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(共46張PPT)
第四節　勢能
核心素養點擊
1．填一填
(1)重力做的功。
①功的大小：WG＝ 。
②做功的特點：物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置 ，而跟物體運動的路徑 。
mgΔh
有關
無關
(2)重力勢能。
①大小：Ep＝ 。
②單位：在國際單位制中，重力勢能的單位是 ，符號為 。
③重力做功與重力勢能及其變化的關系WG＝ ＝－ΔEp。
即：重力做正功，重力勢能 ；重力做負功，重力勢能 。
④重力勢能的相對性。
a．物體的重力勢能總是相對于某一 來說的，這個 叫作參考平面。在參考平面上，物體的重力勢能取為0。
b．選擇不同的參考平面，物體重力勢能的數值是 的。
c．對選定的參考平面而言，上方物體的重力勢能是正值，下方物體的重力勢能是負值；重力勢能的正負表示大小。
mgh
焦耳
J
Ep1－Ep2
減少
增加
水平面
水平面
不同
2．判一判
(1)同一物體在不同高度時，重力勢能不同。 ( )
(2)重力做功與物體的位移有關。 ( )
(3)重力做功WG＝－20 J時，物體的重力勢能減小20 J。 ( )
(4)只要有重力做功，重力勢能就一定增加。 ( )
√
×
×
×
3．想一想
如圖所示，幼兒園小朋友們正在興高采烈地玩滑梯。
(1)小朋友在滑梯最高點時的重力勢能一定為正值嗎？在地面上時的重力勢能一定為零嗎？
提示：不一定　不一定
(2)小朋友沿滑梯下滑時，重力勢能怎么變化？小朋友從最高點滑落到地面過程中重力勢能的變化與零勢能參考平面的選取有關嗎？
提示：減小　無關
1．填一填
(1)定義。
物體因為發生 而具有的能量。
(2)影響彈性勢能的因素。
一個物體的 越大，具有的彈性勢能也就越大。
(3)彈力做功與彈性勢能變化的關系。
如果彈力對外做了多少功，就減少多少 ；如果克服彈力做了多少功，就會增加多少 。
(4)勢能。
與 物體的相對位置有關的能量，包括重力勢能和彈性勢能。
彈性形變
彈性形變
彈性勢能
彈性勢能
相互作用
2．判一判
(1)對于彈性勢能，一般地，物體的彈性形變量越大，彈性勢能越大。 ( )
(2)彈力做了多少功就有多少彈性勢能發生變化。 ( )
(3)彈簧彈力做正功過程，是彈簧恢復原長的過程，彈性勢能減少。 ( )
3．想一想
彈弓是一種兵器，也是一種兒童玩具。它是由兩根橡皮筋
和一個木叉制成的。如圖所示，拉伸橡皮筋，可以把“子
彈”射出去。拉伸的橡皮筋為什么可以把“子彈”射出去？
提示：拉伸的橡皮筋具有彈性勢能。
√
√
√
圖甲所示為黃果樹瀑布的美景，圖乙所示為我國的三峽大壩水電站的泄洪圖，圖丙所示為我國的跳水世界冠軍比賽中的情景。結合上述情景思考以下問題：
(1)瀑布和水電站的水從高處流下，水的重力勢能怎樣變化？是不是水的落差越大，水的重力勢能就越大？
提示：瀑布和水電站的水從高處流下，水的重力勢能減小。重力勢能具有相對性，水的落差越大，水的重力勢能變化越大，但重力勢能不一定大。
(2)跳水運動員先高高躍起再落入水中，怎樣比較運動員在不同位置重力勢能的大小？重力勢能的大小與哪些因素有關？
提示：選擇相同的零勢能面，比較運動員在不同位置重力勢能的大小。重力勢能的大小與質量及相對于零勢能面的高度有關。　　
[重難釋解]
1．重力勢能的理解
狀態量 重力勢能是狀態量，與物體所處的位置(或時刻)相對應
標矢性 重力勢能是標量，只有大小，沒有方向，但有正負。正值表示物體處于參考平面上方，負值表示物體處于參考平面下方
