高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第1節(jié) 功 3 變力功的計算同步練習(xí) 教科版必修2.doc
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第1節(jié) 功 3 變力功的計算 (答題時間:25分鐘) 一、選擇題 1. 質(zhì)量為30 kg的小孩從高度為2.0 m的滑梯頂端由靜止開始滑下,滑到底端時的速度為2.0 m/s,取g=10 m/s2,關(guān)于力對小孩做的功,以下結(jié)果正確的是( ) A. 支持力做功50 J B. 阻力做功540 J C. 合外力做功60 J D. 重力做功500 J 2. 如圖所示,一水平傳送帶以速度v1向右勻速傳動,某時刻有一物塊以水平速度v2從右端滑上傳送帶,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,則下列說法正確的是( ) A. 如果物塊能從左端離開傳送帶,它在傳送帶上運(yùn)動的時間一定比傳送帶不轉(zhuǎn)動時運(yùn)動的時間長 B. 如果物塊還從右端離開傳送帶,則在整個過程中,傳送帶對物體所做的總功一定不會為正值 C. 如果物塊還從右端離開傳送帶,則物體的速度為零時,傳送帶上產(chǎn)生的滑痕長度達(dá)到最長 D. 物體在離開傳送帶之前,可能會做勻速直線運(yùn)動 3. 如圖所示,水平木板上有質(zhì)量m=1.0 kg的物塊,受到隨時間t變化的水平拉力F作用,用力傳感器測出相應(yīng)時刻物塊所受摩擦力Ff的大小。取重力加速度g=10 m/s2,下列判斷正確的是( ) A. 5 s內(nèi)拉力對物塊做功為零 B. 4 s末物塊所受合力大小為4.0 N C. 物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.4 D. 6~9 s內(nèi)物塊的加速度大小為2.0 m/s2 4. 以一定的初速度豎直向上拋出一個小球,小球上升的最大高度為h,空氣阻力的大小恒為f,則從拋出點(diǎn)到回至原出發(fā)點(diǎn)的過程中,空氣阻力對小球做的功為( ) A. 0 B. -fh C. -2fh D. -4fh 5. 在學(xué)校田徑運(yùn)動會上,最扣人心弦的項(xiàng)目,莫過于100m飛人之戰(zhàn)。小剛同學(xué)在學(xué)校田徑運(yùn)動會上以10秒01的成績奪得冠軍,并打破校運(yùn)動會紀(jì)錄。小剛同學(xué)在比賽中,主要有起跑加速、途中勻速和加速沖刺三個階段,他的腳與地面間不會發(fā)生相對滑動,以下說法正確的是( ) A. 加速階段地面對人的摩擦力不做功 B. 勻速階段地面對人的摩擦力不做功 C. 加速階段地面對人的摩擦力做正功,勻速階段不對人做功 D. 無論加速階段還是勻速階段,地面對人的摩擦力始終做負(fù)功 6. 在光滑的水平面上,用繩子系一小球做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動,若繩子的拉力為F,在小球經(jīng)過圓周的時間內(nèi),F(xiàn)所做的功為( ) A. 0 B. RF C. RF D. RF 7. 如圖甲所示,靜置于光滑水平面上坐標(biāo)原點(diǎn)O處的小物塊,在水平拉力F的作用下沿x軸方向運(yùn)動,拉力F隨物塊所在位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示,圖線為半圓,則小物塊運(yùn)動到x0處時的動能為( ) A. 0 B. C. D. 8. 在水平面上,有一彎曲的槽道槽道由半徑分別為和R的兩個半圓構(gòu)成,如圖所示。現(xiàn)用大小恒為F的拉力,將一光滑小球從A點(diǎn)沿槽道拉至B點(diǎn),若拉力F的方向時時刻刻均與小球運(yùn)動方向一致,則此過程中拉力所做的功為( ) A. 0 B. FR C. πFR D. 2πFR 二、填空題 9. 如圖所示,人通過定滑輪用繩子以恒定的拉力F拉水中的船,已知定滑輪到水面的高度差為h,當(dāng)圖中θ角從30增加到53的過程中,人的拉力做的功為____________。