2019年高中物理课下能力提升十八第七章第6节实验：探究功与速度变化的关系（含解析） 5页

动能和动能定理[基础练]一、选择题1．(2016·南通高一检测)关于动能概念及公式W＝Ek2－Ek1的说法中正确的是(　　)A．若物体速度变化，则动能一定变化B．速度大的物体，动能一定大C．W＝Ek2－Ek1表示功可以变成能D．动能的变化可以用合力的功来度量2．用起重机将质量为m的物体匀速竖直吊起一段距离，对于此过程中作用在物体上的各力的做功情况，下列说法正确的是(　　)A．重力做正功，拉力做负功，合力做功为零B．重力做负功，拉力做正功，合力做正功C．重力做负功，拉力做正功，合力做功为零D．重力不做功，拉力做正功，合力做正功3．[多选]古有守株待兔的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击时即可致死，若兔子与树桩作用时发生的位移为0.2m，则被撞死的兔子其奔跑的速度可能为(g取10m/s2)(　　)A．1m/sB．1.5m/sC．2m/sD．2.5m/s4．如图所示，小球以初速度v0从A点沿粗糙的轨道运动到高为h的B点后沿原路返回，其返回途中仍经过A点，则经过A点的速度大小为(　　)A.B.C.D.二、非选择题5．(2016·揭阳高一检测)如图甲所示，质量为m＝1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t＝0时刻开始，物块受到按图乙所示规律变化的水平力F作用并向右运动，第3s末物块运动到B点时速度刚好为零，第5s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ＝0.2，g取10m/s2。求：(1)A点与B点间的距离；(2)水平力F在5s内对物块所做的功。6．如图所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R。一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，当它由轨道顶端A处从静止开始下落，运动到C处恰好停止，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为多少？n[提能练]一、选择题1．有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示，由于摩擦力的作用，木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是(　　)A．木块所受的合力为零B．因木块所受的力都不对其做功，所以合力的功为零C．重力做的功和摩擦力做的功代数和为零D．重力和摩擦力的合力为零2．(2016·渭南高一检测)质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为(　　)A.mv－μmg(s＋x)B.mv－μmgxC．μmgsD．μmg(s＋x)3．(2016·汉中高一检测)同一个物体，分别沿两个光滑斜面由B、C匀速提升到A。如图所示，若沿两个斜面的拉力分别为FB、FC。两个过程中拉力做的功分别为WB、WC。则(　　)A．WB>WC　FBWC　FB＝FCD．WB＝WC　FB＝FC4．[多选]如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡(粗糙)底部A处由静止开始运动至高为h的坡顶B处，获得速度为v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g。下列说法正确的是(　　)A．小车克服重力所做的功是mghnB．合外力对小车做的功是mv2C．推力对小车做的功是mv2＋mghD．阻力对小车做的功是mv2＋mgh－Fx二、非选择题5．以20m/s的初速度竖直上抛一小球，其质量为0.5kg，空气阻力恒定，小球上升的最大高度为18m。求：(1)小球上升过程中克服空气阻力做的功。(2)小球落回抛出点时的速度大小。6．(2016·永州高一检测)如图所示，ABCD为同一竖直平面内的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10m，BC长1m，AB和CD轨道光滑。一质量为1kg的物体，从A点以4m/s的速度开始运动，经过BC后运动到高出C点10.3m的D点时速度为零。求：(g取10m/s2)(1)物体与BC轨道间的动摩擦因数；(2)物体第5次经过B点时的速度；(3)物体最后停止的位置(距B点多少米)。答案[基础练]1．解析：选D　由Ek＝mv2可知，物体的动能由m和v共同决定，物体的速度大，动能不一定大，B错误；物体速度方向改变，大小不改变时，物体的动能不变化，A错误；动能定理表明物体动能的变化与合力的功有一定对应关系，动能的变化可以用合力的功来度量，但并不说明功可以变成能，D正确，C错误。2．解析：选C　物体上升，重力做负功，拉力做正功，A、D错误；物体动能不变，由动能定理知，合力做功为零，B错误，C正确。3．解析：选CD　设被撞死的兔子奔跑的最小速度为v，兔子的质量为m，由动能定理得－mgx＝0－mv2，解得v＝2m/s，故正确选项为C、D。4．解析：选B　在从A到B的过程中，重力和摩擦力都做负功，根据动能定理可得mgh＋Wf＝mv，从B到A过程中，重力做正功，摩擦力做负功(因为是沿原路返回，所以两种情况摩擦力做功大小相等)，根据动能定理可得mgh－Wf＝mv2，两式联立得再次经过A点的速度为，B正确。5．解析：(1)在3～5s内物块在水平恒力F作用下由B点匀加速运动到A点。设物块的加速度为a，A点与B点间的距离为x，时间间隔t＝2s，由牛顿第二定律得F－μmg＝man又x＝at2解得x＝4m(2)设物块回到A点时的速度为vA，则v＝2ax解得vA＝4m/s设整个过程中F做的功为WF，由动能定理得WF－2μmgx＝mv－0解得WF＝24J答案：(1)4m　(2)24J6．解析：设物体在AB段克服摩擦力所做的功为WAB，物体从A到C的全过程，根据动能定理，有mgR－WAB－μmgR＝0－0解得WAB＝mgR－μmgR＝(1－μ)mgR答案：(1－μ)mgR[提能练]1．解析：选C　木块做曲线运动，速度方向变化，加速度不为零，合力不为零，A错误；速率不变，动能不变，由动能定理知，合力做的功为零，支持力始终不做功，重力做正功，所以重力做的功与摩擦力做的功代数和为零，但重力和摩擦力的合力不为零，C正确，B、D错误。2．解析：选A　由动能定理得：－W－μmg(s＋x)＝0－mv，故物体克服弹簧弹力做功W＝mv－μmg(s＋x)，A正确。3．解析：选B　设斜面高度为h，倾角为θ，物体的质量为m。则根据平衡条件拉力F＝mgsinθ，由题图知斜面AC的倾角θ较大，对应的拉力FC较大；根据动能定理W－mgh＝0，即沿斜面匀速上升过程拉力做的功W＝mgh，故WB＝WC。所以选项B正确。4．解析：选ABD　重力做功WG＝－mgh，A正确；推力做功WF＝Fx＝mv2＋mgh－Wf，C错误；根据动能定理WF＋Wf＋WG＝mv2，即合外力做功mv2，B正确；由上式得阻力做功Wf＝mv2－WG－WF＝mv2＋mgh－Fx，D正确。5．解析：(1)小球上升过程中有－mgh－Wf＝0－mv解得：Wf＝10J(2)设小球从最高点落回抛出点时的速度为vt则mgh－Wf＝mv－0，得：vt＝8m/s答案：(1)10J　(2)8m/s6．解析：(1)由动能定理得n－mg(h－H)－μmglBC＝0－mv解得μ＝0.5(2)物体第5次经过B点时，已在BC轨道上运动了4次，由动能定理得mgH－μmg·4lBC＝mv－mv解得v2＝4m/s≈13.3m/s(3)分析整个过程，由动能定理得mgH－μmgl＝0－mv解得l＝21.6m所以物体在ABCD轨道上来回运动了10次后，还可以运动1.6m，故最后停止的位置离B点的距离为2m－1.6m＝0.4m答案：(1)0.5　(2)13.3m/s(或4m/s)　(3)0.4m