2016-2017学年人教版必修27.4重力势能作业2.doc

PAGE  PAGE - 5 - 7.4 重力势能 作业 1.如图所示，一质量为m，均匀的细链条长为L，置于光滑水平桌面上，用手按住一端，使L/2长部分垂在桌面下，(桌面高度大于链条长度，取桌面为零势能面)，则链条的重力势能为(　　) A．0 B．－eq \f(1,2)mgL C．－eq \f(1,4)mgL D．－eq \f(1,8)mgL 答案：D 2．一个质量为m＝1千克的小球从倾角α＝30°的光滑斜面上静止释放，经过一段时间沿着斜面运动了10米，则这个过程中小球重力势能的改变量以及重力做功的平均功率是(　　) A．－50焦，25瓦 B．－50焦，50瓦 C．－100焦，25瓦 D．－100焦，50瓦 答案：A 解析：ΔEp＝－mgΔh＝－50J，P＝eq \f(mgΔh,t)＝25W。 3．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象(???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)(　　) 答案：ABC解析：以竖直向下为正方向，则初速度为负值最大，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。 4.如图所示为一个人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运动的轨迹，在卫星由近地点a运动到远地点b的过程中(　　) A．地球引力对卫星不做功 B．卫星运行的速率不变 C．卫星的重力势能增加 D．卫星的动能增加 答案：C解析：卫星与地球间的引力遵守平方反比定律，其作用力方向始终在卫星与地球的连线上。卫星绕地球做椭圆运动的过程中，与地球的距离r不断变化，相当于一个物体距地面的高度在变化，所以地球对卫星的引力将对卫星做功，由于离地面高度的增加，引力做负功，重力势能增大，故答案C正确。 5.右图是位于锦江乐园的摩天轮，高度为108m，直径是98m。一质量为50kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25min。如果以地面为零势能面，则他到达最高处时的(取g＝10m/s2)(　　) A．重力势能为5.4×104J，角速度为0.2rad/s B．重力势能为4.9×104J，角速度为0.2rad/s C．重力势能为5.4×104J，角速度为4.2×10－3rad/s D．重力势能为4.9×104J，角速度为4.2×10－3rad/s 答案：C 解析：到达最高处时的重力势能EP＝mgh＝50×10×108J＝5.4×104J，由角速度与周期之间的关系得ω＝eq \f(2π,T)＝eq \f(2×3.14,25×60)rad/s＝4.2×10－3rad/s，故选项C正确。 6．从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体，物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g＝10m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率及重力势能的变化量分别为(　　) A．300W　450J B．400W　150J C．500W　300J D．700W　0 答案：A 解析：物体落地瞬间vy＝gt＝30m/s，∴PG＝mgvy＝300W. ΔEp＝mgh＝mg·eq \f(1,2)gt2＝450J。 7．下面关于重力做功及重力势能的说法中，正确的是(　　) A．两物体A、B，A的高度是B的2倍，那么A的重力势能也是B的2倍 B．如果考虑空气阻力，从某一高度下落一物体到达地面，物体重力势能的减少要比无阻力自由下落时重力势能减少得少 C．重力做功的多少，与参考平面的选取无关 D．相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但这并不影响研究有关重力势能的问题 解析：选CD.由重力势能的计算公式Ep＝mgh可知，重力势能由mg和h共同决定，故A错误；由ΔEp＝－mgh可知，重力势能的变化只与mgh有关，而与阻力无关，故B错误，C正确；虽然重力势能具有相对性，选择不同的参考平面，物体具有不同重力势能的数值，但这并不影响对重力势能的研究，故D正确，所以本题的正确选项为C、D. 8．物体在运动过程中，克服重力做功为50 J，则（ ） A.重力做功为50 J B.物体的重力势能一定增加了50 J C.物体的重力势能一定减少了50 J D.重力做了50 J的负功 解析：物体重力势能的变化与重力对物体做功是紧密地联系在一起的，重力做正功，重力势能减少，重力做多少正功，重力势能就减少多少；同理，重力做负功，重力