2018_2019学年高中物理第3章动能的变化与机械功3.1探究动能变化跟做功的关系练习（含解析） 4页

3.1　探究动能变化跟做功的关系1.两个物体A、B放在光滑的水平面上,分别在相同的水平恒力F的作用下,由静止开始通过相同的位移s,若物体A的质量大于物体B的质量,则在这一过程中(　　)A.物体A获得的动能较大B.物体B获得的动能较大C.物体A、B获得的动能一样大D.无法比较物体A、B获得的动能大小解析:根据功的定义,力对两物体做的功相等,由动能定理Fs=Ek知两物体获得的动能相同。答案:C2.一空盒以某一初速度在水平面上滑行,滑行的最远距离为L。现往空盒中倒入沙子,使空盒与沙子的总质量为原来空盒的3倍,仍以原来的初速度在水平面上滑行,此时滑行的最远距离为(　　)A.LB.LC.LD.3L解析:盒子与水平面间的动摩擦因数一定,则摩擦力f=μN=μmg,盒子的动能的变化量为ΔEk=0-=-,说明摩擦力做负功,根据动能定理有:-fs=-,即μmgs=,得s=,位移s与物体的质量无关,C项正确。答案:C3.某个人用手托着质量为m的物体,从静止开始沿水平方向运动,前进距离s后速度为v。已知物体与人手掌之间的动摩擦因数为μ,则在以上过程中人对物体做的功为(　　)A.0B.mgsC.μmgsD.mv2解析:在前进过程中,物块受重力G、支持力N和静摩擦力f作用,其中f做功为fs,由动能定理知,fs=mv2-0,即人对物体做的功为fs或mv2,只有D项正确。答案:D4.物体与转台间的动摩擦因数为μ,与转轴间距离为R,m随转台由静止开始加速转动,当转速增加至某值时,m即将在转台上相对滑动,此时起转台做匀速转动,此过程中摩擦力对m做的功为(　　)A.0B.2πμmgRnC.2μmgRD.解析:即将开始滑动时,最大静摩擦力(近似等于滑动摩擦力)提供向心力,即μmg=m,得此时物体m的动能为Ek=μmgR。应用动能定理求解有W=Ek-0=μmgR,故正确选项为D。答案:D5.(多选)对于质量一定的物体,下列说法中正确的是(　　)A.速度发生变化时其动能一定变化B.速度发生变化时其动能不一定发生变化C.速度不变时其动能一定不变D.动能不变时其速度一定不变解析:动能是标量,它是由物体的质量和速度的大小决定,与速度的方向无关。如果速度的大小不变,方向变化时,动能不变,如果物体的动能不变,表明速度的大小不变,但方向不一定不变,所以选项A、D错误,B、C正确。答案:BC6.(多选)在下列几种情况中,甲、乙两物体的动能相等的是(　　)A.甲的速度是乙的2倍,甲的质量是乙的B.甲的质量是乙的2倍,甲的速度是乙的C.甲的质量是乙的4倍,甲的速度是乙的D.质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动解析:由Ek=mv2知,A、B选项错误,选项C正确;动能是标量,选项D正确。答案:CD7.在探究“恒力做功与动能改变的关系”的实验中,某同学用1kg的小车,在平衡摩擦力之后,挂上44g的小沙桶后,小车拖动纸带并打出一系列的点。图中的纸带只是打出的纸带的一部分,相邻计数点时间间隔为0.10s,测量数据如图所示。重力加速度g取9.80m/s2,(结果保留两位有效数字)则:n(1)b点所对应的小车运动的动能为　　　　J。 (2)从b点到e点,小车动能的增加量为　　　　J。 (3)从b点到e点,沙桶对小车做功　　　　J。 解析:(1)vb=m/s=0.338m/sEkb=×1×(0.338)2J≈0.057J(2)ve=m/s=0.465m/sEke=×1×(0.465)2J≈0.108JΔEk=Eke-Ekb=0.108J-0.057J=0.051J(3)沙桶对小车做的功,即绳对小车的拉力做的功W=F·s=mg·sbe=0.044×9.8×(3.60+4.02+4.45)×10-2J=0.052J答案:(1)0.057　(2)0.051　(3)0.0528.如图所示是摘自明代《天工开物》中的一幅图,它描述的是我国古代的一种农业机械,叫水碾。它是利用水的动能来做功的装置。当水冲击下部水轮时,转动的轮子会带动上部的石碾来碾米。水从右边进入,左边流出。假若每秒钟冲击叶片的水流为10kg,水流速从5m/s减小为1m/s。则每秒钟水流对叶轮做的功为多大?解析:每秒钟水流的动能变化为ΔEk=×10×52J-×10×12J=120Jn根据动能定理,水流对叶轮做的功等于水流的动能变化:W=ΔEk=120J。答案:120J9.某滑板爱好者在离地h=1.80m高的平台上滑行,水平离开A点后落在水平地面上的B点,其水平位移s=3.6m。着地时由于存在能量损失,着地后速度变为v=4m/s,并以此为初速度沿水平地面滑行一段距离后停止。已知人与滑板的总质量m=60kg。试求:(1)人与滑板离开平台时的水平初速度大小(空气阻力忽略不计,g取10m/s2);(2)人与滑板在水平地面滑行时摩擦力做的功。解析:(1)人与滑板离开平台后做平抛运动,设初速度的大小为v0,飞行时间为t,根据平抛运动的规律有h=gt2,s=v0t,联立解得v0=6m/s。(2)设人与滑板在水平地面滑行时受到的摩擦力做的功为W,根据动能定理有W=0-mv2=-480J。答案:(1)6m/s　(2)-480J