相對性 重力勢能Ep＝mgh，高度h的相對性決定了重力勢能具有相對性。重力勢能的大小與參考平面的選取有關
系統性 重力是地球對物體吸引而產生的，所以重力勢能是物體和地球這個系統共同具有的，平時所說的“物體的重力勢能”只是一種簡化的說法
2.重力勢能變化量的絕對性
物體在兩個高度不同的位置時，由于高度差一定，重力勢能之差也是一定的，即物體的重力勢能的變化量與參考平面的選取無關。
如圖所示，質量為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，那么小球落地時的重力勢能及整個過程中重力勢能的變化量分別是 (　　)
A．mgh，減少mg(H－h)
B．mgh，增加mg(H＋h)
C．－mgh，增加mg(H－h)
D．－mgh，減少mg(H＋h)
解析：以桌面為參考平面，落地時小球的重力勢能為－mgh，初狀態重力勢能為mgH，即重力勢能的變化量ΔEp＝－mgh－mgH＝－mg(H＋h)，所以重力勢能減少了mg(H＋h)，D正確。
答案：D　
在上述典例中：
(1)若選地面為參考平面，小球落地時的重力勢能及整個過程中重力勢能的變化量如何？
(2)若選釋放點所在平面為參考平面，小球落地時的重力勢能及整個過程中重力勢能的變化量如何？
(3)比較以上的結果，你能得出什么結論？
解析：(1)若選地面為參考平面，落地時重力勢能為0，整個過程中重力勢能減少mg(H＋h)。
(2)若選釋放點所在平面為參考平面，落地時重力勢能為－mg(H＋h)，整個過程中重力勢能減少mg(H＋h)。
(3)根據以上的結果可知，重力勢能具有相對性，但重力勢能的變化量具有絕對性，與參考平面的選取無關。
答案：見解析
確定重力勢能的方法
(1)重力勢能是相對的，先確定參考平面，再確定重力勢能。
(2)物體在參考平面以上，重力勢能為正值；物體在參考平面以下，重力勢能為負值。
[素養訓練]
1．下列關于重力勢能的說法正確的是 (　　)
A．物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定
B．物體與零勢能面的距離越大，它的重力勢能也越大
C．一個物體的重力勢能從－5 J變化到－3 J，重力勢能增加了
D．地面上的物體的重力勢能一定等于零
解析：物體的重力勢能與參考平面有關，同一物體在同一位置相對不同的參考平面的重力勢能不同，A錯誤；物體在零勢能面以上，距零勢能面的距離越大，重力勢能越大，物體在零勢能面以下，距零勢能面的距離越大，重力勢能越小，B錯誤；重力勢能中的正、負號表示大小，－5 J的重力勢能小于－3 J的重力勢能，C正確；只有選地面為零勢能面時，地面上的物體的重力勢能才為零，否則不為零，D錯誤。
答案：C　
2．兩個質量相等的實心鐵球與實心木球，將它們放在同一水平地面上，下列結論正確的是 (　　)
A．鐵球的重力勢能大于木球的重力勢能
B．鐵球的重力勢能等于木球的重力勢能
C．鐵球的重力勢能小于木球的重力勢能
D．木球的重力勢能不會大于鐵球的重力勢能
解析：因為鐵球和木球的密度不同，所以，質量相等的實心鐵球和實心木球，木球的體積較大，放在同一水平地面上時，木球的重心高，因此，木球的重力勢能大于鐵球的重力勢能，選項C正確。
答案：C　
3.如圖所示，水平桌面距地面的高度為0.8 m，一物體(可看成質點)質量為2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，則：(g取10 m/s2)
(1)以桌面為參考平面，計算物體具有的重力勢能，并計算物體由支架下落到地面過程中重力勢能的減少量；
