高中物理4.3探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系練習(xí)粵教版必修2

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第三節(jié)　探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系 一、單項(xiàng)選擇題 1．利用重錘下落探究外力做功與物體動(dòng)能變化實(shí)驗(yàn)中，下面敘述正確的是(　　) A．應(yīng)該用天平稱出物體的質(zhì)量 B．應(yīng)該選用點(diǎn)跡清晰、特別是第一點(diǎn)沒(méi)有拉成長(zhǎng)條的紙帶 C．操作時(shí)應(yīng)先放紙帶再通電 D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在電壓為4～6 V的直流電源上 【答案】B 【解析】因?yàn)橐涗浿劐N自由下落的情況，所以操作時(shí)應(yīng)先通電再放紙帶．且用交流電源，因求證mgh＝mv2，故不需要稱物體的質(zhì)量． 圖4－3－9 2．物體在合力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的v－t 圖象如圖4－3－9所示，下列表述正確的是(　　) A．在0～1 s內(nèi)，合力做正功 B．在0～2 s內(nèi)，合力總是做負(fù)功 C．在1～2 s內(nèi)，合力不做功 D．在0～3 s內(nèi)，合力總是做正功 【答案】A 【解析】由動(dòng)能定理知，合力做正功，物體動(dòng)能增加，合力做負(fù)功，物體動(dòng)能減少，因此A正確． 3．被豎直上拋的物體的初速度與回到拋出點(diǎn)時(shí)速度大小之比為k，而空氣阻力在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中大小不變，則重力與空氣阻力的大小之比為(　　) A. B. C．k D. 【答案】A 圖4－3－10 4．如圖4－3－10所示，用同種材料制成的一個(gè)軌道，AB段為圓弧，半徑為R，水平放置的BC段長(zhǎng)度為R.一小物塊質(zhì)量為m，與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)它從軌道頂端A由靜止下滑時(shí)，恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止，那么物塊在AB段克服摩擦力做的功為(　　) A．μmgR B．mgR(1－μ) C. D. 【答案】B 【解析】全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理mgR－W－μmgR＝0，則W＝mgR(1－μ)，故選B. 二、雙項(xiàng)選擇題 5．質(zhì)量為m的子彈，以水平速度v射入靜止在光滑水平面上質(zhì)量為M的木塊，并留在其中，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．阻力對(duì)子彈做的功與子彈動(dòng)能的減少相等 B．阻力對(duì)子彈做的功與子彈對(duì)木塊做的功相等 C．子彈克服阻力做的功與子彈對(duì)木塊做的功相等 D．子彈克服阻力做的功大于子彈對(duì)木塊做的功 【答案】AD 【解析】子彈擊中木塊打入一定的深度并留在其中，子彈和木塊所受水平作用力(相互摩擦力)大小相等，可認(rèn)為是恒力，但子彈的位移大于木塊的位移，故子彈克服阻力做的功大于子彈對(duì)木塊做的功，所以做功不同，二者的動(dòng)能變化并不相等． 6．一物體靜止在升降機(jī)的地板上，在升降機(jī)加速上升的過(guò)程中，地板對(duì)物體的支持力所做的功等于(　　) A．物體勢(shì)能的增加量 B．物體動(dòng)能的增加量 C．物體動(dòng)能的增加量加上物體勢(shì)能的增加量 D．物體動(dòng)能的增加量加上克服重力所做的功 【答案】CD 【解析】物體受到的支持力大于重力，物體加速上升，支持力做功不僅增加了物體重力勢(shì)能，而且還增加了物體的動(dòng)能，即支持力做的功等于物體動(dòng)能的增量加上物體勢(shì)能的增加量． 7．將質(zhì)量為m的小球在距地面高度為h處拋出，拋出時(shí)的速度大小為v0，小球落地時(shí)的速度大小為2v0，若小球受到的空氣阻力不能忽略，則對(duì)于小球下落的整個(gè)過(guò)程，下面說(shuō)法中正確的是(　　) A．小球克服空氣阻力做的功小于mgh B．重力對(duì)小球做的功等于mgh C．合外力對(duì)小球做的功小于mv D．合外力對(duì)小球做的功等于mv 【答案】AB 【解析】小球整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，有兩個(gè)力做功，一個(gè)是重力做功WG＝mgh，B選項(xiàng)正確；一個(gè)是阻力做功，根據(jù)動(dòng)能定理有：WG－Wf＝m(2v0)2－mv，顯然合外力對(duì)小球做的功等于mv，C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤；小球克服阻力做的功Wf＝WG－mv＜mgh，A選項(xiàng)也正確． 8．如圖4－3－11所示，A、B質(zhì)量相等，它們與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)也相等，且FA＝FB，如果A、B由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)相同的距離，那么(　　) 圖4－3－11 A．