高中物理 重點強化卷1 動能定理和機械能守恒定律 魯科版必修2

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重點強化卷(一)　 動能定理和機械能守恒定律 (建議用時：60分鐘) 一、選擇題(共9小題) 1．一質量為m的小球，用長為l的輕繩懸掛于O點，小球在水平力F作用下，從平衡位置P點很緩慢地移動到Q點，如圖1所示，則力F所做的功為(　　) 圖1 A．mglcos θ　　　　 B．Flsin θ C．mgl(1－cos θ) D．Fl 【解析】　小球緩慢由P→Q過程中，F(xiàn)大小變化，為變力做功． 設力F做功為WF，對小球由P→Q應用動能定理 WF－mgl(1－cos θ)＝0 所以WF＝mgl(1－cos θ)，故選C. 【答案】　C 2．(多選)某人用手將1 kg的物體由靜止向上提起1 m，這時物體的速度為2 m/s(g取10 m/s2)，則下列說法正確的是(　　) 【導學號：01360065】 A．手對物體做功12 J B．合力做功2 J C．合力做功12 J D．物體克服重力做功10 J 【解析】　WG＝－mgh＝－10 J，D正確；由動能定理W合＝ΔEk＝mv2－0＝2 J，B對，C錯；又因W合＝W手＋WG，故W手＝W合－WG＝12 J，A對． 【答案】　ABD 3．(多選)如圖2所示，一輕彈簧的一端固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速度釋放，讓它自由下擺，不計空氣阻力，則在重物由A點擺向最低點B的過程中(　　) 圖2 A．彈簧與重物的總機械能守恒 B．彈簧的彈性勢能增加 C．重物的機械能守恒 D．重物的機械能增加 【解析】　對于彈簧和重物組成的系統(tǒng)，在重物由初位置下落到最低點B的過程中，系統(tǒng)內彈簧彈力和重物重力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，選項A正確；初位置時彈簧處于原長、彈性勢能等于零，下落到最低點時，彈簧被拉伸，具有彈性勢能，彈簧的彈性勢能增加，則必有重物的機械能減少，選項B正確，選項C、D均錯． 【答案】　AB 4．物體在合外力作用下做直線運動的v－t圖象如圖3所示，下列表述正確的是(　　) 圖3 A．在0～1 s內，合外力做正功 B．在0～2 s內，合外力總是做負功 C．在1 s～2 s內，合外力不做功 D．在0～3 s內，合外力總是做正功 【解析】　由v－t圖象知0～1 s內，v增加，動能增加，由動能定理可知合外力做正功，A對，B錯；1 s～2 s內v減小，動能減小，合外力做負功，可見C、D錯． 【答案】　A 5．(多選)質量為m的汽車在平直公路上行駛，發(fā)動機的功率P和汽車受到的阻力f均恒定不變，在時間t內，汽車的速度由v0增加到最大速度vm，汽車前進的距離為x，則此段時間內發(fā)動機所做的功W可表示為(　　) 【導學號：01360066】 A．W＝Pt B．W＝fx C．W＝mv－mv＋fx D．W＝mv＋fx 【解析】　由題意知，發(fā)動機功率不變，故t時間內發(fā)動機做功W＝Pt，所以A正確；車做加速運動，故牽引力大于阻力f，故B錯誤；根據(jù)動能定理W－fx＝mv－mv，所以C正確，D錯誤． 【答案】　AC 6．木塊靜止掛在繩子下端，一子彈以水平速度射入木塊并留在其中，再與木塊一起共同擺到一定高度，如圖4所示，從子彈開始入射到共同上擺到最大高度的過程中，下面說法正確的是(　　) 圖4 A．子彈的機械能守恒 B．木塊的機械能守恒 C．子彈和木塊的總機械能守恒 D．以上說法都不對 【解析】　子彈打入木塊的過程中，子彈克服摩擦力做功產生熱能，故系統(tǒng)機械能不守恒． 【答案】　D 7．如圖5所示，在高1.5 m的光滑平臺上有一個質量為2 kg的小球被一細線拴在墻上，球與墻之間有一根被壓縮的輕質彈簧．當燒斷細線時，小球被彈出，小球落地時的速度大小為2 m/s，則彈簧被壓縮時具有的彈性勢能為(g取10 m/s2)(　　) 圖5 A．