《2025年学习指导用书物理电子信息类》

3. 如图5.3.1所示，桌面离地面高为$h$，质量为$m$的小球从离桌面高为$H$处自由下落，不计空气阻力，选取桌面为零势能面，则小球在图示位置处的重力势能为（ ）
A. $mgh$ B. $mgH$ C. $mg(H+h)$ D. $mg(H-h)$

答案： B
解析：以桌面为零势能面，小球在图示位置（离桌面高$H$处）的高度为$H$，重力势能$E_p=mgH$。故选B。

4. 物体在运动过程中克服重力做功50 J，则（ ）
A. 物体的重力做功为50 J
B. 物体的重力势能一定增加50 J
C. 物体的重力势能可能减少50 J
D. 以上选项均正确

答案： B
解析：克服重力做功50 J，即重力做功$-50\ J$，重力势能增加50 J。故选B。

5. 我国发射的“神舟十六号”飞船在圆满完成既定出舱任务后，于2023年10月31日胜利返航。在返回舱拖着降落伞下落的过程中，其重力做功和重力势能变化的情况分别为（ ）
A. 重力做正功，重力势能减少
B. 重力做正功，重力势能增加
C. 重力做负功，重力势能减少
D. 重力做负功，重力势能增加

答案： A
解析：下落过程重力方向与位移方向相同，重力做正功，重力势能减少。故选A。

6. 离地面60 m高处有一质量为2 kg的物体，它相对地面的重力势能是多少？若选取离地面40 m高的楼板为零势能面，物体的重力势能又是多少？（取$g=10\ m/s^2$）

答案： 以地面为零势能面：$E_p=mgh=2×10×60=1200\ J$。
以40 m高楼板为零势能面：高度$h'=60 - 40=20\ m$，$E_p'=mgh'=2×10×20=400\ J$。
答案：相对地面1200 J，相对40 m高楼板400 J。

7. 工人把质量为150 kg的货物沿长3 m、高1 m的斜面匀速推上汽车，货物增加的重力势能是多少？在不计摩擦的情况下，工人沿斜面推动货物所做的功是多少？（取$g=10\ m/s^2$）

答案： 增加的重力势能$\Delta E_p=mgh=150×10×1=1500\ J$。
不计摩擦时，工人做功等于重力势能增加量，即$W=1500\ J$。
答案：货物增加的重力势能1500 J，工人所做的功1500 J。