高中物理人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律4 机械能守恒定律优秀习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律4 机械能守恒定律优秀习题，共8页。试卷主要包含了 75 J等内容，欢迎下载使用。
动能定理的简单应用同步练习


（答题时间：30分钟）


1. 两个物体A、B的质量之比为mA∶mB＝2∶1，二者初动能相同，它们和水平桌面间的动摩擦因数相同，则二者在桌面上滑行到停止经过的距离之比为（ ）


A. xA∶xB＝2∶1 B. xA∶xB＝1∶2


C. xA∶xB＝4∶1 D. xA∶xB＝1∶4


2. 如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点的高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）





A. 运动员踢球时对足球做功mv2


B. 足球上升过程重力做功mgh


C. 运动员踢球时对足球做功mv2＋mgh


D. 足球上升过程克服重力做功mv2＋mgh


3. 质量为m的汽车在平直公路上行驶，发动机的功率P和汽车受到的阻力Ff均恒定不变，在时间t内，汽车的速度由v0增大到最大速度vm，汽车前进的距离为s，则此段时间内发动机所做的功W可表示为（ ）


A. W＝Pt


B. W＝Ffs


C. W＝mvm2＋mv02＋Ffs


D. W＝mvm2＋Ffs


4. 木块在水平恒力F的作用下，沿水平路面由静止出发前进了l，随即撤去此恒力，木块沿原方向又前进了2l才停下来，设木块运动全过程中地面情况相同，则摩擦力的大小Ff和木块所获得的最大动能Ek分别为（ ）


A. Ff＝ Ek＝ B. Ff＝ Ek＝Fl


C. Ff＝ Ek＝D. Ff＝F Ek＝


5. 如图所示，竖直平面内的一半径R＝0. 5 m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，质量m＝0. 1 kg的小球（可看作质点）从B点正上方H＝0. 75 m高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出，不计空气阻力，（取g＝10 m/s2）求：





（1）小球经过B点时的动能；


（2）小球经过最低点C时的速度大小vC；


（3）小球经过最低点C时对轨道的压力大小。


6. 如图所示，质量m＝10 kg的物体放在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0. 4，g取10 m/s2，今用F＝50 N的水平恒力作用于物体上，使物体由静止开始做匀加速直线运动，经时间t＝8 s后，撤去F，求：





（1）力F所做的功；


（2）8 s末物体的动能；


（3）物体从开始运动直到最终静止的过程中克服摩擦力所做的功。








动能定理的简单应用同步练习参考答案





1. 答案：B


解析：物体滑行过程中只有摩擦力做功，根据动能定理，对A：－μmAgxA＝0－Ek；对B：－μmBgxB＝0－Ek。故＝＝，B对。


2. 答案：C


解析：足球上升过程中足球重力做负功，WG＝－mgh，B、D错误；从运动员踢球至上升至最高点的过程中，W－mgh＝mv2，故运动员踢球时对足球做的功W＝mv2＋mgh，C项正确。


3. 答案：A


解析：由题意知，发动机功率不变，故t时间内发动机做功W＝Pt，所以A正确；车做加速运动，故牵引力大于阻力Ff，故B错误；根据动能定理W－Ffs＝mvm2－mv02，得W＝mvm2－mv02＋Ffs，所以C、D错误。


