《備戰(zhàn)2020年高考物理 一遍過(guò)考點(diǎn)24 重力做功與重力勢(shì)能（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《備戰(zhàn)2020年高考物理 一遍過(guò)考點(diǎn)24 重力做功與重力勢(shì)能（含解析）（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、重力做功與重力勢(shì)能內(nèi)容要求要點(diǎn)解讀重力做功與重力勢(shì)能很少單獨(dú)命題，多與機(jī)械能、功能關(guān)系等綜合命題。明確重力做功的特點(diǎn)和計(jì)算，理解重力做功和重力勢(shì)能變化的關(guān)系。一、重力做功定義物體的高度發(fā)生變化時(shí)，重力要做功。物體被舉高時(shí)，重力做負(fù)功；物體下落時(shí)，重力做正功。特點(diǎn)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。理解（1）重力做功的多少，不受其他力做功的影響。不論有多少力對(duì)物體做功，重力做功只與重力、物體在重力方向上的位移有關(guān)。（2）重力做功不受運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、加速度等因素的影響。二、重力勢(shì)能定義及大小物體由于被舉高而具有的能量。其大小用公式表示為Ep=mgh。單位焦耳，
2、與功的單位相同。理解（1）系統(tǒng)性：重力勢(shì)能是物體和地球所組成的系統(tǒng)共同具有的能量，不是地球上物體獨(dú)有的，通常所說(shuō)的物體的重力勢(shì)能是一種不確切的習(xí)慣說(shuō)法。（2）相對(duì)性：重力勢(shì)能Ep=mgh與參考平面的選擇有關(guān)，式中的h是物體重心到參考平面的高度。重力勢(shì)能是標(biāo)量，只有大小而無(wú)方向，但有正、負(fù)之分，當(dāng)物體在參考平面之上時(shí)，重力勢(shì)能Ep為正值；當(dāng)物體在參考平面之下時(shí)，重力勢(shì)能Ep為負(fù)值。注意物體重力勢(shì)能的正、負(fù)的物理意義是表示比零勢(shì)能大，還是比零勢(shì)能小。（3）參考平面選擇的任意性。視處理問(wèn)題的方便而定，一般可選擇地面或物體運(yùn)動(dòng)時(shí)所達(dá)到的最低點(diǎn)所在水平面為零勢(shì)能參考平面。（4）重力勢(shì)能變化的絕對(duì)性：物體
3、從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的過(guò)程中，重力勢(shì)能的變化與參考平面的選取無(wú)關(guān)，它的變化是絕對(duì)的。我們關(guān)注的是重力勢(shì)能的變化，這意味著能的轉(zhuǎn)化問(wèn)題。三、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系1表達(dá)式：WG=mgh=Ep。2兩種情況：重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加。3注意事項(xiàng)：重力勢(shì)能的變化過(guò)程，也是重力做功的過(guò)程，二者的關(guān)系為WG=Ep1Ep2=mgh1mgh2=mg（h1h2）=mgh。（1）當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)WG0，Ep1Ep2，表明重力做正功，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功。（2）當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，WG0，Ep1Ep2，表明物體克服重力做功（重力做負(fù)功），重力勢(shì)
4、能增加，增加的重力勢(shì)能等于克服重力所做的功。（多選）質(zhì)量為2 kg的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，2 s著地，g=10 m/s2，下列說(shuō)法正確的是A此過(guò)程重力做功400 JB此過(guò)程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能C此過(guò)程中重力的平均功率為400 WD物體落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為400 W【參考答案】AD【詳細(xì)解析】此過(guò)程的下落高度，重力做功為WG=mgh=400J，故A正確；下落過(guò)程中重力做正功，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故B錯(cuò)誤；此過(guò)程中重力的平均功率為P= WG/t=200W，故C錯(cuò)誤；物體落地時(shí)的瞬時(shí)速度為v=gt=20m/s，所以物體落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為P=mgv=400W，故D正確。
