《2020年高中物理 第八章 機(jī)械能守恒定律 階段回顧（第1～3節(jié)）習(xí)題（含解析）新人教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年高中物理 第八章 機(jī)械能守恒定律 階段回顧（第1～3節(jié)）習(xí)題（含解析）新人教版必修2（12頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、階段回顧(第1～3節(jié)) 易錯(cuò)點(diǎn)一　　　對公式W＝Flcosα中的l及α把握不準(zhǔn) 1.小物塊位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，如圖所示。從地面上看，在小物塊沿斜面下滑的過程中，斜面對小物塊的作用力(　　) A．垂直于接觸面，做功為零 B．垂直于接觸面，做功不為零 C．不垂直于接觸面，做功為零 D．不垂直于接觸面，做功不為零 答案　B 解析　斜面對小物塊的作用力為支持力，該力垂直于接觸面，物塊初、末位置如圖，由圖可知，支持力與位移夾角大于90°，故支持力做負(fù)功，即斜面對物塊做負(fù)功，物塊對斜面做正功，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 2．將一可以視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的

2、鐵塊放在一長為L、質(zhì)量為M的長木板的最左端，整個(gè)裝置放在光滑的水平面上，現(xiàn)給鐵塊一水平向右的初速度，當(dāng)鐵塊運(yùn)動(dòng)到長木板的最右端時(shí)，長木板沿水平方向前進(jìn)的距離為x，如圖所示。已知鐵塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。摩擦力對鐵塊所做的功為________，摩擦力對長木板所做的功為________。 答案　－μmg(x＋L)　μmgx 解析　鐵塊受力情況如圖甲所示，摩擦力對鐵塊所做的功為W1＝－μmg(x＋L)，長木板受力情況如圖乙所示，摩擦力對長木板做的功為W2＝μmgx。 3.如圖所示，A為靜止在水平桌面上的物體，其右側(cè)固定著一個(gè)輕質(zhì)滑輪，跨過定滑輪的細(xì)繩的P端固定在

3、墻壁上，細(xì)繩的另一端Q用水平恒力F向右拉，物體向右滑動(dòng)l的過程中，力F對物體做多少功？(上、下兩段繩均保持水平) 答案　2Fl 解析　研究物體受力，將輕質(zhì)滑輪視為物體的一部分，則物體(包含滑輪)受到兩段繩的拉力，每段繩的拉力都為F，如圖所示，合力為2F。因而F對物體所做的功為W＝2Fl?；蜓芯坷K子的Q端，即力F的作用點(diǎn)，則可知物體向右發(fā)生位移l過程中，作用點(diǎn)Q的位移為2l，因而力F所做的功W＝2Fl。 易錯(cuò)點(diǎn)二　　　應(yīng)用P＝Fvcosα計(jì)算時(shí)沒有考慮角度α 4.如圖所示，光滑水平面上有一個(gè)固定的四分之一光滑圓弧軌道，一小球在水平恒力F作用下，沿著圓弧軌道從A點(diǎn)由靜止運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，

4、在此過程中F的瞬時(shí)功率變化情況是(　　) A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先增大再減小 D．先減小再增大 答案　C 解析　在A點(diǎn)，小球速度為零，根據(jù)P＝Fv可知F的功率為零；在B點(diǎn)，小球速度方向沿切線方向，與F垂直，則F的功率為零；中間運(yùn)動(dòng)過程中P＝Fvcosθ，可知F的功率不為零，所以F的瞬時(shí)功率先增大再減小，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。 易錯(cuò)點(diǎn)三　　　不能正確利用動(dòng)能定理求解變力做功 5.質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運(yùn)動(dòng)，起始點(diǎn)A與一輕彈簧O端相距s，如圖所示。已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體與彈簧相碰后，彈簧的最大壓縮量為x，則從開始碰撞到彈簧

5、被壓縮至最短，彈簧彈力對物體所做的功為(　　) A．μmg(s＋x)－mv B．μmgx－mv C．－μmgs D．－μmg(s＋x) 答案　A 解析　由動(dòng)能定理得W－μmg(s＋x)＝0－mv，故彈簧彈力對物體做功W＝μmg(s＋x)－mv，A正確。 6.(多選)如圖所示，木板長為l，板的B端靜放有質(zhì)量為m的小物體P，物體與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，開始時(shí)板水平，若緩慢轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度α的過程中，物體保持與板相對靜止，則這個(gè)過程中(　　) A．摩擦力對P做功為μmgcosαl(1－cosα) B．摩擦力對P做功為mgsinαl(1－cosα) C．支持力對P做功為m

