鲁科版 (2019)必修 第二册第1章 功和机械能本章综合与测试巩固练习

这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第1章 功和机械能本章综合与测试巩固练习，共7页。

班级： 姓名： 学号：


【作答说明】


1、作业内容中第一部分基础达标为“必做题”，所有同学必需独立完成。


2、第二部分能力提升为“选做题”，合格考同学选做，等级考同学必做。





【作业内容】


第一部分 基础达标（必做题）


1.(多选)如图所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面向右移动了距离s，若物体的质量为m，物体与地面之间的摩擦力大小为Ff，则在此过程中( )


A.摩擦力做的功为－Ff s


B.力F做的功为Fscs θ


C.合力F合做的功为Fssin θ－Ff s


D.重力做的功为mgs


【解析】A、物体与地面之间的摩擦力大小为f，物体的位移的大小为s，由功的公式可得W=-fs，所以A错误．


B、力F与竖直方向成θ角，所以在水平方向的分力为Fsinθ，所以F做的功为Fs•sinθ，所以B错误．


C、合力做功W=Fs•sinθ-fs；故C正确；


D、重力在竖直方向上，物体在竖直方向的位移是零，所以重力的功为零，所以D错误．


【答案】C．


2.以一定速度竖直上抛一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为f，则从抛出至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为( )


A.0 B.－f h


C.－2f h D.－4f h


【解析】上升过程：空气阻力对小球做功W 1 =-fh


下落过程：空气阻力对小球做功W 2 =-fh


则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为W=W 1 +W 2 =-2fh


【答案】故选C．


3.如图所示，木块静止在光滑的水平面上，一子弹沿水平方向射入木块并留在其中。在此过程中，子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块对子弹的阻力大小为F。则木块对子弹的阻力做的功和子弹对木块的作用力做的功为（ ）


A．木块动能的增加量为fL


B．子弹动能的减少量为f（L+d）


C．系统机械能的减少量为fd


D．系统机械能的减少量为f（L+d）


【解析】


A、子弹对木块的作用力大小为f，木块相对于地的位移为L，则子弹对木块做功为fL，根据动能定理得知，木块动能的增加量等于子弹对木块做的功，即为fL．故A正确．


B、木块对子弹的阻力做功为-f（L+d），根据动能定理得知：子弹动能的减少量等于子弹克服阻力做功，大小为f（L+d）．故B正确．


C、D子弹相对于木块的位移大小为d，则系统克服阻力做功为fd，根据功能关系可知，系统机械能的减少量为fd．故C正确，D错误．


【答案】


故选ABC


4.某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1和k2倍，匀速行驶的速率分别为v1和v2，则( )


A.v2＝k1v1 B.v2＝eq \f(k1,k2)v1


C.v2＝eq \f(k2,k1)v1 D.v2＝k2v1


【解析】


设汽车的功率为P，质量为m，则有：P=K1mgV1=K2mgV2


【答案】B





5.质量为5 t的汽车，在水平路面上以加速度a＝2 m/s2启动，所受阻力为1.0×103 N，汽车启动后第1 s末的瞬时功率是( )


A.2 kW B.22 kW


C.1.1 kW D.20 kW


【解析】


设汽车的牵引力为F，根据牛顿第二定律F-Ff=ma，


F=Ff+ma=1.0×103 N+5×103×2 N=1.1×104 N


汽车启动后第1 s末发动机的瞬时功率


P=Fv=Fat=1.1×104×2×1 W=2.2×104 W=22 kW.


【答案】


B正确.





6.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.木块所受的合力为零


B.因木块所受的力对其都不做功，所以合力做的功为零


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


【解析】


木块的运动速率保持bai不变，则木块做匀速圆周运动；A、木du块做匀速圆周运动，合外力提供向心da力，合外力不为零，故A错误；B、在下滑过程中，重力做正功，摩擦力做负功，故BC错误；D、木块做匀速圆周运动，速度大小不变，则动能不变，根据动能定理可知，合外力对木块做功为零，故D正确；


【答案】


故选：D．


7.某人把质量为0.1 kg的一块小石头，从距地面为5 m的高处以60°角斜向上抛出，抛出时的初速度大小为10 m/s，则当石头着地时，其速度大小约为(g取10 m/s2，不计空气阻力)( )


A.14 m/s B.12 m/s


C.28 m/s D.20 m/s


【解析】


小石头抛出以后当达到相同高度以后,重力做功为零(mg*0)


此后小石头以斜向下60度角下坠5米高


只有重力做功,利用动能有


mgh+1/2mv02=1/2mvt2


石头落地速度vt=√2gh+v02=√200=14.12m/s


【答案】A





8.某人用手将1 kg的物体由静止向上提起1 m，这时物体的速度为2 m/s(g取10 m/s2)，则下列说法正确的是( )


