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1、高中物理 7-1 追尋守恒量—能量 功課后鞏固提高訓(xùn)練 新人教版必修2
一、單項(xiàng)選擇題(每小題8分,共48分。)
1.在伽利略實(shí)驗(yàn)中,小球從斜面A上離斜面底端為h高處滾下斜面,通過(guò)最低點(diǎn)后繼續(xù)滾上另一個(gè)斜面B,小球最后會(huì)在斜面B上某點(diǎn)停下來(lái)而后又下滑,這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度仍為h.在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,下面的敘述正確的是( )
①小球在A斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),離斜面底端的豎直高度越來(lái)越小,小球的運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越大;
②小球在A斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能越來(lái)越小,勢(shì)能越來(lái)越大;
③小球在B斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),速度越來(lái)越大,離斜面底端的高度越來(lái)越??;
④小球在B斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能越來(lái)越小,勢(shì)能越來(lái)越大
A.
2、①② B.②③
C.①④ D.③④
2.關(guān)于做功,下列說(shuō)法正確的是( )
A.靜摩擦力總是不做功
B.滑動(dòng)摩擦力總是做負(fù)功
C.力對(duì)物體不做功,物體一定靜止
D.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,若受力的方向總是垂直于速度的方向,則此力不做功
3.一個(gè)25 kg的小孩從高度為3.0 m的滑梯頂端由靜止開(kāi)始滑下,滑到底端時(shí)的速度為2.0 m/s,取g=10 m/s2,關(guān)于力對(duì)小孩做的功,以下結(jié)果正確的是( )
A.合外力做功50 J
B.阻力做功500 J
C.重力做功500 J
D.支持力做功50 J
4. 伽利略曾設(shè)計(jì)如圖所示的一個(gè)實(shí)驗(yàn),將擺球拉至M點(diǎn)放開(kāi),擺球
3、會(huì)達(dá)到同一水平高度上的N點(diǎn).如果在E或F處釘上釘子,擺球?qū)⒀夭煌膱A弧達(dá)到同一高度的對(duì)應(yīng)點(diǎn);反過(guò)來(lái),如果讓擺球從這些點(diǎn)下落,它同樣會(huì)達(dá)到原水平高度上的M點(diǎn).這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明,物體由靜止開(kāi)始沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑時(shí),其末速度的大小( )
A. 只與斜面的傾角有關(guān)
B. 只與斜面的長(zhǎng)度有關(guān)
C. 只與下滑的高度有關(guān)
D. 只與物體的質(zhì)量有關(guān)
5.如圖所示,均勻長(zhǎng)木板長(zhǎng)l=40 cm,放在水平桌面上,它的右端與桌邊相齊,木板質(zhì)量為m=2 kg,與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.今用水平推力F將其勻速推下桌子,則水平推力做功為(g取10 m/s2)( )
A.0.8
4、J B.1.6 J
C.8 J D.4 J
6.如圖所示,線拴著小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓的半徑是1 m,球的質(zhì)量是0.1 kg,線速度v=1 m/s,小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)恰好是半圓周.那么在這段運(yùn)動(dòng)中線的拉力做的功是( )
A.0 B.0.1 J
C.0.314 J D.無(wú)法確定
二、非選擇題(共52分)
7.
(9分)如圖所示,沿斜面下滑的物體,所受到的三個(gè)力中做正功的力是________,做負(fù)功的力是________,不做功的力是________.
8.
(10分)如圖所示,質(zhì)量分別為m、M的A、B兩木塊疊放在光滑的水平桌
5、面上,A與B的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,用一水平拉力F作用于B,使A和B保持相對(duì)靜止向右運(yùn)動(dòng)的位移為s,則這個(gè)過(guò)程中F做的功為_(kāi)_________,摩擦力對(duì)A做的功為_(kāi)_______.
答案
1.C 斜面A上物體的重力勢(shì)能向物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化,而在斜面B上物體的動(dòng)能向物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化,總能量保持不變.
2.D 靜摩擦力可以做正功也可以做負(fù)功,也可以不做功.如果一物體隨傳送帶向前做勻加速運(yùn)動(dòng),那么此時(shí)摩擦力就對(duì)物體做正功;隨傳送帶減速運(yùn)動(dòng),則靜摩擦力就對(duì)該物體做負(fù)功;如果一個(gè)物體靜止在斜面上,那么這個(gè)物體所受的靜摩擦力就對(duì)物體不做功,故A選項(xiàng)是不正確的;同理,如果一個(gè)物體在皮帶上向前加速運(yùn)動(dòng),但速
6、度小于皮帶的速度,則物體相對(duì)皮帶向后滑動(dòng),此時(shí)物體所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,而摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向一致,此時(shí)滑動(dòng)摩擦力卻對(duì)物體做正功,故B選項(xiàng)不正確;勻速運(yùn)動(dòng)的物體合外力對(duì)物體不做功,但物體是運(yùn)動(dòng)的,所以C選項(xiàng)不正確.無(wú)論是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力,都可以做正功、做負(fù)功、不做功.必須克服“摩擦力就是阻力”的思維定勢(shì).