10 J　　 B．15 J　　　 C．20 J　　 D．25 J 【解析】　彈簧與小球組成的系統(tǒng)機械能守恒，以水平地面為零勢能面，Ep＋mgh＝mv2，解得Ep＝10 J，A正確． 【答案】　A 8.如圖6所示，一根很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b，a球質量為m，靜置于地面；b球質量為3m，用手托住，高度為h，此時輕繩剛好拉緊，從靜止開始釋放b球后，a可能達到的最大高度為(　　) 圖6 【導學號：01360067】 A．h　　　　　　　　 B．1.5h C．2h D．2.5h 【解析】　釋放b后，在b到達地面之前，a向上加速運動，b向下加速運動，a、b系統(tǒng)的機械能守恒，若b落地瞬間速度為v，則3mgh＝mgh＋mv2＋(3m)v2，可得v＝.b落地后，a向上做勻減速運動，設能夠繼續(xù)上升的高度為h′，由機械能守恒得mv2＝mgh′，h′＝.所以a達到的最大高度為1.5h，B正確． 【答案】　B 9．(2016四川高考)韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項目奪冠的運動員．他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J．韓曉鵬在此過程中(　　) A．動能增加了1 900 J B．動能增加了2 000 J C．重力勢能減小了1 900 J D．重力勢能減小了2 000 J 【解析】　根據(jù)動能定理得韓曉鵬動能的變化ΔE＝WG＋Wf＝1 900 J－100 J＝1 800 J＞0，故其動能增加了1 800 J，選項A、B錯誤；根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關系WG＝－ΔEp，所以ΔEp＝－WG＝－1 900 J＜0，故韓曉鵬的重力勢能減小了1 900 J，選項C正確，選項D錯誤． 【答案】　C 二、計算題(共3小題) 10．如圖7所示，斜面長為s，傾角為θ，一物體質量為m，從斜面底端的A點開始以初速度v0沿斜面向上滑行，斜面與物體間的動摩擦因數(shù)為μ，物體滑到斜面頂端B點時飛出斜面，最后落在與A點處于同一水平面上的C處，則物體落地時的速度大小為多少？ 圖7 【解析】　對物體運動的全過程，由動能定理可得： －μmgscos θ＝mv－mv 所以vC＝. 【答案】　 11．如圖8所示，ABCD是一個盆式容器，盆內側壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧，BC是水平的，其長度d＝0.5 m．盆邊緣的高度為h＝0.3 m．在A處放一個質量為m的小物塊并讓其從靜止下滑．已知盆內側壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.10.小物塊在盆內來回滑動，最后停下來，求小物塊在BC上運動的路程是多少？ 【導學號：01360068】 圖8 【解析】　設物塊在BC上運動的路程為s，由動能定理知：mgh－μmgs＝0，則s＝＝ m＝3 m. 【答案】　3 m 12．如圖9所示，質量為m的木塊放在光滑的水平桌面上，用輕繩繞過桌邊的光滑定滑輪與質量為M的砝碼相連．已知M＝2m，讓繩拉直后使砝碼從靜止開始下降h的距離(未落地)時，木塊仍沒離開桌面，則砝碼的速度為多少？ 圖9 【解析】　解法一：用E初＝E末求解． 設砝碼開始離桌面的高度為x，取桌面所在的水平面為參考面，則系統(tǒng)的初始機械能E初＝－Mgx， 系統(tǒng)的末機械能E末＝－Mg(x＋h)＋(M＋m)v2. 由E初＝E末得：－Mgx＝－Mg(x＋h)＋(M＋m)v2， 解得v＝. 解法二：用ΔEk增＝ΔEp減求解． 在砝碼下降h的過程中，系統(tǒng)增加的動能為 ΔEk增＝(M＋m)v2， 系統(tǒng)減少的重力勢能ΔEp減＝Mgh， 由ΔEk增＝ΔEp減得：(M＋m)v2＝Mgh， 解得v＝＝. 【答案】