第四章机械能和能源第3_4节势能；动能动能定理4利用动能定理巧解变力功同步练习
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| 名称 | 第四章机械能和能源第3_4节势能；动能动能定理4利用动能定理巧解变力功同步练习 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 154.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-09-08 10:53:33 | ||
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文档简介
第3-4节 势能；动能 动能定理4 利用动能定理巧解变力功
（答题时间：30分钟）
1. 在离地面高度为h处竖直向上抛出一质量为m的物体，抛出时的速度为v0，当它落到地面时的速度为v，用g表示重力加速度，则在此过程中物体克服空气阻力做的功为 （ ）
A. B.
C. D.
2. 小球以速率v1靠惯性沿曲面由底端向上运动，当它回到出发点时速率为v2，且v2A. 上升时机械能减少量大于下降时机械能减少量
B. 上升时机械能减少量等于下降时机械能减少量
C. 上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方
D. 上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方
3. 如图，竖直放置的粗糙四分之一圆弧轨道ABC与光滑半圆弧轨道CDP最低点重合在C一点，圆心O1和O2在同一条竖直线上，圆弧ABC的半径为4R，半圆弧CDP的半径为R。—质量为m的小球从A点静止释放，达到P时与轨道间的作用力大小为mg。不计空气阻力。小球从A到P的过程中（ ）
A. 机械能减少了2mgR B. 重力势能减少了mgR
C. 合外力做功2mgR D. 克服摩擦力做功mgR
4. 如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t前进的距离为l，且速度达到最大值vm。设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么这段时间内
A. 小车做匀加速运动
B. 小车受到的牵引力逐渐增大
C. 小车受到的合外力所做的功为Pt
D. 小车受到的牵引力做的功为Fl＋mv2
5. 如图，光滑固定的竖直杆上套有小物块 a，不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块 a 和小物块b，虚线 cd 水平。现由静止释放两物块，物块 a 从图示位置上升，并恰好能到达c处。在此过程中，若不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 物块a到达c点时加速度为零
B. 绳拉力对物块a做的功等于物块a重力势能的增加量
C. 绳拉力对物块b先做负功后做正功
D. 绳拉力对物块b做的功等于物块b机械能的变化量
6. 用长为l、不可伸长的细线把质量为m的小球悬挂于O点，将小球拉至悬线偏离竖直方向角后放手，运动t时间后停在最低点。则在时间t内（ ）
A. 小球重力做功为
B. 空气阻力做功为
C. 小球所受合力做功为
D. 绳拉力做功的功率为
7. 某弹性小球从距地面高度H处静止下落，假设小球与地面发生弹性碰撞（没有损失能量），但由于恒定大小的空气阻力的影响，小球只能上升H。现为了使小球与地面碰撞后还能上升到原来的高度H，则必须给小球多大的初速度v0?
8. 如图所示，倾斜传送带与水平面的夹角，劲度系数的轻质光滑弹簧平行于传送带放置，下端固定在水平地面上，另一端自由状态时位于Q点。小滑块质量，放置于传送带P点，滑块与传送带间的滑动摩擦因数。 已知传送带足够长，最大静摩擦力可认为和滑动摩擦力相等，整个过程中小滑块未脱离传送带，弹簧处于弹性限度内，弹簧的弹性势能，x为弹簧的形变量。（重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）若传送带静止不动，将小滑块无初速放在P点，PQ距离，求小物块沿传送带向下滑行的最大距离；
（2）若传送带以的速度逆时针传动，将小滑块无初速放在P点，PQ距离，求小物块滑行的最大距离。
1. B 解析：据题意，当竖直向上以v0速度抛出的物体落地后的速度变为v，在整个过程中重力做正功，阻力做负功，据动能定理有：，整理得：，故选项B正确。
2. AC 解析：上升过程中总的平均速度大于下降过程的平均速度，故上升过程中小球对轨道的压力较大，故摩擦力较大，摩擦力的功较多，机械能损失较大，故上升过程上升时机械能减少量大于下降时机械能减少量，选项A正确，B错误；在最低点，机械能为：，在最高点，机械能为：E2=mgh；
在中点A处，机械能为：，又EA＞E2，即，即在中点的动能大于重力势能，故动能和势能相等的位置在A点上方，选项C正确，D错误。
