高中物理人教版必修第一册3.1 重力与弹力 同步练习

重力势能练习与解析1.将重为50N的物体沿着竖直方向向上匀速吊起10m高，此过程中物体的重力势能变化了J，拉力对物体做功J.若物体以1m/s2的加速度上升10m高，此过程中物体的重力势能变化了J，拉力对物体做了J的功.（g取10m/s2）解析：物体重力势能增加了ΔEp=mgh=50×10J=500J拉力做功W=F·h=mgh=500J若物体匀加速上升，但重力势能仍增加了500J因为F－G=·a所以F=G+G·a/g=G·=50×N=55N从而WF=F·h=55×10J=550J.答案：500 500 500 5502.盘在地面上的一根不均匀的金属链重30N，长1m，从甲端缓慢提起至乙端恰好离地面时需做功10J，如果改从乙端提起至甲端恰好离地面需做功J.（g取10m/s2）解析：设链子两端分别为甲、乙，链子的质心距甲端xm，距乙端ym，则x+y=1m提甲端，质心需提高ym，W甲=mgy=10J 提乙端，质心需提高xm，W乙=mgx所以W甲+W乙=mg（x+y）=30×1J=30J所以W乙=20J.答案：203.地面上竖直放置一根劲度系数为k，原长为L0的轻质弹簧，在其正上方有一质量为m的小球从h高处自由落到下端固定于地面的轻弹簧上，弹簧被压缩，求小球速度最大时重力势能是多少？（以地面为参考平面） 解析：当mg=kx时，小球的速度最大，所以x=mg/k.此时小球离地面高度为：H=L0－x=L0－mg/k重力势能Ep=mgH+mg（L0－mg/k）=mgL0－m2g2/k.答案：Ep=mgL0－m2g2/k4.质量为10kg的物体静止在地面上，现用120N的竖直拉力提升物体，g取10m/s2.在物体上升10m时，拉力做功J，物体动能增加J，重力势能增加J.解析：拉力做功WF=Fh=120×10J=1200J克服重力做功WG=Gh=10×10×10J=1000J重力势能增加1000J动能增加了ΔEk=WF－WG=200J.答案：1200 1000 2005.质量是100g的球从1.8m的高处落到水平板上，又弹回到1.25m的高度，在整个过程中重力对球所做的功为多少？球的重力势能变化了多少？解析：由重力做功的特点可知，此时重力所做的功为：WG=mgH=mg（h1－h2）=0.1×9.8×（1.8－1.25）J=0.54J由重力做功与重力势能的变化之间的关系可知，此时重力做正功，重力势能应减少，且减少量ΔEp=WG=0.54J.答案：0.54J 重力势能减少了0.54J.