6、glsinα D．板對P做功為mglsinα 答案　CD 解析　對P受力分析，受重力mg、支持力N及斜面給其的摩擦力f，因物體保持與木板相對靜止，則三力合力為零，受力分析如圖。因摩擦力與速度方向始終垂直，故摩擦力對P做功為零，A、B錯(cuò)誤；板對P的作用力為支持力N和摩擦力f，兩個(gè)力的合力與重力大小相等、方向相反，故板對P的作用力做功為mglsinα，D正確；根據(jù)動(dòng)能定理：WG＋WN＋Wf＝0，其中Wf＝0，WG＝－mglsinα，故WN＝mglsinα，C正確。 7.如圖所示，一輛汽車通過一根繩PQ跨過定滑輪提升井中質(zhì)量為m的物體，繩的P端拴在車后的掛鉤上，Q端拴在物體上。設(shè)繩的總長

7、不變，繩的質(zhì)量、定滑輪的質(zhì)量和尺寸、滑輪上的摩擦力都忽略不計(jì)。開始時(shí)，車在A處，左右兩側(cè)繩都已繃緊并且是豎直的，左側(cè)繩長為H。提升時(shí)車加速向左運(yùn)動(dòng)，沿水平方向從A經(jīng)過B駛向C，設(shè)A到B的距離也為H，車過B點(diǎn)時(shí)的速度為v0，求在車由A移到B的過程中，繩Q端的拉力對物體所做的功。 答案　mv＋(－1)mgH 解析　設(shè)繩Q端對物體做功為W。 由幾何關(guān)系得物體上升高度h＝(－1)H 所以物體重力做功WG＝－mgh＝－(－1)mgH 對物體應(yīng)用動(dòng)能定理W＋WG＝mv2－0 物體與車的速度關(guān)系為v＝v0cos45°＝v0 解得繩Q端的拉力對物體做的功 W＝mv＋(－1)mgH。

8、 重難點(diǎn)一　　　幾種常見力的做功特點(diǎn) 1．(多選)以下說法正確的是(　　) A．摩擦力可以對物體做正功 B．摩擦力可以使物體的速度發(fā)生變化，但對物體不做功 C．作用力與反作用力做功一定相等 D．一對平衡力做功之和為零 答案　ABD 解析　物體與傾斜的傳送帶一起勻速上升時(shí)，靜摩擦力對物體做正功，故A正確；物體在水平方向由靜摩擦力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜摩擦力使物體的速度發(fā)生變化，但對物體不做功，故B正確；作用力與反作用力大小相等，但是它們的作用點(diǎn)在各自的力的方向上的位移大小不一定相等，所以做的功也不一定相等，故C錯(cuò)誤；一對平衡力作用在一個(gè)物體上，其作用效果相互抵消，合力為零

9、，則其做功之和為零，故D正確。 2．關(guān)于兩物體間的作用力和反作用力的做功情況，下列說法正確的是(　　) A．作用力做功，反作用力一定做功 B．作用力做正功，反作用力一定做負(fù)功 C．作用力和反作用力可能都做負(fù)功 D．作用力和反作用力做的功一定大小相等，且兩者代數(shù)和為零 答案　C 解析　作用力和反作用力各自做功，沒有必然的聯(lián)系，這兩個(gè)力的大小雖然相等，但作用在兩個(gè)物體上，位移大小不一定相等，力與位移的夾角關(guān)系也不確定，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。 3．如圖所示，豎直向上拋出質(zhì)量為m的小球，小球上升的最大高度為h，上升和下降過程中，空氣阻力的大小均為F，則從拋出至回到出發(fā)點(diǎn)的過程中，重

10、力對小球做的功為多少？空氣阻力對小球做的功為多少？ 答案　0?。?Fh 解析　小球的位置沒有改變，所以重力做功為0。在上升過程中，空氣阻力方向向下，對小球做負(fù)功，W1＝Fhcos180°＝－Fh；在下降的過程中，空氣阻力方向向上，還是對小球做負(fù)功，W2＝Fhcos180°＝－Fh。所以空氣阻力對小球做的總功應(yīng)為它們的代數(shù)和，即W＝W1＋W2＝－2Fh。 重難點(diǎn)二　　　變力做功的計(jì)算 4．如圖所示，某個(gè)力F＝10 N作用在半徑為R＝1 m的轉(zhuǎn)盤的邊緣上，力F的大小保持不變，但方向保持在任何時(shí)刻均與作用點(diǎn)的切線一致，則轉(zhuǎn)動(dòng)一周這個(gè)力F做的總功為(　　) A．0 B．20π J

