高中物理人教版必修2 课后练习题 7-1、2 追寻守恒量——能量 功 Word版含解析
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版必修2 课后练习题 7-1、2 追寻守恒量——能量 功 Word版含解析 |  | |
| 格式 | DOC | ||
| 文件大小 | 125.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-11-18 11:41:26 | ||
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文档简介
追寻守恒量——能量 功
一、单项选择题
1．在伽利略实验中，小球从斜面A上离斜面底端为h高处滚下斜面，通过最低点后继续滚上另一个斜面B，小球最后会在斜面B上某点停下来而后又下滑，这点距斜面底端的竖直高度仍为h.在小球运动过程中，下面的叙述正确的是( C )
①小球在A斜面上运动时，离斜面底端的竖直高度越来越小，小球的运动速度越来越大；
②小球在A斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大；
③小球在B斜面上运动时，速度越来越大，离斜面底端的高度越来越小；
④小球在B斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
解析：斜面A上物体的重力势能向物体的动能转化，而在斜面B上物体的动能向物体的重力势能转化，总能量保持不变．
2．关于做功，下列说法正确的是( D )
A．静摩擦力总是不做功
B．滑动摩擦力总是做负功
C．力对物体不做功，物体一定静止
D．物体在运动过程中，若受力的方向总是垂直于速度的方向，则此力不做功
解析：静摩擦力可以做正功也可以做负功，也可以不做功．如果一物体随传送带向前做匀加速运动，那么此时摩擦力就对物体做正功；随传送带减速运动，则静摩擦力就对该物体做负功；如果一个物体静止在斜面上，那么这个物体所受的静摩擦力就对物体不做功，故A选项是不正确的；同理，如果一个物体在皮带上向前加速运动，但速度小于皮带的速度，则物体相对皮带向后滑动，此时物体所受摩擦力为滑动摩擦力，而摩擦力的方向与物体运动方向一致，此时滑动摩擦力却对物体做正功，故B选项不正确；匀速运动的物体合外力对物体不做功，但物体是运动的，所以C选项不正确．无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，都可以做正功、做负功、不做功．必须克服“摩擦力就是阻力”的思维定式．
3．起重机以a＝1 m/s2的加速度，将重G＝104 N的货物由静止匀加速竖直向上提升．那么，在1 s内起重机对货物做的功是(g取10 m/s2)( D )
A．500 J B．5 000 J
C．4 500 J D．5 500 J
解析：由牛顿第二定律F－mg＝ma得，起重机对货物的拉力F＝mg＋ma＝104 N＋103×1 N＝1.1×104 N，由运动学公式得x＝at2＝×1×12 m＝0.5 m，所以在1 s内起重机对货物做的功W＝Fx＝1.1×104×0.5 J＝5 500 J．故选D.
4．伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点．如果在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点．这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小( C )
A. 只与斜面的倾角有关 B. 只与斜面的长度有关
C. 只与下滑的高度有关 D. 只与物体的质量有关
解析：由机械能守恒定律：mgh＝mv2，可知：v＝，故C正确．
5．如图所示，均匀长木板长l＝40 cm，放在水平桌面上，它的右端与桌边相齐，木板质量为m＝2 kg，与桌面间的动摩擦因数μ＝0.2.今用水平推力F将其匀速推下桌子，则水平推力做功为(g取10 m/s2)( A )
A．0.8 J B．1.6 J
C．8 J D．4 J
解析：只要将木板的重心推离桌面，木板就会掉下桌面，由滑动摩擦力公式得f＝μN＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N，W＝F·s＝4×0.2 J＝0.8 J，A正确．
二、多项选择题
6．如图所示，AB与CD为两个对称的粗糙斜面，其上部足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，现将一物体从离弧底E高度为h处释放，下列说法正确的是( ACD )
A．物体在运动的过程中能量是守恒的
B．物体在斜面上运动的时候能量是不守恒的
C．物体在圆弧面运动的时候能量是守恒的
D．物体最终在圆弧面上做往复运动
解析：物体在斜面上运动的时候与斜面间有摩擦，摩擦就会发热，同学们往往认为能量就会损失，实际上热能也是能量的一种形式，摩擦会导致热能增加，同时机械能在减少，但总的能量一定是不变的．物体在斜面上运动时，机械能不断减少，那么物体所能达到的高度就会不断降低，由于圆弧面没有摩擦，所以物体最终将在圆弧面上做往复运动．
7．如图所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是( ACD )
A．始终不做功 B．先做负功后做正功
C．先做正功后不做功 D．先做负功后不做功
解析：设传送带运转的速度大小为v1，物体刚滑上传送带时的速度大小为v2.