(2)以地面為參考平面，計算物體具有的重力勢能，并計算物體由支架下落到地面過程中重力勢能的減少量；
(3)比較以上計算結果，說明什么問題？
解析：(1)以桌面為參考平面，物體距參考平面的高度為h1＝0.4 m，因而物體具有的重力勢能為Ep1＝mgh1＝2×10×0.4 J＝8 J
物體落至地面時，物體的重力勢能為
Ep2＝mgh2＝2×10×(－0.8)J＝－16 J
因此物體在此過程中重力勢能的減少量為
ΔEp＝Ep1－Ep2＝8 J－(－16)J＝24 J。
(2)以地面為參考平面，物體距參考平面的高度為
h1′＝(0.4＋0.8)m＝1.2 m，因而物體具有的重力勢能為Ep1′＝mgh1′＝2×10×1.2 J＝24 J
物體落至地面時，物體的重力勢能為Ep2′＝0
在此過程中，物體重力勢能的減少量為
ΔEp′＝Ep1′－Ep2′＝24 J－0＝24 J。
(3)通過上面的計算，說明重力勢能是相對的，它的大小與參考平面的選取有關，而重力勢能的變化量是絕對的，它與參考平面的選取無關。
答案：(1)8 J　24 J　(2)24 J　24 J　(3)見解析
如圖所示，游客們正在進行水上滑梯娛樂活動：
(1)游客從最高點滑落到水面的過程中重力做正功還是負功？重力勢能是增加還是減少？
提示：游客沿滑梯滑下的過程中重力做正功，重力勢能減少。
(2)游客從水面爬上滑梯最高點的過程中重力做正功還是負功？重力勢能是增加還是減少？
提示：游客從水面爬上滑梯最高點的過程中重力做負功，重力勢能增加。
[重難釋解]
1．重力做功與重力勢能的比較
項目 重力做功 重力勢能
物理意義 重力對物體做功 由物體與地球的相互作用產生，且由它們之間的相對位置決定的能
表達式 WG＝mgΔh Ep＝mgh
影響大小的因素 重力mg和初、末位置的高度差Δh 重力mg和相對參考平面的高度h
特點 只與初、末位置的高度差有關，與路徑及參考平面的選擇無關 與參考平面的選擇有關，同一位置的物體，選擇不同的參考平面，其重力勢能的值不同
過程量 狀態量
2.重力做功與重力勢能變化的關系
(1)關系：WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。
(2)意義：①重力做功的過程就是重力勢能改變的過程；②重力做正功，重力勢能減少，重力做負功，重力勢能增加，且重力做了多少功，重力勢能就改變多少。
在離地面80 m處無初速度地釋放一小球，小球質量為m＝200 g，不計空
氣阻力，g取10 m/s2，取釋放點所在水平面為參考平面。求：
(1)在第2 s末小球的重力勢能；
(2)在第3 s內重力所做的功和重力勢能的變化。
(1)重力勢能的大小與零勢能面的選取有關。
(2)重力做功、重力勢能的變化量與零勢能面的選取無關。
(3)計算重力做功、重力勢能、重力勢能的變化量時要注意區別其正、負。
[素養訓練]
1.袋鼠跳是一項很有趣的運動。如圖所示，兩位同學參加袋
鼠跳游戲，他們起跳后向上上升到一定高度后再落回地面，
下列說法正確的是 (　 )
A．兩位同學的重力勢能始終大于零
B．該情境中只能選擇水平地面為零勢能面
C．兩位同學上升過程中克服自身重力做功，重力勢能增加
D．兩位同學下落過程中自身重力做正功，重力勢能增加
解析：兩位同學的重力勢能是否始終大于零取決于所選的零勢能面，而零勢能面的選擇是任意的，不一定要選擇水平地面，A、B錯誤；兩位同學上升過程中克服自身重力做功，重力勢能增加，兩位同學下落過程中自身重力做正功，重力勢能減少，C正確，D錯誤。
答案：C　