FA對(duì)A做的功與FB對(duì)B做的功相同 B．FA對(duì)A做的功大于FB對(duì)B做的功 C．到終點(diǎn)時(shí)物體A獲得的動(dòng)能大于物體B獲得的動(dòng)能 D．到終點(diǎn)時(shí)物體A獲得的動(dòng)能小于物體B獲得的動(dòng)能 【答案】AD 【解析】由功的表達(dá)式W＝Fscos α知，兩力對(duì)A、B做功相等，A對(duì)B錯(cuò)；兩力的水平分力相等，而A所受的滑動(dòng)摩擦力大于B所受的摩擦力，故A所受的合力F1小于B所受合力F2，由動(dòng)能定理有F合s＝Ek－0，故Ek1＜Ek2，C錯(cuò)D對(duì)． 三、非選擇題 9．(1)在探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置已安裝完畢，請(qǐng)完成如下實(shí)驗(yàn)操作： ①將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的_____________________________________ _____________________________________________________________， 紙帶下端固定在重錘上，上端用手提住，紙帶不與限位孔接觸． ②接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源使它工作，讓紙帶從________狀態(tài)開(kāi)始釋放，計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)． ③取紙帶上的第1個(gè)點(diǎn)記為O，在第1個(gè)點(diǎn)后距離較遠(yuǎn)處任意選取一點(diǎn)P，記P點(diǎn)為n，用刻度尺測(cè)出__________的距離h. ④打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電源頻率為50 Hz，則打點(diǎn)間隔時(shí)間為_(kāi)_______s．根據(jù)公式________計(jì)算出P點(diǎn)的速度v. ⑤由上面的h和v分別計(jì)算__________和________，看兩者_(dá)______________________________________________________________． ⑥在其他紙帶上再另選幾個(gè)點(diǎn)，重復(fù)步驟③④⑤. (2)在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中，如果紙帶上前面幾點(diǎn)比較密集，不夠清晰，可舍去前面的比較密集的點(diǎn)，在后面取一段打點(diǎn)較為清晰的紙帶，同樣可以驗(yàn)證，如圖4－3－12所示，取O點(diǎn)為起始點(diǎn)，各點(diǎn)間的間距已量出并標(biāo)在紙帶上，所用交流電的頻率為50 Hz，重物的質(zhì)量為m kg. 圖4－3－12 ①打A點(diǎn)時(shí)，重物下落速度為vA＝________，重物動(dòng)能＝________. ②打F點(diǎn)時(shí)，重物下落速度為vF＝________，重物動(dòng)能＝________. ③打點(diǎn)計(jì)時(shí)器自打下A點(diǎn)開(kāi)始到打出F點(diǎn)，重物重力做的功為_(kāi)_______，動(dòng)能的增加量為_(kāi)_______． ④根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重物從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出A點(diǎn)到打出F點(diǎn)的過(guò)程中，得到的結(jié)論是_______________________________________________________． 【答案】 (1)①限位孔并在復(fù)寫(xiě)紙下面經(jīng)過(guò)?、陟o止　③O點(diǎn)到P點(diǎn)?、?.02　vn＝　⑤重錘重力做的功WG＝mgh　重錘動(dòng)能增加量ΔEk＝mv2　是否近似相等 (2)①1.30 m/s　0.85m J?、?.28 m/s　2.60m J ③1.75m J　1.75m J　④在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)WG＝ΔEk，動(dòng)能定理成立 圖4－3－13 10．半徑R＝1 m的圓弧導(dǎo)軌末端切線與水平導(dǎo)軌相切，從圓弧導(dǎo)軌頂端A靜止釋放一個(gè)質(zhì)量m＝20 g的木塊，測(cè)得其滑至底端B的速度vB＝3 m/s，以后又沿水平導(dǎo)軌滑行了3 m，最終停在C點(diǎn)，如圖4－3－13所示，求： (1)圓弧導(dǎo)軌的摩擦力對(duì)木塊所做的功； (2)BC段導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)．(g＝10 m/s2) 【答案】(1)－0.11 J　(2)0.15 【解析】(1)對(duì)AB段用動(dòng)能定理：mgR＋Wf＝mv， 所以Wf＝mv－mgR＝ J＝－0.11 J. (2)對(duì)BC段用動(dòng)能定理得：－μmgsBC＝0－mv，解得μ＝0.15. 4