3. D 解析：质量为m的小球从A点静止释放，达到P时与轨道间的作用力大小为mg，根据牛顿第二定律：，，根据动能定理：得：，故机械能减少了mgR，故A错误，D正确；合外力做功等于动能的变化量：，故C错误；高度下降了2R，则重力势能减少了，故B错误。
4. D 解析： 行驶过程中功率恒为P，小车做加速度逐渐减小的加速运动，小车受到的牵引力逐渐减小，选项A、B错误；小车受到的合外力所做的功为Pt－Fl，选项C错误；由动能定理，得W－Fl＝mv2，小车受到的牵引力做的功为W＝Fl＋mv2，选项D正确。
5. BD 解析：据题意，当物块a运动到c时，对物块a受力分析，受到重力G，水平向右的拉力T和水平向左的支持力N，所以a的合力一定向下，则加速度必定不为0 ，A选项错误；对a物块应用动能定理，从初始位置到c位置，拉力T做正功，重力G做负功，总功等于动能变化，则有：WT-WG=0，所以B选项正确；绳子拉力与b物块运动方向相反，则拉力一直做负功，所以C选项错误；对b物块受力分析受到重力和拉力，则拉力做的功等于b物块机械能变化量，所以D选项正确。
6. A 解析：小球从开始运动到停止的过程中，下降的高度为：，所以小球的重力对小球做功：，故A正确；初末动能都为0，根据动能定律，小球从开始运动到停止的过程中小球受到的合外力做功为0，空气的阻力对小球做功，故B、C错误；由于绳子的拉力始终与运动的方向垂直，所以绳子的拉力不做功。绳子的拉力的功率为0，故D错误。
7. 解：设空气阻力大小为f，则：
对第一次运动过程应用动能定理可得
对第二次运动过程应用动能定理可得
解得：
8. 解：（1）当滑块滑动到最低点时，速度为0，此时弹簧形变量最大，设弹簧最大形变量为x，对全程应用能量守恒得：
（2）传送带逆时针滑行，滑块受滑动摩擦力沿传送带向下
当小滑块达到与传送带共速时，其滑行距离设为，由动能定理得：
小滑块再滑行时，
即将与弹簧接触，设此时速度为v，在此阶段，滑块继续向下加速，摩擦力沿传送带向上。由动能定理得：
小滑块接触弹簧后，速度大于传送带速度，摩擦力沿传送带向上。当速度减小到与传送带速度相等时，弹簧的压缩量设为，由能量守恒得：
然后小滑块继续减速至零，滑动摩擦力变为沿传送带向下，此时弹簧的压缩量设为，由能量守恒得：
（答题时间：30分钟）
1. 在离地面高度为h处竖直向上抛出一质量为m的物体，抛出时的速度为v0，当它落到地面时的速度为v，用g表示重力加速度，则在此过程中物体克服空气阻力做的功为 （ ）
A. B.
C. D.
2. 小球以速率v1靠惯性沿曲面由底端向上运动，当它回到出发点时速率为v2，且v2
B. 上升时机械能减少量等于下降时机械能减少量
C. 上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方
D. 上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方
3. 如图，竖直放置的粗糙四分之一圆弧轨道ABC与光滑半圆弧轨道CDP最低点重合在C一点，圆心O1和O2在同一条竖直线上，圆弧ABC的半径为4R，半圆弧CDP的半径为R。—质量为m的小球从A点静止释放，达到P时与轨道间的作用力大小为mg。不计空气阻力。小球从A到P的过程中（ ）
A. 机械能减少了2mgR B. 重力势能减少了mgR
C. 合外力做功2mgR D. 克服摩擦力做功mgR
4. 如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t前进的距离为l，且速度达到最大值vm。设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么这段时间内
A. 小车做匀加速运动
B. 小车受到的牵引力逐渐增大
C. 小车受到的合外力所做的功为Pt
D. 小车受到的牵引力做的功为Fl＋mv2
5. 如图，光滑固定的竖直杆上套有小物块 a，不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块 a 和小物块b，虚线 cd 水平。现由静止释放两物块，物块 a 从图示位置上升，并恰好能到达c处。在此过程中，若不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 物块a到达c点时加速度为零
B. 绳拉力对物块a做的功等于物块a重力势能的增加量
C. 绳拉力对物块b先做负功后做正功
D. 绳拉力对物块b做的功等于物块b机械能的变化量
6. 用长为l、不可伸长的细线把质量为m的小球悬挂于O点，将小球拉至悬线偏离竖直方向角后放手，运动t时间后停在最低点。则在时间t内（ ）
A. 小球重力做功为
B. 空气阻力做功为
C. 小球所受合力做功为
D. 绳拉力做功的功率为
7. 某弹性小球从距地面高度H处静止下落，假设小球与地面发生弹性碰撞（没有损失能量），但由于恒定大小的空气阻力的影响，小球只能上升H。现为了使小球与地面碰撞后还能上升到原来的高度H，则必须给小球多大的初速度v0?