11、 C．10 J D．10π J 答案　B 解析　利用微元法求解拉力F所做的功，可將圓周分成無限多小段，對每一小段，可以認(rèn)為F與位移方向相同，而位移大小與對應(yīng)弧長相同，則力F的總功為力F在各小段所做功的代數(shù)和，即WF＝F·2πR＝20π J，故B正確。 5．用鐵錘把釘子釘入木板，設(shè)木板對釘子的阻力F與釘進(jìn)木板的深度成正比，已知鐵錘第一次將釘子釘進(jìn)d，如果鐵錘第二次敲釘子時(shí)對釘子做的功與第一次相同，那么，第二次釘子進(jìn)入木板的深度是(　　) A．(－1)d B．(－1)d C.d D.d 答案　B 解析　由動(dòng)能定理知，鐵錘每次敲釘子時(shí)鐵錘對釘子做的功等于木板對釘子的阻力對釘子

12、做的功，故兩次阻力F對釘子做的功相同，F(xiàn)與釘進(jìn)木板的深度x成正比，作出F-x圖像如圖，F(xiàn)-x圖像與x軸所圍成圖形的面積等于阻力所做的功，設(shè)圖線斜率為k，F(xiàn)0＝kd，F(xiàn)0′＝kd′，由題意得：dF0＝(F0＋F0′)·(d′－d)，得：d′＝d，第二次釘子進(jìn)入木板的深度：h＝d′－d＝(－1)d，B正確。 6．靜置于光滑水平面上坐標(biāo)原點(diǎn)處的小物塊，在水平拉力F的作用下，沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，拉力F隨物塊所在位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示，圖線為半圓。則小物塊運(yùn)動(dòng)到x0處時(shí)拉力F做的功為(　　) A．0 B.Fmx0 C.Fmx0 D.x 答案　C 解析　由于水平面光滑，所以

13、拉力F即為合外力，F(xiàn)隨物塊所在位置坐標(biāo)x的變化圖像與橫軸包圍的面積即為F做的功，即W＝F＝x＝Fmx0，C正確。 7．如圖所示，一輛拖車通過光滑定滑輪將一重力大小為G的物體勻速提升，當(dāng)拖車從A點(diǎn)水平移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，位移為s，繩子由豎直變?yōu)榕c豎直方向成θ角，不計(jì)繩重與摩擦，求此過程中拖車對繩子所做的功。 答案　G 解析　拖車對繩子做的功等于繩子對重物做的功。 以重物為研究對象，由于整個(gè)過程中重物勻速運(yùn)動(dòng)， 所以繩子的拉力大小FT＝G， 重物上升的距離等于滑輪右側(cè)后來的繩長OB減去開始時(shí)的繩長OA：l＝－＝ 所以繩子對重物做功W＝G·l＝G 所以拖車對繩子做的功為G。 重難點(diǎn)三

14、　　　瞬時(shí)功率與速度關(guān)系的應(yīng)用 8．粗糙水平面上的物體在水平拉力作用下運(yùn)動(dòng)的v -t圖像如圖所示，則關(guān)于水平拉力F的P-t圖像正確的是(　　) 答案　B 解析　由牛頓第二定律可知，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)，拉力F大于阻力且恒定，根據(jù)P＝Fv可知，P-t圖像是一條傾斜的直線；物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)，拉力F等于阻力，根據(jù)P＝Fv可知，P-t圖像是一條平行于時(shí)間軸的直線，大小比勻加速時(shí)的最大功率小；故B正確、A、C、D錯(cuò)誤。 9．把A、B兩相同小球在離地面同一高度處以相同大小的初速度v0分別沿水平方向和豎直方向拋出，不計(jì)空氣阻力，如圖所示，則下列說法正確的是(　　) A．兩

15、小球落地時(shí)速度相同 B．兩小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率相同 C．從開始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對兩小球做的功不同 D．從開始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對兩小球做功的平均功率PA＞PB 答案　D 解析　根據(jù)動(dòng)能定理得，mgh＝mv2－mv，重力做功相同，初動(dòng)能相同，則末動(dòng)能相同，可知落地的速度大小相等，但是方向不同，故A、C錯(cuò)誤；根據(jù)P＝mgvcosα知，落地的速度大小相等，但是A落地時(shí)的速度方向與重力之間有夾角，可知兩球落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率不同，故B錯(cuò)誤；從開始拋出到落地，重力做功相同，但是豎直上拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)P＝知，重力做功的平均功率不同，PA＞PB，故D正確。 10．如圖所示