2.如圖所示，靜止的小球沿不同的軌道由同一位置滑到水平桌面上，軌道高度為h，桌面距地面高為H，小球質量為m，則以下說法正確的是 (　　)
A．小球沿豎直軌道下滑到桌面上的過程，重力做功最少
B．小球沿曲線軌道下滑到桌面上的過程，重力做功最多
C．以桌面為參考平面，小球的重力勢能的減少量為mgh
D．以地面為參考平面，小球的重力勢能的減少量為mg(H＋h)
解析：靜止的小球沿不同的軌道由同一位置滑到水平桌面上，由于高度差相同，所以重力做功相同，故A、B錯誤；重力勢能的變化量與參考平面的選取無關，重力做的正功等于重力勢能的減少量，重力做功為mgh，則重力勢能的減少量為mgh，故C正確，D錯誤。
答案：C　
3.如圖所示，直桿長為2L，中點有一轉軸O，兩端分別固定質量為
2m、m的小球a和b，當桿從水平位置轉到豎直位置時，小球a和
b構成的系統重力勢能如何變化？變化了多少？
解析：b球重力勢能增加mgL，a球重力勢能減少2mgL，所以系統的重力勢能減少了mgL。
答案：減少了　mgL
如圖所示為人們鍛煉臂力的拉力器。
(1)人拉彈簧時對彈簧做什么功？彈簧的彈性勢能怎么變化？
提示：人對彈簧做正功，彈簧的彈性勢能增加。
(2)在彈簧彈性限度內，人將兩組不同的拉力器拉伸相同的長度，克服彈力做功一樣多嗎？彈性勢能的變化一樣大嗎？
提示：兩組不同的拉力器中彈簧的勁度系數不同，拉伸相同的長度，克服彈力做功不一樣多，彈性勢能的變化不一樣大。　　
[重難釋解]
1．彈性勢能的產生原因
(1)物體發生了彈性形變。
(2)物體各部分間有彈力作用。
2．彈性勢能的影響因素
(1)彈簧的形變量x。
(2)彈簧的勁度系數k。
3．彈性勢能與彈力做功的關系
(1)關系：W彈＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。
(2)意義：
①彈力做負功，彈性勢能增大。如圖所示，O為彈簧的原長
處，物體由O向A運動(壓縮)或者由O向A′運動(伸長)時，彈性勢
能增大。
②彈力做正功，彈性勢能減小。如圖所示，物體由A向O運動，或者由A′向O運動時，彈性勢能減少。
[多選]如圖所示，一個物體以速度v0沖向與豎直墻壁相連的輕質彈簧，
墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮至最短的過程中，以下說法正確的是
(　　)
A．彈簧的彈力大小與彈簧的壓縮量成正比
B．物體向墻壁運動相同的位移，彈力做的功不相等
C．彈簧的彈力做正功，彈性勢能增加
D．彈簧的彈力做負功，彈性勢能增加
解析：由F＝kx知，選項A正確；彈簧開始被壓縮時彈力較小，發生相同的位移時彈力做的功較少，彈簧的壓縮量變大時，物體移動相同的距離做的功較多，故選項B正確；物體壓縮彈簧的過程，彈簧的彈力與彈力作用點的位移方向相反，所以彈力做負功，彈性勢能增加，故選項C錯誤，選項D正確。
答案：ABD　
[素養訓練]
1．如圖所示的幾個運動過程中，物體彈性勢能增加的是 (　　)
解析：運動員從壓竿到竿伸直的過程中，竿的形變量先增大后減小，其彈性勢能先增大后減小，故A錯誤；人拉長彈簧的過程中，彈簧的伸長量在增大，則彈性勢能增加，故B正確；模型飛機用橡皮筋發射出去的過程中橡皮筋的形變量減小，則其彈性勢能減小，故C錯誤；小球被彈簧向上彈起的過程中彈簧的壓縮量減小，其彈性勢能減小，故D錯誤。
答案：B　
2．如圖所示，小朋友站在“蹦蹦跳”上隨踏板跳躍，從狀態1到狀態2是著地后桿外的彈簧向上彈起并恢復原長的過程。在此過程中關于小朋友的重力勢能Ep重和彈簧的彈性勢能Ep彈的變化，下列判斷正確的是 (　 )
A．Ep重減小，Ep彈增加　　　 B．Ep重減小，Ep彈減小