5、【名師點(diǎn)睛】根據(jù)位移時(shí)間公式求出物體的下落的高度，從而求出重力做功的大小，根據(jù)平均功率公式求出重力的平均速度功率，結(jié)合速度時(shí)間公式求出下落的速度，根據(jù)瞬時(shí)功率公式求出重力的瞬時(shí)功率。1如圖所示，質(zhì)量為m的飛機(jī)在水平甲板上，受到與豎直方向成角的斜向下的恒定拉力F作用下，沿水平方向移動(dòng)了距離s，飛機(jī)與水平甲板之間的摩擦阻力大小恒為f，則在此過(guò)程中A摩擦力做的功為fsB力F做的功為Fscos C重力做的功為mgsD力F做的功為Fssin 【答案】AD【解析】摩擦力大小為f，則摩擦力所做的功，故A正確；由題意可知，拉力與位移方向上的夾角為，則根據(jù)功的公式可得： ，故B錯(cuò)誤，D正確；由于豎直方向上沒(méi)有位
6、移，故重力不做功，故C錯(cuò)誤。故選AD?！久麕燑c(diǎn)睛】對(duì)物體受力分析，根據(jù)功的公式可以逐個(gè)求得各個(gè)力對(duì)物體做功的情況。要注意明確功的公式中的為力和位移之間的夾角。2如圖所示，質(zhì)量為m的小球A沿高度為h傾角為的光滑斜面由靜止滑下，另一質(zhì)量與A相同的小球B自相同高度由靜止落下。下列說(shuō)法正確的是A從釋放至落地瞬間，重力對(duì)兩球做的功相同B落地前的瞬間A球的速度大于B球的速度C落地前的瞬間A球重力的瞬時(shí)功率大于B球重力的瞬時(shí)功率D從釋放至落地瞬間，兩球重力的平均功率相同【答案】A【解析】根據(jù)W=mgh知，重力對(duì)兩球做功相同，故A正確；根據(jù)動(dòng)能定理兩球下落時(shí)都只有重力做功，兩球落地時(shí)的速率相同，故B錯(cuò)誤；由于
7、A、B落地時(shí)速度大小相等，根據(jù)P=mgvcos知，A球著地時(shí)重力的功率小于B球著地時(shí)重力的功率，故C錯(cuò)誤；在斜面上下滑的小球沿斜面向下的加速度a=gsin，且沿斜面方向的位移大于豎直方向下落的位移，故可知沿斜面運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)，而重力做功相同，根據(jù)P=W/t可知，重力做功平均功率不同，故D錯(cuò)誤。【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握重力做功的特點(diǎn)，以及知道平均功率和瞬時(shí)功率的區(qū)別，掌握這兩種功率的求法?！?018成都市外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期末】滑雪運(yùn)動(dòng)員沿斜坡下滑了一段距離，重力對(duì)他做功為2 000 J，阻力對(duì)他做功100 J，則他的重力勢(shì)能A減小了2 100 J B減小了2 000 J C增加了2 000 J D
8、增加了1 900 J【參考答案】B【詳細(xì)解析】下滑過(guò)程中，重力做正功，重力勢(shì)能減小，重力做功大小為2 000 J，故重力勢(shì)能減小了2 000 J，B正確?！久麕燑c(diǎn)睛】重力勢(shì)能的變化只和重力做功的情況有關(guān)，重力做正功，重力勢(shì)能減小，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增大。1【2019陜西高一期末】（多選）關(guān)于重力勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是A重力勢(shì)能的大小只由重物本身決定B一物體的重力勢(shì)能從6J變?yōu)?J，重力勢(shì)能變小了C在地面上的物體，它具有的重力勢(shì)能一定等于零D距地面有一定高度的物體，其重力勢(shì)能可能為零【答案】BD【解析】物體的重力勢(shì)能與物體本身的重力和零勢(shì)能面的選取有關(guān).故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；重力勢(shì)能是標(biāo)量，重力勢(shì)能從
9、6J變?yōu)?J，表示物體重力勢(shì)能減小了，故選項(xiàng)B正確；地面上的物體只有以地面為零勢(shì)能面時(shí)，重力勢(shì)能才為零，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；以物體所在平面為零勢(shì)能面，距離地面有一定高度的物體重力勢(shì)能也可能為零，故選項(xiàng)D正確。2【2018云南省保山市昌寧一中高一下學(xué)期期中考試】如圖所示，一顆人造地球衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，則A衛(wèi)星在A點(diǎn)的重力勢(shì)能比在B點(diǎn)的重力勢(shì)能大B衛(wèi)星在B點(diǎn)的重力勢(shì)能比在A點(diǎn)的重力勢(shì)能大C衛(wèi)星在A、B兩點(diǎn)的重力勢(shì)能相等D條件不足，無(wú)法比較【答案】B【解析】設(shè)A、B兩點(diǎn)到地心的距離分別為hA和hB。如圖所示，在AB連線上取A點(diǎn)，使A與A處于以地心為圓心的同一圓弧上，則A與A處物體重力勢(shì)能大小相等。