3.A 本題重點(diǎn)考查的是對(duì)功的正確理解.由于小孩的高度下降了3 m,則重力對(duì)小孩所做的功為WG=mgh=25×10×3 J=750 J,則C錯(cuò)誤;小孩滑到底端時(shí)的動(dòng)能為Ek=mv2=×25×22 J=50 J,由動(dòng)能定理可知,合力做的功等于小孩動(dòng)能的增量,因此合外力做的功為5
7、0 J,由于小孩的重力做正功,阻力做負(fù)功,支持力與小孩的運(yùn)動(dòng)始終是垂直的關(guān)系,則支持力不做功,則由動(dòng)能定理W合=WG-Wf=Ek-0,代入數(shù)據(jù)可得Wf=700 J.則A正確B錯(cuò)誤.
4.C 由機(jī)械能守恒定律:mgh=mv2,
可知:v=,故C正確.
5.A 只要將木板的重心推離桌面,木板就會(huì)掉下桌面,由滑動(dòng)摩擦力公式得f=μN(yùn)=μmg=0.2×2×10 N=4 N,W=F·s=4×0.2 J=0.8 J,A正確.
明確木板離開(kāi)桌面的臨界條件,準(zhǔn)確利用功的公式求解.
6.A 物體所做的運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng),物體受到線的拉力為變力,但由于線的拉力方向始終垂直于物體的速度方向,所以線的拉力對(duì)物體
8、所做的功為零.
7.重力 摩擦力 支持力
解析:重力方向與位移方向夾角小于90°,所以重力做正功;摩擦力與位移方向夾角大于90°,所以摩擦力做負(fù)功;支持力方向與位移方向夾角為90°,所以支持力不做功.
8.Fs
解析:力F做功可直接由公式求得;分別對(duì)整體和A受力分析,再由牛頓第二定律方程F=(M+m)a,① f=ma,② 再由W=Flcosα,③ 解得摩擦力對(duì)A做功為.
9.(10分)質(zhì)量為m的滑塊,以一定初速度沿傾角為θ的斜面上滑L后,又沿原路返回,設(shè)滑塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則滑塊從開(kāi)始上滑到滑回原點(diǎn)過(guò)程中,克服摩擦力所做的功為多少?重力做的功又為多少?
9、
10.(11分)如圖所示,滑輪和繩的質(zhì)量及摩擦不計(jì),用力F提升質(zhì)量m=10 kg、原來(lái)靜止的物體,以大小為a=2 m/s2的加速度勻加速上升,求前3 s內(nèi)力F做的功.
11.(12分)質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板放在光滑水平面上,一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A滑至B點(diǎn)在木板上前進(jìn)了L,而木板前進(jìn)s,如圖所示,若滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,求滑動(dòng)摩擦力對(duì)滑塊、對(duì)木板做功各為多少?
答案
9.2μmgLcosθ 0
解析:對(duì)滑塊受力分析,共受三個(gè)力.其中支持力由于和位移方向始終垂直,所以支持力不做功;根據(jù)牛頓第二定律:上滑過(guò)程中摩擦力為μmgcosθ,下滑過(guò)程摩
10、擦力也為μmgcosθ,無(wú)論上滑還是下滑摩擦力均做負(fù)功,所以全過(guò)程摩擦力做功為-2μmgLcosθ.因克服摩擦力做功取正值,重力在上升過(guò)程和下滑過(guò)程做的功互為相反值.所以重力全過(guò)程做功為零.
10.1 080 J
解析:根據(jù)牛頓第二定律,對(duì)于m物體有T-mg=ma所以T=m(g+a)=10×(10+2) N=120 N,則F==60 N(請(qǐng)思考為什么?)
物體在前3 s內(nèi)的位移為x=at2=×2×32 m=9 m從而W=F·2x=60×2×9 J=1 080 J.
11.-μmg(s+L) μmgs
解析:滑塊m受力情況如圖甲所示,摩擦力對(duì)滑塊所做的功為:
W1=-μmg(s+L)
木板受力情況如圖乙所示,摩擦力對(duì)木板做功為:W2=μmgs.