16、，一輛質(zhì)量為2.0×103 kg的汽車在平直公路上行駛，若汽車行駛過程中所受阻力恒為f＝2.5×103 N，且保持功率為80 kW。求： (1)汽車在運(yùn)動(dòng)過程中所能達(dá)到的最大速度； (2)汽車的速度為5 m/s時(shí)的加速度； (3)汽車的加速度為0.75 m/s2時(shí)的速度。 答案　(1)32 m/s　(2)6.75 m/s2　(3)20 m/s 解析　(1)因汽車勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大， 由P＝Fvm、F＝f 解得：vm＝32 m/s。 (2)設(shè)v1＝5 m/s時(shí)牽引力為F1， 則P＝F1v1 F1－f＝ma 解得：a＝6.75 m/s2。 (3)設(shè)a2＝0.75 m

17、/s2時(shí)牽引力為F2， 則F2－f＝ma2 P＝F2v2 解得：v2＝20 m/s。 重難點(diǎn)四　　　動(dòng)能定理與機(jī)車啟動(dòng)問題綜合 11．一輛汽車的質(zhì)量為5×103 kg，該汽車從靜止開始以恒定的功率在平直公路上行駛，經(jīng)過40 s，前進(jìn)400 m速度達(dá)到最大值，如果汽車受的阻力始終為車重的0.05倍，問車的最大速度是多少？(取g＝10 m/s2) 答案　20 m/s 解析　設(shè)汽車的最大速度大小為v，則汽車的功率 P＝0.05mgv 由動(dòng)能定理得Pt－0.05mgs＝mv2 其中m＝5×103 kg，t＝40 s，s＝400 m 解得最大速度v＝20 m/s。 12．如圖，用

18、跨過光滑定滑輪的纜繩將海面上一艘失去動(dòng)力的小船沿直線拖向岸邊。已知拖動(dòng)纜繩的電動(dòng)機(jī)功率恒為P，小船的質(zhì)量為m，小船受到的阻力大小恒為f，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度大小為v0，小船從A點(diǎn)沿直線加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t，A、B兩點(diǎn)間距離為d，到B點(diǎn)繩與水平面成的角為θ角，纜繩質(zhì)量忽略不計(jì)。求： (1)小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的全過程阻力做的功Wf； (2)小船經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小v1； (3)小船經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)纜繩的速度大小v2。 答案　(1)－fd　(2) (3)cosθ 解析　(1)小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中阻力做功： Wf＝－fd。 (2)小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)牽引纜

19、繩對小船做功： W＝Pt 由動(dòng)能定理有：W＋Wf＝mv－mv 以上三式聯(lián)立解得：v1＝ 。 (3)小船運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，由運(yùn)動(dòng)的分解可知： v2＝v1cosθ＝ cosθ。 重難點(diǎn)五　　　整體法和隔離法與動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用 13.(多選)如圖所示，電梯總質(zhì)量為M，它的水平地板上放置一質(zhì)量為m的物體，電梯在鋼索的拉力作用下由靜止開始豎直向上加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)上升高度為h時(shí)，電梯的速度達(dá)到v，則在這段過程中，以下說法正確的是(　　) A．電梯地板對物體的支持力所做的功等于mv2 B．電梯地板對物體的支持力所做的功等于mv2＋mgh C．鋼索的拉力做的功等于Mv2＋Mgh D．鋼索的

20、拉力做的功大于Mv2＋Mgh 答案　BD 解析　由動(dòng)能定理知，對物體有：W地板－mgh＝mv2，得W地板＝mv2＋mgh，B正確；對電梯和物體整體有：W鋼索－Mgh－mgh＝Mv2＋mv2，W鋼索＝Mv2＋Mgh＋mgh＋mv2，顯然，鋼索的拉力做的功大于Mv2＋Mgh，D正確。 14.(多選)如圖所示，一塊長木板B放在光滑水平面上，B上放一粗糙物體A?，F(xiàn)以恒力F拉B，結(jié)果A將在B上滑動(dòng)，以地面為參考系，A、B都前移了一段距離，在此過程中(　　) A．F做的功等于A和B動(dòng)能的增量 B．B對A的摩擦力做的功，等于A的動(dòng)能的增量 C．A對B的摩擦力所做的功，與B對A的摩擦力所做的功

