高中物理 第3章 動能的變化與機械功 3_1 探究動能變化跟做功的關(guān)系學(xué)業(yè)分層測評 滬科版必修2
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3.1 探究動能變化跟做功的關(guān)系 (建議用時:45分鐘) [學(xué)業(yè)達標] 1.(多選)在下列幾種情況中,甲、乙兩物體的動能相等的是( ) A.甲的速度是乙的2倍,甲的質(zhì)量是乙的 B.甲的質(zhì)量是乙的2倍,甲的速度是乙的 C.甲的質(zhì)量是乙的4倍,甲的速度是乙的 D.質(zhì)量相同,速度大小也相同,但甲向東運動,乙向西運動 【解析】 由動能的表達式Ek=mv2知,A、B錯誤,C正確;因動能是標量,故D正確. 【答案】 CD 2.(2016漳州高一檢測)改變汽車的質(zhì)量和速度,都能使汽車的動能發(fā)生變化,在下面幾種情況中,汽車的動能是原來的2倍的是( ) A.質(zhì)量不變,速度變?yōu)樵瓉淼?倍 B.質(zhì)量和速度都變?yōu)樵瓉淼?倍 C.質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍,速度減半 D.質(zhì)量減半,速度變?yōu)樵瓉淼?倍 【解析】 由Ek=mv2知,m不變,v變?yōu)樵瓉淼膬杀叮珽k變?yōu)樵瓉淼?倍.同理,m和v都變?yōu)樵瓉淼?倍時,Ek變?yōu)樵瓉淼?倍,m變?yōu)?倍,速度減半時,Ek變?yōu)樵瓉淼囊话?;m減半,v變?yōu)?倍時,Ek變?yōu)樵瓉淼?倍,故選項D正確. 【答案】 D 3.關(guān)于動能定理,下列說法中正確的是( ) A.在某過程中,外力做的總功等于各個力單獨做功的絕對值之和 B.只要有力對物體做功,物體的動能就一定改變 C.動能定理只適用于直線運動,不適用于曲線運動 D.動能定理既適用于恒力做功的情況,又適用于變力做功的情況 【解析】 外力做的總功等于各個力單獨做功的代數(shù)和,A錯;根據(jù)動能定理,決定動能是否改變的是總功,而不是某一個力做的功,B錯;動能定理既適用于直線運動,也適用于曲線運動,既適用于恒力做功的情況,又適用于變力做功的情況,C錯,D對. 【答案】 D 4.(2016昆明高一檢測)如圖318所示,物體沿曲面從A點無初速度滑下,滑至曲面的最低點B時,下滑的高度為5 m,速度為6 m/s,若物體的質(zhì)量為1 kg.則下滑過程中物體克服阻力所做的功為( ) 圖318 A.50 J B.18 J C.32 J D.0 J 【解析】 由動能定理得mgh-Wf=mv2,故Wf=mgh-mv2=1105 J-162 J=32 J,C正確. 【答案】 C 5.質(zhì)量為m的金屬塊,當初速度為v0時,在水平面上滑行的最大距離為s,如果將金屬塊質(zhì)量增加到2m,初速度增大到2v0,在同一水平面上該金屬塊最多能滑行的距離為( ) A.s B.2s C.4s D.8s 【解析】 根據(jù)動能定理得μmgs=mv μ2mgs′=2m(2v0)2 由以上兩式解得s′=4s. 【答案】 C 6.(多選)用力F拉著一個物體從空中的a點運動到b點的過程中,重力做功-3 J,拉力F做功8 J,空氣阻力做功-0.5 J,則下列判斷正確的是( ) A.物體的重力勢能增加了3 J B.物體的重力勢能減少了3 J C.物體的動能增加了4.5 J D.物體的動能增加了8 J 【解析】 因為重力做功-3 J,所以重力勢能增加 3 J,A對,B錯;根據(jù)動能定理W合=ΔEk,得ΔEk=-3 J+8 J-0.5 J=4.5 J,C對,D錯. 【答案】 AC 7.質(zhì)量為m=50 kg的滑雪運動員,以初速度v0=4 m/s從高度為h=10 m的彎曲滑道頂端A滑下,到達滑道底端B時的速度v1=10 m/s.求:滑雪運動員在這段滑行過程中克服阻力做的功.(g取 9.8 m/s2) 圖319 【解析】 從A運動到B,物體所受摩擦力隨之變化,所以克服摩擦力所做的功不能直接由功的公式求得,此時要根據(jù)動能定理求解. 設(shè)摩擦力做的功為W,根據(jù)動能定理 mgh-W=mv-mv 代入數(shù)值得:W=2 900 J. 