10、另外，衛(wèi)星由B至A時(shí)，引力做正功，重力勢(shì)能減少，所以EpAEpB。故B項(xiàng)正確。如圖所示，質(zhì)量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地高度為h。若以桌面為參考平面，那么小球落地時(shí)的重力勢(shì)能及整個(gè)過(guò)程中小球重力勢(shì)能的變化分別為Amgh，減少mg(Hh)Bmgh，增加mg(H+h)Cmgh，增加mg(Hh)Dmgh，減少mg(H+h)【參考答案】D【詳細(xì)解析】以桌面為零勢(shì)能參考平面，那么小球落地時(shí)的重力勢(shì)能為：；整個(gè)過(guò)程中小球高度降低，重力勢(shì)能減少，重力勢(shì)能的減少量為：，D正確。1【2018聊城市高一期末】一物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力對(duì)它做的功是，則A該物體的動(dòng)能一定增加 B該物體的動(dòng)能一定減少C
11、該物體的重小勢(shì)能一定減少 D該物體的重力勢(shì)能一定增加【答案】C【解析】重力做功等于重力勢(shì)能的變化量，則物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力對(duì)它做的功是6 J，則該物體的重小勢(shì)能一定減少6 J，故選C。1從空中以v0=40 m/s的初速度水平拋出一重為G=10 N的物體，物體在空中運(yùn)動(dòng)t=5 s落地，不計(jì)空氣阻力，取g=10 m/s2，則物體落地前瞬間，重力的瞬時(shí)功率為A500 W B400 W C300 W D700 W2物體從某高度處做自由落體運(yùn)動(dòng)，以地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，下列圖象中，能正確描述物體的重力勢(shì)能與下落高度的關(guān)系的是A B C D3如圖所示，質(zhì)量為m的小球從高度為h的斜面上的A點(diǎn)滾下，經(jīng)水平面B
12、C后再滾上另一斜面，當(dāng)它到達(dá)h/3處的D點(diǎn)時(shí)，速度為0，在這個(gè)過(guò)程中，重力做功為Amgh/3 B2mgh/3Cmgh D04物塊A質(zhì)量為m，置于光滑水平地面上，其上表面固定一根輕彈簧，彈簧原長(zhǎng)為，勁度系數(shù)為k，如圖所示?，F(xiàn)將彈簧上端B緩慢的豎直向上提起一段距離L，使物塊A離開地面，若以地面為勢(shì)能零點(diǎn)，則這時(shí)物塊A具有的重力勢(shì)能為A BC D5【2018華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)高三理綜】如圖為測(cè)定運(yùn)動(dòng)員體能的裝置，輕繩拴在腰間沿水平線跨過(guò)定滑輪（不計(jì)滑輪的質(zhì)量與摩擦），下懸重力為G的物體。設(shè)人的重心相對(duì)地面不動(dòng)，人用力向后蹬傳送帶，使水平傳送帶以速率為v逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則A人對(duì)重物做功功率為GvB人
13、對(duì)傳送帶的摩擦力大小等于G，方向水平向右C人對(duì)傳送帶的摩擦力對(duì)傳送帶不做功D人對(duì)傳送帶做功的功率大小為Gv6（多選）空中某點(diǎn)，將兩個(gè)相同小球同時(shí)以相同的初速度v水平拋出、豎直上拋，則從拋出到落地，設(shè)地面為零勢(shì)面，忽略空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是A豎直向上拋的小球在下落過(guò)程中重力勢(shì)能的變化量最大B兩個(gè)小球落地的速度大小相同C落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率相同，方向都是豎直向下D平拋的小球，其重力的平均功率最大7（多選）關(guān)于重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是A如果物體高度降低，則重力對(duì)物體做正功，物體的重力勢(shì)能減少B如果物體高度降低，則重力對(duì)物體做負(fù)功，物體的重力勢(shì)能減少C如果物體高度升高，則重
