高中物理 第3章 動(dòng)能的變化與機(jī)械功 3_1 探究動(dòng)能變化跟做功的關(guān)系學(xué)業(yè)分層測評(píng) 滬科版必修2

3.1 探究動(dòng)能變化跟做功的關(guān)系(建議用時(shí)：45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1(多選)在下列幾種情況中，甲、乙兩物體的動(dòng)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(yùn)動(dòng)，乙向西運(yùn)動(dòng)【解析】由動(dòng)能的表達(dá)式Ekmv2知，A、B錯(cuò)誤，C正確；因動(dòng)能是標(biāo)量，故D正確【答案】CD2(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(dòng)能發(fā)生變化，在下面幾種情況中，汽車的動(dòng)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Ekmv2知，m不變，v變?yōu)樵瓉淼膬杀?，Ek變?yōu)樵瓉淼?倍同理，m和v都變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，Ek變?yōu)樵瓉淼?倍，m變?yōu)?倍，速度減半時(shí)，Ek變?yōu)樵瓉淼囊话?；m減半，v變?yōu)?倍時(shí)，Ek變?yōu)樵瓉淼?倍，故選項(xiàng)D正確【答案】D3關(guān)于動(dòng)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(gè)力單獨(dú)做功的絕對(duì)值之和B只要有力對(duì)物體做功，物體的動(dòng)能就一定改變C動(dòng)能定理只適用于直線運(yùn)動(dòng)，不適用于曲線運(yùn)動(dòng)D動(dòng)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(gè)力單獨(dú)做功的代數(shù)和，A錯(cuò)；根據(jù)動(dòng)能定理，決定動(dòng)能是否改變的是總功，而不是某一個(gè)力做的功，B錯(cuò)；動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)，既適用于恒力做功的情況，又適用于變力做功的情況，C錯(cuò)，D對(duì)【答案】D4(2016昆明高一檢測)如圖318所示，物體沿曲面從A點(diǎn)無初速度滑下，滑至曲面的最低點(diǎn)B時(shí)，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318A50 JB18 JC32 J D0 J【解析】由動(dòng)能定理得mghWfmv2，故Wfmghmv21105 J162 J32 J，C正確【答案】C5質(zhì)量為m的金屬塊，當(dāng)初速度為v0時(shí)，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()As B2sC4s D8s【解析】根據(jù)動(dòng)能定理得mgsmv2mgs2m(2v0)2由以上兩式解得s4s.【答案】C6(多選)用力F拉著一個(gè)物體從空中的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)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 JB物體的重力勢能減少了3 JC物體的動(dòng)能增加了4.5 JD物體的動(dòng)能增加了8 J【解析】因?yàn)橹亓ψ龉? J，所以重力勢能增加 3 J，A對(duì)，B錯(cuò)；根據(jù)動(dòng)能定理W合Ek，得Ek3 J8 J0.5 J4.5 J，C對(duì)，D錯(cuò)【答案】AC7質(zhì)量為m50 kg的滑雪運(yùn)動(dòng)員，以初速度v04 m/s從高度為h10 m的彎曲滑道頂端A滑下，到達(dá)滑道底端B時(shí)的速度v110 m/s.求：滑雪運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shí)要根據(jù)動(dòng)能定理求解設(shè)摩擦力做的功為W，根據(jù)動(dòng)能定理mghWmvmv代入數(shù)值得：W2 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(dòng)摩擦因數(shù)為.現(xiàn)用一個(gè)大小為F的恒力作用在M上，當(dāng)小滑塊滑到木板的最左端時(shí)，滑塊和木板的速度大小分別為v1、v2，滑塊和木板相對(duì)于地面的位移大小分別為s1、s2，下列關(guān)系式錯(cuò)誤的是()圖3110Amgs1mvBFs2mgs2MvCmgLmvDFs2mgs2mgs1Mvmv【解析】滑塊在摩擦力作用下前進(jìn)的距離為s1，故對(duì)于滑塊mgs1mv，A對(duì)，C錯(cuò)；木板前進(jìn)的距離為s2，對(duì)于木板Fs2mgs2Mv，B對(duì)；由以上兩式得Fs2mgs2mgs1Mvmv，D對(duì)故應(yīng)選C.【答案】C9(多選)在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到vm后立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)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3111AFf13 BFf41CW1W211 DW1W213【解析】全過程初、末狀態(tài)的動(dòng)能都為零，對(duì)全過程應(yīng)用動(dòng)能定理得W1W20即W1W2，選項(xiàng)C正確設(shè)物體在01 s內(nèi)和14 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大小分別為s1、s2，則W1Fs1W2f(s1s2)在vt圖象中，圖象與時(shí)間軸包圍的面積表示位移，由圖象可知，s23s1由式解得Ff41，選項(xiàng)B正確【答案】BC10某同學(xué)在探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖3112所示的實(shí)驗(yàn)，將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)點(diǎn)器，先用手提著紙帶，使重物靜止在靠近計(jì)時(shí)器的地方，然后接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，得到的紙帶如圖所示，O點(diǎn)為計(jì)時(shí)器打下的第1個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了下列處理：取OAABBC，并根據(jù)紙帶算出了A，B，C三點(diǎn)的速度分別為vA0.12 m/s，vB0.17 m/s，vC0.21 m/s.根據(jù)以上數(shù)據(jù)你能否大致判斷Wv2? 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：02690032】圖3112【解析】設(shè)由O到A的過程中，重力對(duì)重物所做的功為WOA，那么由O到B過程中，重力對(duì)重物所做的功為2WOA，由O到C的過程中，重力對(duì)重物所做的功為3WOA.由計(jì)算可知，v1.44102 m2/s2v2.89102 m2/s2v4.41102 m2/s22，3即v2v，v3v由以上數(shù)據(jù)可以判定Wv2是正確的，也可以根據(jù)Wv2的曲線來判斷(見圖)【答案】能判定Wv211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(diǎn)，現(xiàn)有質(zhì)量為m的小球(可看作質(zhì)點(diǎn))以初速度v0，從A點(diǎn)開始向右運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)入半圓形軌道，若小球恰好能到達(dá)半圓形軌道的最高點(diǎn)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(diǎn)時(shí)速度的大小vA；(2)水平軌道與小球間的動(dòng)摩擦因數(shù).【解析】(1)mgm，得vC，從C到A由動(dòng)能定理得：mg2Rmvmv，得vA.(2)AB的距離為xABvCt2R從A出發(fā)回到A由動(dòng)能定理得：mgxABmvmv，得0.25.【答案】(1)(2)0.25