量,其负值表示重力势能低于零势面;一个物体的重力势能从5J变化到3J,重力势能增加了,C正确;D由重力做功与重力势能变化的关系,可知重力势能的减少量等于重力对物体做的功,D错误。故选C。13D【详解】在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离
16、的过程中,弹力减小,故A错误;在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,形变量减小,弹性势能减小,故B错误;合力先是向上的,后是向下的,速度先增加后减小,动能先增加后减小,故C错误;在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,运动员一直向上运动,重力势能增大,故D正确14C【详解】小球受两个力的作用,重力G与恒力F,两两个力合成为一个,视为“等效重力”,由于有且仅有c点速度最大,即动能最大,则“等效重力势能最小”过c点作圆的切线,即为“等效重力场”的水平面,则“等效重力”与水平面垂直,由圆中的几何关系,得“等效重力”沿Oc方向,恰为竖直方向,说明F与G同为竖直方向,与Pd平行,故
17、C正确,ABD错误。故选C。15B【详解】重力势能表达式为重力势能具有相对性,物体在某一点的重力势能的多少与零重力势能参考面的选择有关,选择不同的水平面作为参考面,物体在某一位置的重力势能不同,某一过程中重力势能改变量等于该过程重力做的功,与起始点的位置有关,与零势能点的选择无关,选择不同的水平面作为参考平面,物体某一过程中重力势能改变量是不变的,ACD错误,B正确。故选B。1669.3 30 【详解】1推力为40N,位移为2m,力与位移夹角为30,故推力的功为2重力做功等于重力势能的减小量,故重力做功为17(1)4180J (2)增加了4180J【解析】【详解】(1)运动员跳过6.14m,其重心至少升高6.14m高度处该运动员升高1.83m,重心的高度约为0.915m,故跳过6.14m的高度,至少克服重力做功:;(2)运动员跳到6.14m高度处过程中,其重力做负功,所以运动员的重力势能增加,克服重力做的功就等于重力势能的增加量,所以重力势能增加了4180J18300J;300J【详解】12将一只质量为5kg的书包从一楼背到三楼,重力做负功,即克服重力做功为:书包的重力势能增加了300J.19(1)60J;(2)-16J;(3)0;(4)44J【详解】(1)重力做功为(2)摩擦力做功为(3)由于支持力与位移垂直,做功为0。(4)合力做功为答案第7页,共7页