8. 如图所示，倾斜传送带与水平面的夹角，劲度系数的轻质光滑弹簧平行于传送带放置，下端固定在水平地面上，另一端自由状态时位于Q点。小滑块质量，放置于传送带P点，滑块与传送带间的滑动摩擦因数。 已知传送带足够长，最大静摩擦力可认为和滑动摩擦力相等，整个过程中小滑块未脱离传送带，弹簧处于弹性限度内，弹簧的弹性势能，x为弹簧的形变量。（重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）若传送带静止不动，将小滑块无初速放在P点，PQ距离，求小物块沿传送带向下滑行的最大距离；
（2）若传送带以的速度逆时针传动，将小滑块无初速放在P点，PQ距离，求小物块滑行的最大距离。
1. B 解析：据题意，当竖直向上以v0速度抛出的物体落地后的速度变为v，在整个过程中重力做正功，阻力做负功，据动能定理有：，整理得：，故选项B正确。
2. AC 解析：上升过程中总的平均速度大于下降过程的平均速度，故上升过程中小球对轨道的压力较大，故摩擦力较大，摩擦力的功较多，机械能损失较大，故上升过程上升时机械能减少量大于下降时机械能减少量，选项A正确，B错误；在最低点，机械能为：，在最高点，机械能为：E2=mgh；
在中点A处，机械能为：，又EA＞E2，即，即在中点的动能大于重力势能，故动能和势能相等的位置在A点上方，选项C正确，D错误。
3. D 解析：质量为m的小球从A点静止释放，达到P时与轨道间的作用力大小为mg，根据牛顿第二定律：，，根据动能定理：得：，故机械能减少了mgR，故A错误，D正确；合外力做功等于动能的变化量：，故C错误；高度下降了2R，则重力势能减少了，故B错误。
4. D 解析： 行驶过程中功率恒为P，小车做加速度逐渐减小的加速运动，小车受到的牵引力逐渐减小，选项A、B错误；小车受到的合外力所做的功为Pt－Fl，选项C错误；由动能定理，得W－Fl＝mv2，小车受到的牵引力做的功为W＝Fl＋mv2，选项D正确。
5. BD 解析：据题意，当物块a运动到c时，对物块a受力分析，受到重力G，水平向右的拉力T和水平向左的支持力N，所以a的合力一定向下，则加速度必定不为0 ，A选项错误；对a物块应用动能定理，从初始位置到c位置，拉力T做正功，重力G做负功，总功等于动能变化，则有：WT-WG=0，所以B选项正确；绳子拉力与b物块运动方向相反，则拉力一直做负功，所以C选项错误；对b物块受力分析受到重力和拉力，则拉力做的功等于b物块机械能变化量，所以D选项正确。
6. A 解析：小球从开始运动到停止的过程中，下降的高度为：，所以小球的重力对小球做功：，故A正确；初末动能都为0，根据动能定律，小球从开始运动到停止的过程中小球受到的合外力做功为0，空气的阻力对小球做功，故B、C错误；由于绳子的拉力始终与运动的方向垂直，所以绳子的拉力不做功。绳子的拉力的功率为0，故D错误。
7. 解：设空气阻力大小为f，则：
对第一次运动过程应用动能定理可得
对第二次运动过程应用动能定理可得
解得：
8. 解：（1）当滑块滑动到最低点时，速度为0，此时弹簧形变量最大，设弹簧最大形变量为x，对全程应用能量守恒得：
（2）传送带逆时针滑行，滑块受滑动摩擦力沿传送带向下
当小滑块达到与传送带共速时，其滑行距离设为，由动能定理得：
小滑块再滑行时，
即将与弹簧接触，设此时速度为v，在此阶段，滑块继续向下加速，摩擦力沿传送带向上。由动能定理得：
小滑块接触弹簧后，速度大于传送带速度，摩擦力沿传送带向上。当速度减小到与传送带速度相等时，弹簧的压缩量设为，由能量守恒得：
然后小滑块继续减速至零，滑动摩擦力变为沿传送带向下，此时弹簧的压缩量设为，由能量守恒得：