14、力對(duì)物體做正功，物體的重力勢(shì)能減少D如果物體高度升高，則物體克服重力做功，物體的重力勢(shì)能增加8（多選）一質(zhì)量為5 kg的物塊，在豎直方向的拉力作用下運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖所示（向上為運(yùn)動(dòng)的正方向），取g=10 m/s2，下列說(shuō)法正確的是A第1 s末物塊的動(dòng)能為45 JB前3 s內(nèi)，物塊的重力勢(shì)能不變C前6 s內(nèi)，物塊動(dòng)能變化量為10 JD前6 s內(nèi)，物塊的重力勢(shì)能一直增加9（多選）質(zhì)量為m的物體，由靜止開始下落，由于空氣阻力作用，下落的加速度為，在物體下落h的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是A物體重力做的功為mghB物體所受阻力做功為C物體重力勢(shì)能減少了mghD物體克服阻力所做的功為10【2018云南省玉
15、溪市高三聯(lián)合調(diào)研】人通過(guò)定滑輪將質(zhì)量為m的物體，沿傾角為的光滑斜面由靜止開始勻加速地由底端拉上斜面，物體上升的高度為h，到達(dá)斜面頂端的速度為v，如圖所示。則在此過(guò)程中A人對(duì)物體做的功為mghB人對(duì)物體做的功為C物體克服重力所做的功為mghcosD物體所受的合外力做功為11利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以測(cè)量快速變化的力，如圖所示是用這種方法獲得的彈性繩中拉力F隨時(shí)間的變化圖象。實(shí)驗(yàn)時(shí)，把小球舉高到繩子的懸點(diǎn)O處，然后讓小球自由下落。從圖象所提供的信息，判斷以下說(shuō)法中正確的是At1時(shí)刻小球速度最大Bt2時(shí)刻小球動(dòng)能最大Ct2時(shí)刻小球勢(shì)能最大Dt2時(shí)刻繩子最長(zhǎng)12如圖所示，有一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻金屬鏈條，一半長(zhǎng)
16、度在光滑斜面上，斜面傾角為，另一半長(zhǎng)度沿豎直方向下垂在空中，當(dāng)鏈條從靜止開始釋放后鏈條滑動(dòng)，以斜面最高點(diǎn)為重力勢(shì)能的零點(diǎn)，則：（1）開始時(shí)和鏈條剛好從右側(cè)全部滑出斜面時(shí)重力勢(shì)能各是多大？（2）重力在此過(guò)程中做了多少功？1A 【解析】物體做的是平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)，所以在物體落地的瞬間速度的大小為vy=gt=105 m/s=50 m/s，物體落地前瞬間，重力的瞬時(shí)功率為P=Fv=mgvy=1050 W=500 W。故選A?！久麕燑c(diǎn)睛】公式P=Fv通常用來(lái)求解瞬時(shí)功率，往往用來(lái)求解平均功率，是在平均速度可求得的情況下計(jì)算平均功率的特殊方法。2B 【解析】由于重力做功和重力勢(shì)能變化關(guān)
17、系可得：EP=EP0mgh，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知?jiǎng)菽芘ch的圖象為傾斜向下的直線，故B正確，ACD錯(cuò)誤。3B 【解析】根據(jù)重力做功的特點(diǎn)，知重力做功為W=mg(h h/3)=2mgh/3，選項(xiàng)B正確。4D 【解析】物塊剛A離開地面時(shí)，彈簧所受的彈力等于物塊的重力，根據(jù)胡克定律得彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度，由彈簧上端B緩慢的豎直向上提起的距離L，則物塊上升的高度為h=Lx，以地面為勢(shì)能零點(diǎn)，這時(shí)物塊A具有的重力勢(shì)能為，故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。5D【解析】A重物沒(méi)有位移，所以人對(duì)重物沒(méi)有做功，功率為0，故A錯(cuò)誤；B根據(jù)人的重心不動(dòng)，則知人處于平衡狀態(tài)，摩擦力與拉力平衡，傳送帶對(duì)人的摩擦力方向向右，拉力等于物體的
18、重力G，所以人對(duì)傳送帶的摩擦力大小等于G，方向水平向左，故B錯(cuò)誤；CD在時(shí)間t內(nèi)人對(duì)傳送帶做功消耗的能量等于人對(duì)傳送帶做的功，人的重心不動(dòng)，繩對(duì)人的拉力和人與傳送帶間的摩擦力平衡，而拉力又等于G，根據(jù)P=Fv，所以人對(duì)傳送帶做功的功率為Gv，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。6BD【解析】A、根據(jù)功能關(guān)系可知：重力勢(shì)能的變化等于重力做功，重力的功與高度差有關(guān)，由于小球拋出發(fā)點(diǎn)與落地點(diǎn)的高度相同，重力做功相同，則小球重力勢(shì)能的變化量相等，故A錯(cuò)誤；B、小球沿著不同的方向拋出，都只有重力做功，落地時(shí)動(dòng)能相等，故可得到落地時(shí)速度大小相等，故B正確；C、根據(jù)瞬時(shí)功率表達(dá)式，平拋運(yùn)動(dòng)重力的瞬時(shí)功率最小，豎直上
