2019_2020学年高中物理课时作业14探究外力做功与物体动能变化的关系（含解析）粤教版必修2.docx

课时分层作业(十四)(时间：40分钟分值：100分)基础达标练一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1(多选)下列关于运动的某个物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是()A如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零B如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零 C如果合外力对物体所做的功不为零，则物体动能一定发生变化D如果合外力对物体所做的功为零，则物体动能一定发生变化AC合外力为零，根据功的决定因素知合外力一定不做功，A对合外力的功为零，可能是在合外力方向上没有发生位移，但合外力不一定为零，B错根据动能定理，合外力对物体做的功一定等于物体的动能变化，即合外力做功，物体的动能一定变化，合外力不做功，物体的动能一定不会发生变化，C对，D错2甲、乙两个物体的质量分别为m甲和m乙，并且m甲2m乙，它们与水平桌面的动摩擦因数相同，当它们以相同的初动能在桌面上滑动时，它们滑行的最大距离之比为()A11B21C12 D1C由动能定理得mgs0Ek0，即s，则s甲s乙m乙m甲12.3关于动能概念及公式WEk2Ek1的说法中正确的是()A若物体速度在变化，则动能一定在变化B速度大的物体，动能一定大CWEk2Ek1表示功可以变成能D动能的变化可以用合力做的功来量度D速度是矢量，而动能是标量，若物体速度只改变方向，不改变大小，则动能不变，A错；由Ekmv2知B错；动能定理WEk2Ek1表示动能的变化可用合力做的功来量度，但功和能是两个不同的概念，有着本质的区别，故C错，D对4有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是()A木块所受的合外力为零B因木块所受的力都不对其做功，所以合外力做的功为零C重力和摩擦力的合力做的功为零D重力和摩擦力的合力为零C木块做曲线运动，速度方向变化，加速度不为零，故合外力不为零，A错；速率不变，动能不变， 由动能定理知，合外力做的功为零，而支持力始终不做功，重力做正功，所以重力做的功与摩擦力做的功的代数和为零，但重力和摩擦力的合力不为零，C对，B、D错5(多选)物体沿直线运动的vt图象如图所示，已知在第1 s内合力对物体做功为W，则()A从第1 s末到第3 s末合力做功为4WB从第3 s末到第5 s末合力做功为2WC从第5 s末到第7 s末合力做功为WD从第3 s末到第4 s末合力做功为0.75WCD由题图可知物体速度变化情况，根据动能定理得第1 s内：Wmv，第1 s末到第3 s末：W1mvmv0，A错；第3 s末到第5 s末：W20mvW，B错；第5 s末到第7 s末：W3m(v0)20W，C对；第3 s末到第4 s末：W4mmv0.75W，D对6一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点小球在水平力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则力F所做的功为()Amglcos BFlsin Cmgl(lcos ) DFlcos C小球的运动过程是缓慢的，因而任一时刻都可看作是平衡状态，因此F的大小不断变大，F做的功是变力功小球上升过程只有重力mg和F这两个力做功，由动能定理得WFmgl(1cos )0.所以WFmgl(1cos )二、非选择题(14分)7在利用打点计时器“探究外力做功与动能变化的关系”实验中，如果纸带上前面几个点比较密集，不够清晰，可舍去前面的比较密集的点，在后面取一段打点较为清晰的纸带，同样可以验证，如图所示，取O点为起始点，各点的间距已量出并标在纸带上，所用交流电的频率为50 Hz，重物的质量为m.(g取9.8 m/s2)(1)打A点时，重物下落速度为vA_，重物动能EkA_.(2)打F点时，重物下落速度为vF_，重物动能EkF_.(3)打点计时器自打出A点开始到打出F点，重物重力做功为_ ，动能的增加量为_(4)根据纸带上提供的数据，在误差允许的范围内，重物从打点计时器打出A点到打出F点的过程中，得到的结论是_.解析(1)vA m/s1.30 m/sEkAmvm1.302 J0.85m J.(2)vF m/s 2.28 m/sEkFmvm2.282 J2.60m J.