【答案】 2 900 J [能力提升] 8.在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的小滑塊停放在質(zhì)量為M、長度為L的靜止的長木板的最右端,滑塊和木板之間的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)用一個大小為F的恒力作用在M上,當小滑塊滑到木板的最左端時,滑塊和木板的速度大小分別為v1、v2,滑塊和木板相對于地面的位移大小分別為s1、s2,下列關(guān)系式錯誤的是( ) 圖3110 A.μmgs1=mv B.Fs2-μmgs2=Mv C.μmgL=mv D.Fs2-μmgs2+μmgs1=Mv+mv 【解析】 滑塊在摩擦力作用下前進的距離為s1,故對于滑塊μmgs1=mv,A對,C錯;木板前進的距離為s2,對于木板Fs2-μmgs2=Mv,B對;由以上兩式得Fs2-μmgs2+μmgs1=Mv+mv,D對.故應(yīng)選C. 【答案】 C 9.(多選)在平直公路上,汽車由靜止開始做勻加速運動,當速度達到vm后立即關(guān)閉發(fā)動機直到停止,v t圖象如圖3111所示.設(shè)汽車的牽引力為F,摩擦力為f,全過程中牽引力做功W1,克服摩擦力做功W2,則( ) 圖3111 A.F∶f=1∶3 B.F∶f=4∶1 C.W1∶W2=1∶1 D.W1∶W2=1∶3 【解析】 全過程初、末狀態(tài)的動能都為零, 對全過程應(yīng)用動能定理得 W1-W2=0① 即W1=W2,選項C正確. 設(shè)物體在0~1 s內(nèi)和1~4 s內(nèi)運動的位移大小分別為s1、s2,則 W1=Fs1② W2=f(s1+s2)③ 在vt圖象中,圖象與時間軸包圍的面積表示位移,由圖象可知, s2=3s1④ 由②③④式解得 F∶f=4∶1,選項B正確. 【答案】 BC 10.某同學(xué)在探究功與物體速度變化的關(guān)系實驗中,設(shè)計了如圖3112所示的實驗,將紙帶固定在重物上,讓紙帶穿過打點計點器,先用手提著紙帶,使重物靜止在靠近計時器的地方,然后接通電源,松開紙帶,讓重物自由下落,計時器就在紙帶上打下一系列小點,得到的紙帶如圖所示,O點為計時器打下的第1個點,該同學(xué)對數(shù)據(jù)進行了下列處理:取OA=AB=BC,并根據(jù)紙帶算出了A,B,C三點的速度分別為vA=0.12 m/s,vB=0.17 m/s,vC=0.21 m/s.根據(jù)以上數(shù)據(jù)你能否大致判斷W∝v2? 【導(dǎo)學(xué)號:02690032】 圖3112 【解析】 設(shè)由O到A的過程中,重力對重物所做的功為WOA,那么由O到B過程中,重力對重物所做的功為2WOA,由O到C的過程中,重力對重物所做的功為3WOA. 由計算可知,v=1.4410-2 m2/s2 v=2.8910-2 m2/s2 v=4.4110-2 m2/s2 ≈2,≈3 即v≈2v,v≈3v 由以上數(shù)據(jù)可以判定W∝v2是正確的,也可以根據(jù)Wv2的曲線來判斷(見圖). 【答案】 能判定W∝v2 11.如圖3113所示,粗糙水平軌道AB與半徑為R的光滑半圓形軌道BC相切于B點,現(xiàn)有質(zhì)量為m的小球(可看作質(zhì)點)以初速度v0=,從A點開始向右運動,并進入半圓形軌道,若小球恰好能到達半圓形軌道的最高點C,最終又落于水平軌道上的A處,重力加速度為g,求: 圖3113 (1)小球落到水平軌道上的A點時速度的大小vA; (2)水平軌道與小球間的動摩擦因數(shù)μ. 【解析】 (1)mg=m,得vC=, 從C到A由動能定理得:mg2R=mv-mv,得vA=. (2)AB的距離為xAB=vCt==2R 從A出發(fā)回到A由動能定理得:-μmgxAB=mv-mv,得μ=0.25. 【答案】 (1) (2)0.25- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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