高中物理重力势能综合题

如图7-5-16所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC，其半径R＝5.0 m，轨道在C处与水平地面相切.在C处放一小物块，给它一水平向左的初速度v₀＝5 m/s，结果它沿CBA运动，通过A点，最后落在水平面上的D点，求C、D间的距离s.取重力加速度g＝10 m/s².

图7-5-16

如图7-5-14所示，矿井深100 m，用每米质量为1 kg的钢索把质量为100 kg的机器从井底提到井口，至少应该做多少功？（机器可视为质点，取g=10m/s²）

图7-5-14

面积很大的水池，水深为H，水面上浮着一正方体木块，木块边长为a，密度为水的，质量为m.开始时，木块静止，有一半没入水中，如图7-5-11所示，现用力F将木块缓慢地压到池底，不计摩擦.求：从木块刚好完全没入水中到停止在池底的过程中，池水势能的改变量.

图7-5-11

如图7-5-8所示，轻质绳子绕过光滑的定滑轮，它的一端拴住一个质量为10 kg的物体，人竖直向下拉绳子，使物体处于静止状态，AB长4 m，然后人拉着绳子的一端沿水平方向缓慢地由A移到C，A、C相距3 m.在这个过程中人做的功是多少?

图7-5-8

一弹性小球质量为m，从距地面h高处以初速度v₀竖直上抛，运动过程中所受空气阻力为f，与地面碰撞时，能量损失不计，则它最后停在地面上重力做功为多少？它在运动停止前通过的总路程为多少？

如图7-5-15所示，一个质量为m、半径为r、体积为V的铁球，用一细线拴住，慢慢地放入截面积为S、深度为h的水中.已知水的密度为ρ，求（1）铁球从刚与水面接触至与杯底接触的过程中，水与铁球的重力势能分别变化了多少？（2）水与铁球组成的系统总的重力势能变化了多少？

图7-5-15

盘在地面上的一根不均匀的金属链重30 N，长1 m，从甲端缓慢提至乙端恰好离地时需做功10 J.如果改从乙端缓慢提至甲端恰好离地做多少功？（取g="10" m/s²）

在离水平地面45 m的高处以10 m/s的初速度沿水平方向抛出一个质量为0.5 kg的小球，不计空气阻力，求：
（1）在第1 s内、第2 s内、第3 s内重力势能的改变量之比ΔE_p1∶ΔE_p2∶ΔE_p3是多少？
（2）在第1 s内、第2 s内、第3 s内的动能变化量之比ΔE_k1∶ΔE_k2∶ΔE_k3是多少？
（3）设物体在地面上的重力势能为零，在什么高度处重力势能和动能相等？（取g="10" m/s²）

如图7-5-13所示，底面积为2a²的两个圆柱形容器，底部用细管连接，左边容器的水面浮着一个边长为a的正方形木块，木块的一半浸在水中.现将木块慢慢提出水面，则容器中水的重力势能减少了.

图7-5-13

有一上端挂在墙上的长画，从画的上端到下面的画轴长1.8 m，下面画轴重1 N，画重0.8 N(画面处处均匀)，现将长画从下向上卷起来，求长画的重力势能增加了多少.

盘在地面上的一根不均匀的金属链重30 N，长1 m，从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10 J，金属链重力势能增加多少？此时金属链重心位置距地面多高？如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离开地面需做功多少？

如图所示，轻质绳子绕过光滑的定滑轮，它的一端拴住一个质量为10 kg的物体，人竖直向下拉绳子，使物体处于静止状态，AB长4m，然后人拉着绳子的一端沿水平方向缓慢地由A移到C，A、C相距3m．在这个过程中人做的功是多少？（g取10m/s²）

面积很大的水池，水深为H，水面上浮着一正方体木块，木块边长为a，密度为水的，质量为m.开始时，木块静止，有一半没入水中，如图7-5-11所示.现用力F将木块缓慢地压到池底，不计摩擦，求：

图7-5-11
(1)从木块刚好完全没入水中到停在池底的过程中，池水势能的改变量；
(2)从开始到木块刚好完全没入水中的过程中，力F所做的功.

如图7-5-6，在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h，如将砖一块一块地叠放起来，至少需要做多少功?

图7-5-6

如图所示，在光滑水平面上有一条柔软的质量为m、长为L的均匀链条，开始时，这个链条有长在桌面上，而长垂于桌外．若不计能量损失，求：

（1）把它的悬垂部分拉回到桌面，至少做多少功？
（2）如果让它由静止开始下滑，当全部链条离开桌面时，这条链条的速率是多大？