2018版高中物理 第二章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第1節(jié) 動(dòng)能的改變?cè)囶} 魯科版必修2.doc

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第1節(jié)　動(dòng)能的改變 【二維選題表】 物理觀念 科學(xué)思維 科學(xué)探究 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 對(duì)動(dòng)能的理解 1(易),2(易) 對(duì)動(dòng)能定理的理解 4(易) 動(dòng)能定理的應(yīng)用 3(易),5(易), 6(中),7(中), 8(中), 9(中), 10(中), 11(中), 13(中), 14(中), 15(難) 6(中), 15(難) 實(shí)驗(yàn):探究動(dòng)能定理 12(中) 基礎(chǔ)訓(xùn)練 1.(2016福建四地六校聯(lián)考)下列說(shuō)法中正確的是(　C　) A.物體的動(dòng)能不變,其速度一定不變 B.物體的動(dòng)能不變,所受合外力必定為零 C.物體所受的合外力為零,其動(dòng)能一定不變化 D.物體速度變化,其動(dòng)能一定變化 解析:速度是矢量,既有大小也有方向,速度的變化可能是大小變化,也可能是方向變化,也可能是大小和方向都變化.若動(dòng)能變化,速度的大小一定變化,速度的方向是否變化不能確定.故C正確. 2.(多選)關(guān)于動(dòng)能,下列說(shuō)法中正確的是(　ABD　) A.公式Ek=mv2中的速度v通常是物體相對(duì)于地面的速度 B.動(dòng)能的大小由物體的質(zhì)量和速率決定,與物體運(yùn)動(dòng)的方向無(wú)關(guān) C.物體以相同的速率向東和向西運(yùn)動(dòng),動(dòng)能的大小相等但方向不同 D.物體以相同的速率做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),其動(dòng)能相同 解析:Ek=mv2中的速度v是以地面為參考系的,選項(xiàng)A正確;動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量和速度大小有關(guān),與速度方向無(wú)關(guān),故選項(xiàng)B,D均正確;動(dòng)能是標(biāo)量,沒(méi)有方向,選項(xiàng)C錯(cuò)誤. 3.(2016浙江杭州檢測(cè)) 一個(gè)人站在高出地面h處,拋出一個(gè)質(zhì)量為m的物體,物體落地時(shí)速率為v,空氣阻力可以忽略不計(jì),則人對(duì)物體所做的功為(　C　) A.mgh B.mv2 C.mv2-mgh D.mv2+mgh 解析:設(shè)人對(duì)物體所做的功為W,根據(jù)動(dòng)能定理得 W+mgh=mv2,得W=mv2-mgh,選項(xiàng)C正確. 4.(多選)關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合力、合力的功、運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的變化,下列說(shuō)法中正確的是(　BD　) A.運(yùn)動(dòng)物體所受的合力不為零,合力一定做功,物體的動(dòng)能一定變化 B.運(yùn)動(dòng)物體所受的合力為零,則物體的動(dòng)能一定不變 C.運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能保持不變,則該物體所受合力一定為零 D.運(yùn)動(dòng)物體所受合力不為零,則該物體一定做變速運(yùn)動(dòng) 解析:合力不為零,合力不一定做功,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;合力為零,則合力不做功,動(dòng)能不變,選項(xiàng)B正確;動(dòng)能不變,合力不一定為零,但合力一定不做功,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;合力不為零時(shí),物體一定有加速度,即做變速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確. 5. (多選)物體在合外力作用下做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示.下列表述正確的是(　AD　) A.在0～1 s內(nèi),合外力做正功 B.在0～2 s內(nèi),合外力總是做負(fù)功 C.在1～2 s內(nèi),合外力不做功 D.在0～3 s內(nèi),合外力做功為零 解析:在0～1 s內(nèi),物體的速度增大,動(dòng)能增加,根據(jù)動(dòng)能定理W合= ΔEk,合外力做正功.