21、之和為零 D．F對B做的功與摩擦力對B所做的功之和等于B的動(dòng)能的增量 答案　BD 解析　A所受的合力即為B對A的摩擦力，由動(dòng)能定理可知B正確；A、B間有一對相互作用的摩擦力，盡管兩摩擦力大小相等，但A、B相對于地面的位移不相等，故兩個(gè)摩擦力做的功之和不為零，故C錯(cuò)誤；對B根據(jù)動(dòng)能定理有WF＋Wf＝ΔEkB，D正確；F做的功與兩摩擦力做功之和等于A和B動(dòng)能的增量，兩摩擦力做功之和不為零，故A錯(cuò)誤。 重難點(diǎn)六　　　動(dòng)能定理與圖像的綜合問題 15．(多選)如圖甲所示，質(zhì)量m＝2 kg的物體以100 J的初動(dòng)能在粗糙的水平地面上滑行，其動(dòng)能Ek隨位移x變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，則下列判斷正確

22、的是(　　) A．物體運(yùn)動(dòng)的總位移大小為10 m B．物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為10 m/s2 C．物體運(yùn)動(dòng)的初速度大小為10 m/s D．物體所受的摩擦力大小為10 N 答案　ACD 解析　由圖像可知，物體運(yùn)動(dòng)的總位移為10 m，根據(jù)動(dòng)能定理得，－Ffx＝0－Ek0，解得Ff＝＝ N＝10 N，故A、D正確；根據(jù)牛頓第二定律得，物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小a＝＝ m/s2＝5 m/s2，故B錯(cuò)誤；根據(jù)Ek0＝mv得v0＝＝ m/s＝10 m/s，故C正確。 16．(多選)質(zhì)量為1 kg的物體在粗糙的水平地面上受到一水平外力F的作用由靜止開始運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示，外力F和物體克服摩擦力f做的

23、功W與物體位移x的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10 m/s2。下列分析正確的是(　　) A．物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2 B．物體運(yùn)動(dòng)的位移為13 m C．前3 m運(yùn)動(dòng)過程中物體的加速度為3 m/s2 D．x＝9 m時(shí)，物體的速度為3 m/s 答案　ACD 解析　由Wf＝fx對應(yīng)圖乙可知，物體與地面之間的滑動(dòng)摩擦力f＝2 N，由f＝μmg可得μ＝0.2，A正確；由WF＝Fx對應(yīng)圖乙可知，前3 m內(nèi)，拉力F1＝5 N，3～9 m內(nèi)拉力F2＝2 N，物體在前3 m內(nèi)的加速度a1＝＝3 m/s2，C正確；由動(dòng)能定理得WF－fx＝mv2，可得x＝9 m時(shí)，物體的速度為v＝3 m

24、/s，D正確；物體的最大位移xm＝＝13.5 m，B錯(cuò)誤。 17．如圖甲所示，長為4 m的水平軌道AB與半徑為R＝0.6 m的豎直半圓弧軌道BC在B處相連接，有一質(zhì)量為1 kg的滑塊(大小不計(jì))，從A處由靜止開始受水平向右的力F作用，F(xiàn)的大小隨位移變化的關(guān)系如圖乙所示，滑塊與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.25，與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)未知，g取10 m/s2。 (1)求滑塊到達(dá)B處時(shí)的速度大??； (2)求滑塊在水平軌道AB上運(yùn)動(dòng)的前2 m過程所用的時(shí)間； (3)若到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去力F，滑塊沿半圓弧軌道內(nèi)側(cè)上滑，并恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C，則滑塊在半圓弧軌道上摩擦力做的功是多少？ 答案　(1)2 m/s　(2) s　(3)－5 J 解析　(1)對滑塊從A到B的過程，由動(dòng)能定理得 F1x1－F3x3－μmgx＝mv 即20×2 J－10×1 J－0.25×1×10×4 J＝×1×v 解得vB＝2 m/s。 (2)在前2 m內(nèi)，有F1－μmg＝ma，且x1＝at， 解得t1＝ s。 (3)當(dāng)滑塊恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí)，有：mg＝m。 對滑塊從B到C的過程，由動(dòng)能定理得 W－mg·2R＝mv－mv， 代入數(shù)值得W＝－5 J。 12