4. 答案：C


解析：全过程：Fl－Ff·3l＝0得：Ff＝；加速过程：Fl－Ffl＝Ekm－0，得Ekm＝Fl，C正确。


5. 答案：（1）0. 75 J （2）5 m/s （3）6 N


解析：（1）小球从A点到B点，根据动能定理有：


mgH＝Ek


代入数据得：Ek＝0. 75 J。


（2）小球从A点到C点，由动能定理有：


mg（H＋R）＝mvC2代入数据得vC＝5 m/s。


（3）小球在C点，受到的支持力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律有：FN－


mg＝，代入数据解得FN＝6 N


由牛顿第三定律有：小球对轨道的压力 FN′＝6 N。


6. 答案：（1）1 600 J （2）320 J （3）1 600 J


解析：（1）在运动过程中，物体所受到的滑动摩擦力为Ff＝μmg＝0. 4×10×10 N＝40 N，


由牛顿第二定律可得物体加速运动的加速度


a＝＝m/s2＝1 m/s2，


由运动学公式可得在8 s内物体的位移为


l＝at2＝×1×82 m＝32 m，


所以力F做的功为


WF＝Fl＝50×32 J＝1 600 J。


（2）设在8 s末物体的动能为Ek，由动能定理可得


Fl－Ffl＝mv2－0＝Ek，


所以Ek＝（1 600－40×32） J＝320 J。


（3）对整个过程利用动能定理有，


WF＋Wf＝0－0，


所以Wf＝－1 600 J，


即物体从开始运动到最终静止的过程中克服摩擦力所做的功为1 600 J。





利用动能定理求变力做功同步练习


（答题时间：30分钟）





1. 某运动员臂长为L，将质量为m的铅球推出，铅球出手的速度大小为v0、方向与水平方向成30°角，则该运动员对铅球所做的功是（ ）


A. m


B. mgL＋mv


C. mv


D. mgL＋mv


2. （多选）如图所示，光滑水平地面上固定一带滑轮的竖直杆，用轻绳系着小滑块绕过滑轮，用恒力F1水平向左拉滑块的同时，用恒力F2拉绳，使滑块从A点起由静止开始向右运动，B和C是A点右方的两点，且AB＝BC，则以下说法正确的是（ ）





A. 从A点至B点F2做的功大于从B点至C点F2做的功


B. 从A点至B点F2做的功小于从B点至C点F2做的功


C. 从A点至C点F2做的功可能等于滑块克服F1做的功


D. 从A点至C点F2做的功一定大于滑块克服F1做的功


3. 如图所示，半径为R的光滑半球固定在水平面上，现用一个方向与球面始终相切的拉力F把质量为m的小物体（可看做质点）沿球面从A点缓慢地移动到最高点B，在此过程中，拉力做的功为（ ）





A. πFR


B. πmgR


C. mgR


D. mgR


4. 一个人站在距地面20 m的高处，将质量为0. 2 kg的石块以v0＝12 m/s的速度斜向上抛出，石块的初速度方向与水平方向之间的夹角为30°，g取10 m/s2，求：


（1）人抛石块过程中对石块做了多少功？


（2）若不计空气阻力，石块落地时的速度大小是多少？


（3）若落地时的速度大小为22 m/s，石块在空中运动过程中克服阻力做了多少功？


5. 如图所示，物体沿一曲面从A点无初速下滑，当滑至曲面的最低点B时，下滑的竖直高度h＝5 m，此时物体的速度v＝6 m/s。若物体的质量m＝1 kg，g＝10 m/s2，求物体在下滑过程中克服阻力所做的功。











利用动能定理求变力做功同步练习参考答案





1.【答案】A


【解析】设运动员对铅球做的功为W，由动能定理W－mgLsin 30°＝mv，所以W＝mgL＋mv。


2.【答案】AC


【解析】滑块受力如图所示，





由于滑块被绕过光滑定滑轮的轻绳系着，拉力为恒力，所以拉力做的功等于细绳对滑块所做的功。根据功的定义式W＝F2Lcsθ，θ增大，F2不变，在相同位移L上拉力F2做的功减小，所以从A点至B点F2做的功大于从B点至C点F2做的功，故A正确，B错误；滑块从A到C过程，可能先加速后减速，滑块在A点与C点速率可能相等，根据动能定理知，滑块从A运动到C过程中动能的变化量为零，总功为零，则从A点至C点F2做的功可能等于滑块克服F1做的功，故C正确；滑块从A到C过程，可能一直加速，滑块在C点的速率大于在A点的速率，根据动能定理得知，滑块从A运动到C过程中动能的变化量大于零，总功大于零，则从A点至C点F2做的功可能大于滑块克服F1做的功，故D错误。


3.【答案】D


【解析】小物体在缓慢（匀速）运动过程中，只有重力和拉力F做功，根据动能定理：WF－mgR＝ΔEk＝0，则拉力做功WF＝mgR，D正确。


4.【答案】（1）14. 4J （2）23. 32 m/s （3）6 J


【解析】（1）根据动能定理知，W＝mv＝14. 4 J


（2）不计空气阻力，根据动能定理得


mgh＝－mv


解得v1＝≈23. 32m/s


（3）由动能定理得mgh－Wf＝－


解得Wf＝mgh－（－）＝6J。


5. 【答案】32 J


【解析】物体在曲面上的受力情况为：重力、弹力、摩擦力，其中弹力不做功。设摩擦力做功为Wf，由A→B由动能定理：mgh＋Wf＝mv2－0，解得Wf＝－32 J。故物体在下滑过程中克服阻力所做的功为32 J。