C．Ep重增加，Ep彈減小 D．Ep重增加，Ep彈增加
解析：彈簧向上彈起并恢復原長的過程，小朋友克服自身重力做功，重力勢能增加，彈簧彈力做正功，彈性勢能減小，即Ep重增加，Ep彈減小。
答案：C　
3．[多選]關于彈性勢能和重力勢能，下列說法正確的是 (　　)
A．重力勢能屬于物體和地球這個系統，彈性勢能是彈簧本身具有的能量
B．重力勢能是相對的，彈性勢能是絕對的
C．重力勢能和彈性勢能都是相對的
D．重力勢能和彈性勢能都是狀態量
解析：重力勢能具有系統性，彈性勢能是彈簧本身具有的能量，故A正確；重力勢能和彈性勢能都是相對的，且都是狀態量，故B錯誤，C、D正確。
答案：ACD　
一、培養創新意識和創新思維
小紙帽能彈多高
將圓珠筆里的彈簧取出，再用硬卡紙做個小紙帽，套在彈簧上
(如圖)。用力把小紙帽往下壓，使彈簧產生一定的彈性形變，然后
迅速放開手，看看小紙帽能彈多高。
用大小不同的力使彈簧產生大小不同的彈性形變，重復做幾
次，看看小紙帽彈起的高度有什么不同。
換用不同勁度系數的彈簧做此實驗，看看小紙帽彈起的高度又有什么不同。
提示：用力越大，彈簧產生的彈性形變越大，小紙帽彈起的高度越高；用勁度系數越大的彈簧，在相同彈性形變下，小紙帽彈起的高度越高。
二、注重學以致用和思維建模
1.如圖是位于游戲樂園的摩天輪，高度為108 m，直徑是98 m。一質量為50 kg的游客乘坐該摩天輪做勻速圓周運動旋轉一圈需25 min。如果以地面為零勢能面，則他到達最高處時的(取g＝10 m/s2) (　　)
A．重力勢能為5.4×104 J，角速度為0.2 rad/s
B．重力勢能為4.9×104 J，角速度為0.2 rad/s
C．重力勢能為5.4×104 J，角速度為4.2×10－3 rad/s
D．重力勢能為4.9×104 J，角速度為4.2×10－3 rad/s
2．如圖所示，撐竿跳是運動會中常見的比賽項目，用于撐起運動員的竿要求具有很好的彈性，下列關于運動員撐竿跳起過程的說法正確的是 (　　)
A．運動員撐竿剛剛觸地時，竿彈性勢能最大
B．運動員撐竿跳起到達最高點時，竿彈性勢能最大
C．運動員撐竿觸地后上升到最高點之前某時刻，竿彈性勢能最大
D．以上說法均有可能
解析：竿形變量最大時，彈性勢能最大，竿剛觸地時沒有形變，人到最高點時，竿已由彎曲到基本完全伸直。故選項C正確。
答案：C　
3.如圖所示是玩家玩“蹦極”游戲的圖片，玩家將一根長為AB的彈性繩子的一端系在身上，另一端固定在高處，然后從高處跳下，其中AB為彈性繩子的原長，C點是繩子彈力等于重力的位置，D點是玩家所到達的最低點，對于玩家離開跳臺至最低點的過程中，下列說法不正確的是 (　　)
A．重力對人一直做正功
B．人的重力勢能一直減小
C．玩家通過B點之后，繩子具有彈性勢能
D．從A到D，彈性繩子的彈性勢能一直增加
解析：整個過程中，重力一直做正功，重力勢能一直減小；人從高空落下到彈性繩子達到原長的過程中，彈性繩子不做功，此后彈性繩子一直做負功，彈性勢能一直增加。故D正確。
答案：D　PAGE
課時跟蹤檢測（二十） 勢能
組—重基礎·體現綜合
1．關于重力勢能，下列說法正確的是(　　)
A．重力勢能是地球和物體共同具有的，而不是物體單獨具有的
B．處在同一高度的物體，具有的重力勢能相同
C．重力勢能是標量，不可能有正、負值
D．浮在海面上的小船的重力勢能一定為零
解析：選A　重力勢能具有系統性，重力勢能是物體與地球共有的，故A正確；重力勢能等于mgh，其中h是相對于參考平面的高度，參考平面不同，h不同，另外質量也不一定相同，故處在同一高度的物體，其重力勢能不一定相同，選項B錯誤；重力勢能是標量，但有正負，負號表示物體在參考平面的下方，故C錯誤；零勢能面的選取是任意的，并不一定選擇海平面為零勢能面，故浮在海面上的小船的重力勢能不一定為零，選項D錯誤。