故A正確.B錯(cuò)誤.在1～2 s內(nèi),動(dòng)能減小,合外力做負(fù)功.故C錯(cuò)誤.在0～3 s內(nèi),動(dòng)能變化為零,合外力做功為零.故D正確. 6. (2016福建四地六校聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)懸掛靜止在豎直位置,現(xiàn)用水平力F將小球緩慢地拉到細(xì)線(xiàn)與豎直方向成θ角的位置,重力加速度為g,則在此過(guò)程中拉力F做的功是(　D　) A.FLsin θ B.FLcos θ C.mgL(1-sin θ) D.mgL(1-cos θ) 解析:因F為變力,故不能直接通過(guò)功的公式求解,根據(jù)動(dòng)能定理可知,力F做的功等于物體克服重力做的功,故選項(xiàng)D正確. 7.在光滑的水平面上有一物體,在將它的速度由零增大到v的過(guò)程中,外力對(duì)它所做的功為W1;緊接著將該物體的速度由v增大到2v的過(guò)程中,外力對(duì)它所做的功為W2,則W1與W2之比為(　C　) A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4 解析:由動(dòng)能定理得,W1=mv2-0=mv2, W2=m(2v)2-mv2=mv2, 所以W1∶W2=1∶3,選項(xiàng)C正確. 8.(2016福建四地六校聯(lián)考)一學(xué)生用力踢質(zhì)量為1 kg的足球,使球從靜止開(kāi)始以10 m/s的速度水平飛出,設(shè)人踢球時(shí)對(duì)球的平均作用力為100 N,球在水平方向上運(yùn)動(dòng)了10 m,則該學(xué)生對(duì)球做的功為(　B　) A.0 B.50 J C.1 000 J D.條件不足,無(wú)法確定 解析:對(duì)于該學(xué)生踢球的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理得該學(xué)生對(duì)足球所做的功為W=mv2=1102 J=50 J,故A,C,D錯(cuò)誤,B正確. 9.一輛汽車(chē)在平直公路上以速度v0開(kāi)始加速行駛,經(jīng)時(shí)間t后,前進(jìn)了距離s,此時(shí)恰好達(dá)到其最大速度vm,設(shè)此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)始終以額定功率P工作,汽車(chē)所受阻力為f,則在這段時(shí)間里,發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為(　C　) A.fs B.Pt-fs C.m-m+fs D.ft 解析:發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力是變力,其做功為W=Pt, 又由動(dòng)能定理得W-fs=m-m, 則W=m-m+fs,選項(xiàng)C正確,A,B,D錯(cuò)誤. 10. A,B兩物體的質(zhì)量之比mA∶mB=2∶1,它們以相同的初速度v0在水平面上做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),直到停止,其速度圖象如圖所示.那么,A,B兩物體所受摩擦阻力之比f(wàn)A∶fB與A,B兩物體克服摩擦阻力做的功之比WA∶WB分別為(　A　) A.4∶1,2∶1 B.2∶1,4∶1 C.1∶4,1∶2 D.1∶2,1∶4 解析:由v-t圖象知,aA=2aB,因fA=mAaA,fB=mBaB, 故fA∶fB=4∶1, 由動(dòng)能定理知, WA=-mA,WB=-mB. 即克服摩擦阻力做的功之比WA∶WB=2∶1,選項(xiàng)A正確. 11.兩個(gè)物體A,B的質(zhì)量之比mA∶mB=2∶1,兩者動(dòng)能相同,它們和水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,則兩者在桌面上滑行到停止所經(jīng)過(guò)的距離之比為(　B　) A.sA∶sB=2∶1 B.sA∶sB=1∶2 C.sA∶sB=4∶1 D.sA∶sB=1∶4 解析:由動(dòng)能定理-fs=0-mv2,得s=. 又因?yàn)閒=μmg,故===,故選項(xiàng)B正確. 素養(yǎng)提升 12.(2016福建閩清月考)在“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖(甲)所示的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)器材. (1)為了用細(xì)線(xiàn)的拉力表示小車(chē)受到的合外力,實(shí)驗(yàn)中必須進(jìn)行的操作是　 ; 為了能夠用沙桶和沙所受的重力代替拉力,必須滿(mǎn)足的條件是　 . (2)如圖(乙)為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶,現(xiàn)選取紙帶中的A,B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的過(guò)程來(lái)探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T(mén),重力加速度為g.