(sin53=0.8,cos53=0.6) 1. C 解析:據(jù)題意,由于支持力與運(yùn)動方向垂直,所以不做功,故選項(xiàng)A錯誤;小孩在頂端重力勢能為600J,小孩在底端動能為60J,機(jī)械能差值為540J,機(jī)械能差值為除了重力之外其他力做的功,故選項(xiàng)B錯誤;合外力做功等于動能變化,由于初動能等于0,末動能等于60J,故選項(xiàng)C正確;重力做功等于600J,故選項(xiàng)D錯誤。 2. BD 解析:物塊能從左端離開傳送帶,物體受到的滑動摩擦力水平向右,加速度與傳送帶是否轉(zhuǎn)動無關(guān),時間t只與皮帶的長度、初速度和物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ有關(guān),所以若物塊能從左端離開傳送帶,它在傳送帶上運(yùn)動的時間一定與傳送帶不轉(zhuǎn)動時運(yùn)動的時間相等,故A錯誤。傳送帶對物塊做的總功就是物塊離開皮帶的動能減去初動能,質(zhì)量不變,只要看物塊的速度變化即可,如圖1,當(dāng),物塊離開皮帶的速度是,變小了,所以動能變小,皮帶做負(fù)功;如圖2,當(dāng),物塊的運(yùn)動情況是先減速到0,距離最遠(yuǎn),大小是上面的三角形面積,時間是,之后反向加速,直到大小是時,離開皮帶,時間是,,因?yàn)槠蜃笞叨噙h(yuǎn),就回來走多遠(yuǎn),即圖2中下面的三角形面積等于上面的三角形面積,根據(jù)全等三角形特點(diǎn),離開的速度是,因此,兩個速度大小相等,動能不變,所以皮帶做的總功為0,故B正確;皮帶的長度足夠長,物塊不會從左邊掉下,如圖1,,在時刻物體的速度為0,離開右邊的距離最大,則從轉(zhuǎn)向加速,時刻物塊剛好相對傳送帶靜止,此時此刻相對傳送帶滑痕距離最大,故C錯誤;由圖1知,之后,物塊和傳送帶的速度相等做勻速直線運(yùn)動,直到時刻回到出發(fā)點(diǎn),離開皮帶,故D正確。 圖1 圖2 3. D 解析:在0~4s內(nèi),物體所受的摩擦力為靜摩擦力,4s末開始運(yùn)動,則5s內(nèi)位移不為零,則拉力做功不為零,故A錯誤;4s末拉力為4N,摩擦力為4N,合力為零,故B錯誤;根據(jù)牛頓第二定律得,6~9s內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動的加速度a=2m/s2,f=μmg,解得μ=0.3,故C錯誤,D正確。 4. C 解析:上升過程:空氣阻力對小球做功,下落過程:空氣阻力對小球做功,則從拋出到落回到拋出點(diǎn)的過程中,空氣阻力對小球做的功為 ,C正確。 5. AB 解析:據(jù)題意,當(dāng)小剛在加速階段和勻速階段時,人受到地面的靜摩擦力的作用,由于在摩擦力方向上沒有發(fā)生位移,故摩擦力不做功,則AB選項(xiàng)均正確,而CD選項(xiàng)均錯誤。 6. A 解析:拉力和速度方向總是垂直的,所以拉力總是不做功,故選A。 技巧點(diǎn)撥:關(guān)鍵是知道勻速圓周運(yùn)動過程中拉力充當(dāng)向心力,垂直于速度方向,不做功。 7. C 解析:物體處于光滑水平面上,僅有拉力做功,W=Fx,其中拉力為變力,模仿推導(dǎo)v-t圖像中面積即為位移的微元法,可以將此半圓切割成若干矩形,力F做功Fx即為矩形的面積,將這些小矩形面積相加即為全部過程力F做功,半圓形的面積=,力對物體做的功完全轉(zhuǎn)化為物體的動能,C選項(xiàng)正確。 技巧點(diǎn)撥:該題目用到微元法,難度較大,需要學(xué)生從v-t圖象中找到位移的方法,遷移到本題目中變力做功的情況,需要學(xué)生真正理解微元法的實(shí)質(zhì),化復(fù)雜問題為簡單問題,考查學(xué)生的能力和物理思想。 8. C 解析:把圓軌道分成x1,x2,x3,…,xn微小段,拉力在每一段上為恒力,則在每一段上做的功為W1=Fx1,W2=Fx2,W3=Fx3,…,Wn=Fxn.拉力在整個過程中所做的功為W=W1+W2+…+Wn=F(x1+x2+…+xn)=F(π+πR)=πFR。 9. 解析:當(dāng)θ=30時,繩子的長度,當(dāng)θ=53時,繩子的長度,人的拉力做的功為。 故答案為:- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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