A.手对物体做功12 J


B.合力做功2 J


C.合力做功12 J


D.物体克服重力做功10 J


【解析】


上升过程物体受手的作用力和重力两个力作用，由动能定理得W－mgh＝mv2，所以W＝mv2＋mgh＝12 J，A正确


重力做功-10J，D正确


【答案】AD





9.下列实例中的运动物体，机械能守恒的是(均不计空气阻力)( )


A.被起重机吊起的货物正在加速上升


B.物体水平抛出去


C.物体沿粗糙斜面匀速下滑


D.一个轻质弹簧上端固定，下端系一重物，重物沿竖直方向做上下振动


【解析】


A、起重机吊起而正做匀加速上升的货物，起重机对物体做正功，机械能增加，故A错误B、平抛运动只受重力，机械能守恒，故B正确C、沿着粗糙斜面（斜面固定不动）减速下滑的物体，摩擦力做负功，机械能减少，故不守恒，故C错误；D、轻质弹簧上端悬挂，重物系在弹簧的下端做上、下振动，振动过程中，只有重力和系统内弹力做功，系统机械能守恒，但物体机械能不守恒，故D错误


【答案】


故选B





10(多选)如图所示，弹簧固定在地面上，一小球从它的正上方A处自由下落，到达B处开始与弹簧接触，到达C处速度为0，不计空气阻力，则在小球从B到C的过程中( )


A.弹簧的弹性势能不断增大


B.弹簧的弹性势能不断减小


C.小球和弹簧组成的系统机械能不断减小


D.小球和弹簧组成的系统机械能保持不变


【解析】


小球在从B运动到C的过程中，动能先增大后减小，当弹力等于重力时，小球速度最大，运动到C点时，弹簧形变量最大，弹性势能最大，选项A正确；以系统为研究对象，除了重力没有其他外力做功，因此系统机械能守恒，选项D正确；


【答案】


故选AD





11.如图所示，质量m＝70 kg的运动员以10 m/s的速度，从高h＝10 m的滑雪场A点沿斜坡自由滑下，以最低点B为零势能面，一切阻力可忽略不计。(取g＝10 m/s2)求运动员：


(1)在A点时的机械能；


(2)到达最低点B时的速度大小；


(3)能到达的最大高度。


【答案】





根据机械能守恒，A到B机械能，故


，故


第二部分能力提升（选做题）


1. （判断能量的变化）如图所示，某人以力F将物体沿斜面向下拉，拉力大小等于摩擦力，则下列说法正确的是( )


A.物体做匀速运动


B.合力对物体做功等于零


C.物体的机械能保持不变


D.物体机械能减小


【解析】


A、对物体受力分析，受重力、拉力、摩擦力和支持力，拉力和摩擦力平衡，故物体加速下滑，故A错误；B、合力沿着斜面向下，做正功，故B错误；C、D、拉力和摩擦力平衡，做的功之和为零，支持力不做功，故总功等于重力的功，故机械能总量保持不变，故C正确，D错误；


【答案】


故选C．


2.（系统机械能守恒）如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P连接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，右端接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。开始时托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度。下列有关该过程的分析正确的是( )


A.B物体的机械能一直减小


B.B物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和


C.B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量


D.细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量【解析】


物体B所受绳子的拉力做负功，机械能减小，A对；对B物体应用动能定理可知合外力做功等于动能的变化量，故B对；整个系统只有弹力和重力做功，因此系统的机械能守恒，B物体机械能的减小量等于弹簧弹性势能的增量和物体A动能的增量，C错；以A和弹簧为研究对象进行受力分析，除了重力和弹力以外其他力做功等于系统机械能的变化，由此可知D对；【答案】


故选ABD


3.物块A的质量为m＝2 kg，物块与坡道间的动摩擦因数为μ＝0.6，水平面光滑。坡道顶端距水平面高度为h＝1 m，倾角为θ＝37°。物块从坡道进入水平滑道时，在底端O点处无机械能损失，将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点，如图9所示。物块A从坡顶由静止滑下，重力加速度为g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，求：


(1)物块滑到O点时的速度大小；


(2)弹簧为最大压缩量时的弹性势能；


(3)物块A被弹回到坡道后上升的最大高度。








【解析】（1）在由A滑到O点的过程中，重力做正功，摩擦力做负功，由动能定理得：mgh-mv2


解得：v==


（2）物块压缩弹簧后，物块和弹簧组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律可得：


mv2=


（3）物块滑回到O点时与刚滑到O点时速度大小相等，从坡底到坡顶，由动能定理得：


--mgmv2


代入数据得：


【答案】（1）物块滑到O点时的速度大小为2m/s


（2）弹簧为最大压缩量时的弹性势能4J


（3）物块A被弹回到坡道上升的最大高度