若沙與沙桶的總質(zhì)量為m1,小車(chē)的質(zhì)量為m2.則此過(guò)程恒力做的功W=　　　　　　　,動(dòng)能的改變量ΔEk=　　　　　　　(用題中或圖中的物理量符號(hào)表示). 解析:(1)為了用細(xì)線(xiàn)的拉力表示小車(chē)受到的合外力,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)平衡小車(chē)受到的摩擦力,即改變木板的傾角,使重力的一個(gè)分力平衡小車(chē)及紙帶受到的摩擦力,要用沙桶和沙的重力代替拉力,須使得小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙桶和沙的質(zhì)量.(2)W=m1gs.打A,B兩點(diǎn)時(shí)小車(chē)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度分別為vA=,vB=,ΔEk=m2-m2=m2()2-m2()2. 答案:(1)平衡摩擦力　小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙桶和沙的質(zhì)量 (2)m1gs　m2()2-m2()2 13. 質(zhì)量m=1 kg的物體,在水平拉力F的作用下(拉力F大小恒定,方向與物體初速度方向相同),沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)一段位移后拉力F停止作用,物體最終停下.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的動(dòng)能—位移圖象如圖所示.(g取10 m/s2)求: (1)物體的初速度大小; (2)物體和平面間的動(dòng)摩擦因數(shù); (3)拉力F的大小. 解析:(1)從圖象可知初動(dòng)能為2 J,Ek0=mv2=2 J, 則v=2 m/s. (2)設(shè)摩擦力為f,由Ek-s圖象知4～8 m的過(guò)程中摩擦力做負(fù)功,則-fs2=0-10 J.因f=μmg,解得μ=0.25. (3)在0～4 m的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理有(F-f)s1=ΔEk,代入數(shù)據(jù)得F=4.5 N. 答案:(1)2 m/s　(2)0.25　(3)4.5 N 14.某人將一個(gè)質(zhì)量m=0.1 kg的小球從離水平地面高h(yuǎn)=20 m處以大小v0=10 m/s的速度拋出,小球落地時(shí)的速度大小v=20 m/s,(取重力加速度g=10 m/s2)試求: (1)拋出小球的過(guò)程中人對(duì)小球做的功; (2)在小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中空氣阻力對(duì)小球做的功. 解析:(1)在拋出過(guò)程中,設(shè)人對(duì)小球做的功為W, 由動(dòng)能定理得W=m-0,代入數(shù)據(jù)得W=5 J. (2)小球在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由動(dòng)能定理 mgh+Wf=mv2-m 則Wf=mv2-m-mgh=-5 J. 答案:(1)5 J　(2)-5 J 15. 如圖所示,摩托車(chē)做特技表演時(shí),以v0=10 m/s的初速度從高臺(tái)底部沖向高臺(tái)頂端,然后從高臺(tái)頂端水平飛出.摩托車(chē)在沖向高臺(tái)頂端的過(guò)程中始終以P=4 kW的額定功率行駛,所經(jīng)歷的時(shí)間t=3 s.人和車(chē)的總質(zhì)量m=1.8102 kg,臺(tái)高h(yuǎn)=5 m,摩托車(chē)沖到高臺(tái)頂端時(shí)的速度為v=11 m/s.取重力加速度g=10 m/s2.求:(重力做功WG=-mgh) (1)摩托車(chē)在沖向高臺(tái)頂端的過(guò)程中牽引力所做的功; (2)摩托車(chē)在沖向高臺(tái)頂端的過(guò)程中克服阻力所做的功. 解析:(1)摩托車(chē)在沖向高臺(tái)頂端的過(guò)程中牽引力所做的功 W=Pt=1.2104 J. (2)設(shè)摩托車(chē)在沖向高臺(tái)頂端的過(guò)程中克服阻力所做的功為Wf,根據(jù)動(dòng)能定理 W-Wf-mgh=mv2-m 代入數(shù)據(jù),可得Wf=1.11103 J. 答案:(1)1.2104 J　(2)1.11103 J