2． [多選]如圖所示，被壓縮的輕質彈簧推動木塊向右運動到恢復原長的過程中，彈簧的(　　)
A．彈力不變 B．彈力減小
C．彈性勢能不變 D．彈性勢能減小
解析：選BD　彈簧逐漸恢復原長時，根據胡克定律可知彈力在減小，A錯誤，B正確；彈簧逐漸恢復原長，形變量在減小，可知彈性勢能在減小，C錯誤，D正確。
3．(2024·廣東佛山高一期中)如圖為某森林生態園的一段山地越野路面，自行車以相同的速率先后通過a、b、c三點，關于自行車，下列說法正確的是(　　)
A．從a運動到b過程中，重力勢能增加
B．在a點處于失重狀態
C．在b點向心加速度方向豎直向上
D．在c點最容易爆胎
解析：選A　從a運動到b過程中，高度增加，則重力做負功，重力勢能增加，A正確；在a點需要向上的加速度，處于超重狀態，B錯誤；在b點向心加速度方向豎直向下，C錯誤；根據FN－mg＝m，運動半徑越小，支持力越大，故在a點最容易爆胎，D錯誤。
4.如圖所示，質量為m的小球從高為h處的斜面上的A點滾下，經過水平面BC后，再滾上另一斜面，當它到達處時，速度減為0，則整個過程中，重力做功為(　　)
A. B.mgh
C．mgh D．0
解析：選B　根據重力做功與路徑無關的特點，W＝mg＝，B正確。
5．如圖所示，ACP和BDP是豎直平面內兩個半徑不同的半圓形光滑軌道，A、P、B三點位于同一水平面上，C和D分別為兩軌道的最低點，將兩個質量相同的小球分別從A和B兩處同時無初速度釋放，則(　　)
A．沿BDP光滑軌道運動的小球的重力勢能永遠為正值
B．兩小球到達C點和D點時，重力做功相等
C．兩小球到達C點和D點時，重力勢能相等
D．兩小球剛開始從A和B兩處無初速度釋放時，重力勢能相等
解析：選D　不管選哪一平面為零勢能面，A點和B點相對零勢能面的豎直高度均相等，所以兩小球重力勢能相等，D正確；兩小球到達C點和D點時，不在同一水平面上，重力勢能不相等，C錯誤；重力勢能Ep＝mgh，具有相對性，如果選A、P、B三點所在水平面為零勢能參考平面，則兩球在運動過程中的重力勢能恒為負值；如果選C點所在水平面為零勢能參考平面，則兩球在運動過程中的重力勢能恒為正值，A錯誤；重力做功跟路徑無關，只取決于物體所受重力及初、末兩點豎直方向的高度差，兩球從開始運動到C點和D點時豎直高度差不等，重力做功不相等，B錯誤。
6．起跳摸高是同學們經常進行的一項活動。某學生身高1.80 m，質量70 kg，他站立舉臂，手指摸到的高度為2.10 m。在一次摸高測試中，如果他先下蹲，再用力蹬地向上跳起，同時舉臂，離地后手指摸到的高度為2.55 m。設他從蹬地到離開地面所用的時間為0.7 s。不計空氣阻力(g取10 m/s2)，該同學跳起后增加的重力勢能最大值是(　　)
A．1 260 J B．1 470 J
C．315 J D．1 785 J
解析：選C　人的重心升高的高度為：Δh＝2.55 m－2.10 m＝0.45 m，故該同學跳起后增加的重力勢能最大值是：Ep＝mgΔh＝70×10×0.45 J＝315 J。C正確。
7．一個100 g的球從1.8 m的高處落到一個水平板上又彈回到1.25 m的高處，則整個過程中重力對球所做的功及球的重力勢能的變化是(g取10 m/s2)(　　)
A．重力做功為1.8 J
B．重力做了0.55 J的負功
C．物體的重力勢能一定減少0.55 J
D．物體的重力勢能一定增加1.25 J
