第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系

物理必修2(粤教版) 第三节 探究外力做功与物体动能变化的关系来源:1关于运动物体所受的合外力、合外力做的功、物体的动能变化三者之间的关系，下列说法正确的是()A如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零B运动物体所受的合外力为零，物体的动能肯定不变C运动物体的动能保持不变，其合外力一定为零，则该物体一定处于平衡状态D运动物体所受合外力不为零，则该物体一定做变速运动，其动能一定要变化答案：B2一质量为2 kg的滑块，以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4 m/s，在这段时间里水平力所做的功为()A0 B8 J C16 J D32 J来源:解析：由动能定理可知，滑块在这段时间内动能没有变化，故水平力做的功为零答案：A32014年巴西世界杯内马尔用力将质量为0.4 kg的足球踢出，使球以20 m/s的速度飞出假定他踢球瞬间对球平均作用力是200 N ，球在水平方向运动了15 m停止那么他对球所做的功()A60 J B80 JC3 000 J D3 060 J解析：内马尔在踢球瞬间，对球做的功等于球瞬间获取的动能80 J.答案：B4材料相同的A、B两块滑块质量mAmB，在同一个粗糙的水平面上以相同的初速度运动，最后都静止，它们的滑行距离sA和sB的关系为()AsAsB BsAsBCsAsB D无法比较解析：物体在滑动只有摩擦力做功，根据动能定理得mgs0，解得sg，s与质量无关，C选项正确答案：C5如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时的动能分别为Ek1和Ek2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则()AEk1Ek2，W1W2BEk1Ek2，W1W2CEk1Ek2，W1W2DEk1Ek2，W1W2解析：设斜面的倾角为，斜面的底边长为x，则下滑过程中克服摩擦力做的功为Wmgcos mgx，所以两种情况下克服摩擦力做的功相等又由于B的高度比A低，所以由动能定理可知Ek1Ek2.故选B.答案：B6如图所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下，然后在水平面上前进至B点停下已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数都为，滑雪者(包括滑雪板)的质量为m.A、B两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段运动的过程中，克服摩擦力做的功()A大于mgLB等于mgLC小于mgLD以上三种情况都有可能解析：设斜面的倾角为，则滑雪者克服摩擦力做功为mgcos sACmgsCBmgL，B选项正确答案：B7物体沿直线运动的vt图象如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则下列结论错误的是()A从第1秒末到第3秒末合外力做功为0B从第3秒末到第5秒末合外力做功为2WC从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD从第3秒末到第4秒末合外力做功为0.75 W答案： B8物体与转台间的动摩擦因数为，与转轴间距离为R，m随转台由静止开始加速转动，当转速增加至某值时，m即将在转台上相对滑动，此时起转台做匀速转动，此过程中摩擦力对m做的功为()A0 B2mgRC2mgR D.mgR来源:解析：即将开始滑动时，最大静摩擦力(近似等于滑动摩擦力)提供向心力，mgm，此时物体m的动能为EkmgR，此过程中摩擦力为变力，应用动能定理求解，则m做的功为物体m的动能增量Ek，故答案为D.答案：D9物体在空中下落过程中，重力做正功，物体的动能越来越大，为了探究重力做功和物体动能变化的定量关系，我们提供了如图所示的实验装置(1)某同学根据所学的知识结合题图设计了一个本实验情境的命题，如图所示：测量质量为m的小球，在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门处发生的_，以及通过光电门时的_，探究重力做的功_与小球动能变化量_的定量关系(请在空格处填写物理量名称和对应符号，在空格处填写数学表达式)(2)某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数据：(取g10 m/s2)用天平测出小球的质量为0.50 kg；用游标卡尺测出小球的直径为10.00 mm；来源:用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为80.80 cm；电磁铁先通电，让小球吸在开始端；电磁铁断电时，小球自由下落；在小球经过光电门时，计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50103 s，由此可算出小球经过光电门时的速度为_m/s；来源:计算得出重力做的功为_J，小球动能变化量为_J(结果保留三位有效数字)(3)试根据(2)对本实验得出结论：_.解析：(1)首先明确实验原理：重力做的功等于物体增加的动能故测量小球下落的位移s和该位移s所对应的瞬时速度v，比较重力做的功Wmgs和动能的增加量Ekmv2的关系即可验证命题的正确性(2)小球经过光电门的速度可以用小球通过光电门这段很