(3)WGmghAFm9.8(2.793.193.583.974.37)102 J1.75m J.EkEkFEkA2.60m J0.85m J1.75m J(4)因为在实验误差允许范围内WGEk，所以重力对物体做的功等于物体动能的变化答案(1)1.30 m/s0.85m J(2)2.28 m/s2.60m J(3)1.75m J1.75m J(4)在实验误差允许的范围内EkWG，即重力对物体做的功等于物体动能的变化能力提升练一、选择题(本题共4小题，每小题7分)1如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是()Amghmv2 B.mv2mghCmgh D(mghmv2)A由A到C的过程运用动能定理可得：mghW0mv2所以Wmghmv2，所以A正确2(多选)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到vmax后，立即关闭发动机直至静止，vt图象如图所示，设汽车的牵引力为F，受到的摩擦力为f，全程中牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则()AFf13 BW1W211CFf41 DW1W213BC对汽车运动的全过程，由动能定理得W1W2Ek0，所以W1W2，选项B正确，选项D错误；由图象知s1s214.由动能定理得Fs1fs20，所以Ff41，选项A错误，选项C正确3在篮球比赛中，某位同学获得罚球机会，他站在罚球线处用力将篮球投出，篮球约以1 m/s的速度撞击篮筐己知篮球质量约为0.6 kg，篮筐离地高度约为3 m，该同学身高约为1.5 m，忽略篮球受到的空气阻力，则该同学罚球时对篮球做的功最接近(g取10 m/s2)()A1 J B10 JC50 J D100 JB对整个过程运用动能定理得Wmghmv20，代入数据解得Wmghmv20.6101.5 J0.612 J9.3 J最接近10 J, 选项B正确4如图所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g.质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为()A.mgR B.mgRC.mgR D.mgRC质点经过Q点时，由重力和轨道支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得Nmgm，由题有N2mg，可得vQ，质点自P滑到Q的过程中，由动能定理得mgRWfmv，得克服摩擦力所做的功为WfmgR，选项C正确二、非选择题(本题共2小题，共22分)5(10分)质量为1 kg的重物自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为6 V、50 Hz的交流电源，如图所示，纸带上O点为重物自由下落时纸带打点的起点，选取的计数点A、B、C、D、E、F、G依次间隔一个点(图中未画出)，各计数点与O点之间的距离依次为31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，单位为mm.则：(1)求出B、C、D、E、F各点速度，并填入下表：计数点BCDEFv/(ms1)(2)求出物体下落时从O点到图中各点过程中重力所做的功，并填入下表：计数点BCDEFW/J(3)适当选择坐标轴，在图中作出物体重力做的功与物体速度之间的关系图象图中纵坐标表示_，横坐标表示_，由图可得重力所做的功与_成_关系解析(1)各点速度可由公式v求出vB m/s1.18 m/s同理vC1.57 m/s，vD1.96 m/s，vE2.35 m/s，vF2.74 m/s.(2)重力做的功由Wmgx求出WBmg19.870.6103 J0.69 J同理WC1.23 J，WD1.92 J，WE2.76 J，WF3.76 J.答案(1)1.181.571.962.352.74(2)0.691.231.922.763.76(3)如图所示重力做的功WG物体速度的平方v2物体速度的平方v2正比6(12分)如图所示，ABCD为一竖直平面内的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10 m，BC长1 m，AB和CD轨道光滑一质量为1 kg的物体，从A点以4 m/s的速度开始运动，经过BC后滑到高出C点10.3 m的D点速度为零求：(g取10 m/s2)(1)物体与BC轨道间的动摩擦因数；(2)物体第5次经过B点时的速度；(3)物体最后停止的位置(距B点多少米)解析(1)由动能定理得mg(hH)