鲁科版高中物理必修第二册第1章功和机械能复习提升练含答案

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第1章　功和机械能本章复习提升易混易错练易错点1　混淆“相对位移”与“对地位移”1.(2022江西赣州赣县第三中学月考)如图所示,小物块位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上。从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力 (　　)A.垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零C.不垂直于接触面,做功不为零D.不垂直于接触面,做功为零2.(多选题)(2022河北邯郸一中期中)如图所示,质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上,使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力大小为Ff,小物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离为x,在这个过程中,以下结论正确的是 (　　)A.小物块到达小车最右端时具有的动能为F(L+x)B.小物块到达小车最右端时,小车具有的动能为FfxC.摩擦力对小物块所做的功为-Ff(L+x)D.小物块在小车上滑行过程中,系统产生的内能为FfL易错点2　混淆平均功率与瞬时功率3.如图所示,质量为m=2 kg的木块在倾角θ=37°的斜面上由静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,斜面足够长,则前2 s内重力的平均功率和2 s末的瞬时功率分别为　 (　　)A.48 W　24 W　　　　　　　　B.24 W　48 WC.24 W　12 W　　　　　　　　D.12 W　24 W易错点3　不能准确应用公式P=Fv解决实际问题4.京沪杭高铁综合试验运行最高速度达到486.1 km/h,刷新了世界纪录,铁路提速再次引起世人的关注。铁路提速要解决许多具体的技术问题,其中提高火车牵引力功率是一个重要问题,假设匀速行驶时,火车所受阻力与速度的平方成正比,那么当火车分别以150 km/h和50 km/h的速率在水平轨道上匀速行驶时,火车的牵引力功率之比为 (　　)A.3∶1　　　　B.9∶1　　　　C.27∶1　　　　D.81∶15.汽车以速率v1沿一斜坡向上匀速行驶,若保持发动机功率不变,汽车沿此斜坡向下匀速行驶的速率为v2,则汽车以同样大小的功率在水平路面上行驶时的最大速率为(设三种情况下汽车所受的阻力相同) (　　)A.v1v2　　　　　　　　B.12(v1+v2)C.2v1v2v1+v2　　　　　　　　D.v1v2v1+v26.(多选题)质量为m的汽车由静止开始以加速度a做匀加速运动,经过时间t,汽车达到额定功率,则下列说法正确的是 (　　)A.at为汽车额定功率下的速度最大值B.at不是汽车额定功率下的速度最大值C.汽车的额定功率是ma2tD.根据题中所给条件求不出汽车的额定功率思想方法练一、微元法方法概述　　所谓“微元法”是指将研究对象分割成若干微小单元,或从研究对象上选取某一“微元”加以分析,从而可以化曲为直,使变量、难以确定的量转化为常量、容易确定的量。微元法在中学物理中的应用大致可分为两类:一是将不能简化为“质点”的物体分解成无数的质点;二是在非均匀变化过程中取极小的一段过程(微元化),此过程内可视为均匀变化,然后进行累积求和。1.如图所示,一质量为m=1.0 kg的物体从半径为R=5.0 m的圆弧的A端,在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到B端(圆弧AB在竖直平面内)。拉力F大小不变,始终为15 N,方向始终与物体在该点的切线成37°角。圆弧所对应的圆心角为60°,BO边为竖直方向。求这一过程中拉力F做的功。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,π=3.14)二、转换法方法概述　　转换思想在物理学科中的应用很广,通常在遇到陌生情境、难以测量或计算的物理量时,要考虑能否将其转换为熟悉情境、容易测量或计算的物理量。2.如图所示,固定的光滑竖直杆上套着一个滑块,用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮,以大小恒定的拉力F拉绳,使滑块从A点起由静止开始上升。若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1和W2,图中AB=BC,则 (　　)A.W1>W2B.W1ΔlBC,故W1>W2,A正确。3.答案　50 J解析　绳对物体的拉力虽然大小不变,但方向不断变化,所以不能直接根据W=Fl cos α求绳的拉力对物体做的功。由于不计绳与滑轮的质量及摩擦,所以恒力F做的功和绳对物体的拉力做的功相等。本题可以通过求恒力F所做的功求出绳对物体的拉力所做的功。由于恒力F作用在绳的端点,故需先求出绳的端点的位移l,再求恒力F做的功。由几何关系知,绳的端点的位移为l=ℎsin30°-ℎsin37°=13h=0.5 m在物体从A移到B的过程中,恒力F做的功为W=Fl=100×0.5 J=50 J。故绳的拉力对物体所做的功为50 J。方法点津　作用在物体上的作用力对物体来说是个变力(大小不变,方向改变),但该变力做的功和某一恒力做的功相等,则可以用求得的恒力做的功来作为变力做的功。4.ACD　从把连接两筒的阀门打开到两筒水面高度相等的过程中,大气压力对左筒水柱做正功,对右筒水柱做负功,抵消为零。水柱的机械能守恒,重力做功等于重力势能的减少量,等于水柱增加的动能,整个过程可等效于把左筒高ℎ1−ℎ22的水柱移至右筒,重心下降ℎ1−ℎ22,重力做正功,WG=ℎ1−ℎ22ρgSℎ1−ℎ22=14ρgS(h1-h2)2,故A、C、D正确。5.答案　(1)守恒　理由见解析　(2)gL(L2−a2)sinα解析　(1)链条在下滑过程中机械能守恒,因为斜面BC和水平面AB均光滑,链条下滑时只有重力做功,符合机械能守恒的条件。(2)设链条质量为m,可以认为始、末状态的重力势能变化是由L-a段下降引起的。高度减少量h=a+L−a2 sin α=L+a2 sin α该部分的质量为m'=mL(L-a)由机械能守恒定律可得:mL(L-a)gh=12mv2解得:v=gL(L2−a2)sinα。方法点津　对于“链条”“液柱”类的物体,其在运动过程中将发生形变,其重心位置相对物体也发生变化,因此这类物体不能再看作质点来处理,但因只有重力做功,物体整体机械能守恒,一般情况下可将物体分段处理,确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置,根据初、末状态,确定物体重力势能的变化,列式求解。6.CD　由v-t图像特点可知甲图是汽车以恒定功率启动,乙图是以恒定加速度启动,A错。甲图中t1、t2时刻功率相等,B错。乙图中t1'时刻功率达到额定功率,C对。由vm=PmF=Pmf可知,甲、乙两种情况下,最大速度相等,D对。方法点津　“数形结合”就是在物理模型的图形上标出已知量和未知量。特别是对多过程问题,由于过程复杂,物理量又多,采用“数形结合标点标量”,能使物理过程非常清晰,使已知量和未知量非常明确,使物体的受力和运动的关系非常明朗,从而简单地寻找出物理规律和公式,解决实际问题。1.B2.BCD3.B4.C5.C6.BD2.A4.ACD6.CD