19、拋的小球落地時(shí)的瞬時(shí)功率大，同時(shí)瞬時(shí)功率為標(biāo)量，沒(méi)有方向，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)重力做功公式W=mgh可知，兩個(gè)小球重力做功相同，落地的時(shí)間不同，豎直上拋時(shí)間最長(zhǎng)，平拋的時(shí)間短，所以運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩個(gè)小球重力做功的平均功率不同，平拋的平均功率大，故D正確。7AD【解析】如果物體高度降低，重力的方向與位移的方向相同，則重力做正功，重力勢(shì)能一定減小，故A正確，B錯(cuò)誤；如果物體高度升高，重力的方向與位移方向相反，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能一定增加，故C錯(cuò)誤，D正確；故選AD。8CD【解析】第1 s末物塊的動(dòng)能為Ek=mv2=532 J=22.5 J，故A錯(cuò)誤；由圖可知，前2 s物體向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，24 s
20、物體向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，46 s物體向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，所以前6 s物塊一直向上運(yùn)動(dòng)，克服重力做功，則物塊的重力勢(shì)能一直增加，故B錯(cuò)誤，D正確；前6 s內(nèi)，物塊動(dòng)能增量為Ek=0mv02=-54 J=10 J，故C正確。故選CD?！久麕燑c(diǎn)睛】此題關(guān)鍵是理解vt圖象的物理意義：斜率等于物體的加速度；圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積等于位移；知道重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系。9ACD【解析】ABD、因物體的加速度為，由牛頓第二定律可知，mgFfma，解得空氣阻力。重力做功WGmgh，阻力做功，AD正確，B錯(cuò)誤；C、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系WGEp，重力做正功，故重力勢(shì)能減小mgh，C正確。故選ACD。
21、10D【解析】人對(duì)物體做的功一定大于mgh，故A錯(cuò)誤，由動(dòng)能定理可知，人做的功應(yīng)克服重力、摩擦力做功，故人做的功等于克服重力的功、克服摩擦力的功及增加的動(dòng)能之和，大于mv2，故B錯(cuò)誤；物體克服重力所做的功為mgh，故C錯(cuò)誤；對(duì)物體受力分析可知，物體受重力、拉力及摩擦力的作用，由動(dòng)能定理可知，合外力做功一定等于動(dòng)能的改變量，即等于mv2，故D正確；故選D。11D【解析】把小球舉高到繩子的懸點(diǎn)O處，讓小球自由下落，t1時(shí)刻繩子剛好繃緊，此時(shí)小球所受的重力大于繩子的拉力，小球向下做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩子的拉力大于重力時(shí)，小球才開始做減速運(yùn)動(dòng)，所以t1時(shí)刻小球速度不是最大，故A錯(cuò)誤。t2時(shí)刻繩子的拉力最大，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，速度為零，動(dòng)能最小，勢(shì)能也最小，繩子也最長(zhǎng)，故BC錯(cuò)誤，D正確。故選D?！久麕燑c(diǎn)睛】本題考查運(yùn)用牛頓定律分析小球運(yùn)動(dòng)情況的能力，要注意繩子拉力的變化與彈簧的彈力類似，主要是分析彈力和重力的大小關(guān)系，從而分析小球的運(yùn)動(dòng)情況。12【答案】（1） （2）【解析】（1）開始時(shí)，斜面上半條鏈條的重力勢(shì)能開始時(shí)，懸在空中半條鏈條的重力勢(shì)能開始時(shí)鏈條的重力勢(shì)能右側(cè)滑出斜面時(shí)鏈條的重力勢(shì)能（2）此過(guò)程中重力勢(shì)能的變化量則此過(guò)程中重力做的功 【名師點(diǎn)睛】重力對(duì)物體所做的功與物體重力勢(shì)能變化量相反，即。 11
備戰(zhàn)2020年高考物理 一遍過(guò)考點(diǎn)24 重力做功與重力勢(shì)能（含解析）