解析：選C　整個過程中重力做功WG＝mgΔh＝0.1×10×(1.8－1.25) J＝0.55 J，故重力勢能減少0.55 J，所以選項C正確。
8．大型拱橋的拱高為h，弧長為L，如圖所示。質量為m的汽車在以不變的速率v由A點運動到B點的過程中，以下說法正確的是(　　)
A．由A到B的過程中，汽車的重力勢能始終不變，重力始終不做功
B．汽車的重力勢能先減少后增加，總的變化量為0，重力先做負功，后做正功，總功為0
C．汽車的重力勢能先增加后減少，總的變化量為0，重力先做正功，后做負功，總功為0
D．汽車的重力勢能先增加后減少，總的變化量為0，重力先做負功，后做正功，總功為0
解析：選D　汽車從A點運動到B點的過程中，重力先做負功后做正功，重力勢能先增加后減少，初、末位置高度相同，整個過程重力不做功，即總功為0，所以重力勢能總的變化量為0，故D正確。
9.如圖所示，質量為m的小球，用一長為l的細線懸于O點，將懸線拉直成水平狀態，并給小球一個向下的速度讓小球向下運動，O點正下方D處有一釘子，小球運動到B處時會以D為圓心做圓周運動，并經過C點，若已知OD＝l，則小球由A點運動到C點的過程中，重力勢能變化了多少？重力做功為多少？(重力加速度為g)
解析：小球做圓周運動的半徑R＝l－l＝l。
從A點運動到C點，小球下落高度h＝l－2R＝l，
故重力做功WG＝mgh＝mgl，
重力勢能的變化量
ΔEp＝－WG＝－mgl，
負號表示小球的重力勢能減少了。
答案：減少了mgl　mgl
組—重應用·體現創新
10.如圖所示，運動員跳傘將經歷加速下降和減速下降兩個過程，將人和傘看成一個系統，在這兩個過程中，下列說法正確的是(　　)
A．阻力對系統始終做負功
B．系統受到的合外力始終向下
C．加速下降時，重力做功大于系統重力勢能的減小量
D．任意相等的時間內重力做的功相等
解析：選A　向下運動的過程中，阻力的方向與運動方向相反，則阻力對系統做負功，A正確；加速下降的過程中，加速度方向向下，合力向下，減速下降的過程中，加速度方向向上，合力向上，B錯誤；無論以什么運動狀態運動，重力做功都等于系統重力勢能的減小量，C錯誤；重力做功W＝mgh，由于人做變速運動，相等時間內豎直向下的位移不相等，所以任意相等的時間內重力做的功不相等，D錯誤。
11．[多選]豎直上拋一個小球，從拋出到落回原拋出點的過程中，它的速度、重力勢能、位移、加速度隨時間變化的函數圖像(如圖所示)中正確的是(不計空氣阻力，以豎直向下為正方向，圖中曲線為拋物線，拋出點為零勢能點)(　　)
解析：選ABC　以豎直向下為正方向，則初速度為負值最大，重力加速度為正，小球勻減速運動到最高點速度為零，然后反向加速運動，因而A正確；因為拋出點為零勢能點，所以重力勢能最初為零，上升過程重力勢能增大，下落過程則減小，回到原點變為零，因而B正確；因為位移始終在拋出點上方，所以一直為負值，C選項也正確；加速度豎直向下，為正值，因而D錯誤。
12.如圖所示，一條長l＝2 m、質量分布均勻的鐵鏈放在水平地面上，鐵鏈質量為10 kg，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間，克服鐵鏈重力做功為多少？鐵鏈的重力勢能變化了多少？(重力加速度g取9.8 m/s2)
解析：鐵鏈從初狀態到末狀態，它的重心位置升高了h＝，
因而克服鐵鏈重力所做的功為
W＝mg·＝10×9.8× J＝98 J，
鐵鏈的重力勢能增加了98 J。
答案：98 J　增加了98 J
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