(1)当v1＝v2时，物体与传送带间无摩擦力，传送带对物体始终不做功．
(2)当v1(3)当v1>v2时，物体先匀加速运动直至速度增为v1再匀速运动，故传送带对物体先做正功后不做功．
8．质量为2 kg的物体放在动摩擦因数μ＝0.1的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示，重力加速度g取10 m/s2，则( BC )
A．此物体在AB段做匀加速直线运动
B．此物体在AB段做匀速直线运动
C．此物体在OA段做匀加速直线运动
D．此物体在OA段做匀速直线运动
解析：由题中图象得：此物体在OA段所受的水平拉力为F1＝＝5 N，在AB段所受的水平拉力为F2＝＝2 N；物体所受滑动摩擦力为Ff＝μmg＝2 N，所以此物体在AB段做匀速直线运动，选项B正确；此物体在OA段做匀加速直线运动，选项C正确．
三、非选择题
9．质量为m的滑块，以一定初速度沿倾角为θ的斜面上滑L后，又沿原路返回，设滑块与斜面的动摩擦因数为μ，则滑块从开始上滑到滑回原点过程中，克服摩擦力所做的功为多少？重力做的功又为多少？
解析：对滑块受力分析，共受三个力．其中支持力由于和位移方向始终垂直，所以支持力不做功；再分析滑块所受摩擦力，
上滑过程中摩擦力为μmgcosθ，下滑过程摩擦力也为μmgcosθ，无论上滑还是下滑摩擦力均做负功，所以全过程摩擦力做功为－2μmgLcosθ，因克服摩擦力做功取正值．重力在上升过程和下滑过程做的功互为相反值．所以重力全过程做功为零．
答案：2μmgLcosθ 0
10．如图所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F提升质量m＝10 kg、原来静止的物体，以大小为a＝2 m/s2的加速度匀加速上升，求前3 s内力F做的功．
解析：根据牛顿第二定律，对于m物体有T－mg＝ma所以T＝m(g＋a)＝10×(10＋2) N＝120 N，则F＝＝60 N(请思考为什么？)
物体在前3 s内的位移为x＝at2＝×2×32 m＝9 m从而W＝F·2x＝60×2×9 J＝1 080 J.
答案：1 080 J
11．质量为M的长木板放在光滑水平面上，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A滑至B点在木板上前进了L，而木板前进s，如图所示，若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，求滑动摩擦力对滑块、对木板做功各为多少？
解析：滑块m受力情况如图甲所示，摩擦力对滑块所做的功为：
W1＝－μmg(s＋L)
木板受力情况如图乙所示，摩擦力对木板做功为：W2＝μmgs.
答案：－μmg(s＋L) μmgs
一、单项选择题
1．在伽利略实验中，小球从斜面A上离斜面底端为h高处滚下斜面，通过最低点后继续滚上另一个斜面B，小球最后会在斜面B上某点停下来而后又下滑，这点距斜面底端的竖直高度仍为h.在小球运动过程中，下面的叙述正确的是( C )
①小球在A斜面上运动时，离斜面底端的竖直高度越来越小，小球的运动速度越来越大；
②小球在A斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大；
③小球在B斜面上运动时，速度越来越大，离斜面底端的高度越来越小；
④小球在B斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
解析：斜面A上物体的重力势能向物体的动能转化，而在斜面B上物体的动能向物体的重力势能转化，总能量保持不变．
2．关于做功，下列说法正确的是( D )
A．静摩擦力总是不做功
B．滑动摩擦力总是做负功
C．力对物体不做功，物体一定静止
D．物体在运动过程中，若受力的方向总是垂直于速度的方向，则此力不做功
解析：静摩擦力可以做正功也可以做负功，也可以不做功．如果一物体随传送带向前做匀加速运动，那么此时摩擦力就对物体做正功；随传送带减速运动，则静摩擦力就对该物体做负功；如果一个物体静止在斜面上，那么这个物体所受的静摩擦力就对物体不做功，故A选项是不正确的；同理，如果一个物体在皮带上向前加速运动，但速度小于皮带的速度，则物体相对皮带向后滑动，此时物体所受摩擦力为滑动摩擦力，而摩擦力的方向与物体运动方向一致，此时滑动摩擦力却对物体做正功，故B选项不正确；匀速运动的物体合外力对物体不做功，但物体是运动的，所以C选项不正确．无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，都可以做正功、做负功、不做功．必须克服“摩擦力就是阻力”的思维定式．
3．起重机以a＝1 m/s2的加速度，将重G＝104 N的货物由静止匀加速竖直向上提升．那么，在1 s内起重机对货物做的功是(g取10 m/s2)( D )
A．500 J B．5 000 J
C．4 500 J D．5 500 J
解析：由牛顿第二定律F－mg＝ma得，起重机对货物的拉力F＝mg＋ma＝104 N＋103×1 N＝1.1×104 N，由运动学公式得x＝at2＝×1×12 m＝0.5 m，所以在1 s内起重机对货物做的功W＝Fx＝1.1×104×0.5 J＝5 500 J．故选D.
4．伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点．如果在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点．这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小( C )
A. 只与斜面的倾角有关 B. 只与斜面的长度有关
C. 只与下滑的高度有关 D. 只与物体的质量有关
解析：由机械能守恒定律：mgh＝mv2，可知：v＝，故C正确．
5．如图所示，均匀长木板长l＝40 cm，放在水平桌面上，它的右端与桌边相齐，木板质量为m＝2 kg，与桌面间的动摩擦因数μ＝0.2.今用水平推力F将其匀速推下桌子，则水平推力做功为(g取10 m/s2)( A )
A．0.8 J B．1.6 J
C．8 J D．4 J
解析：只要将木板的重心推离桌面，木板就会掉下桌面，由滑动摩擦力公式得f＝μN＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N，W＝F·s＝4×0.2 J＝0.8 J，A正确．
二、多项选择题
6．如图所示，AB与CD为两个对称的粗糙斜面，其上部足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，现将一物体从离弧底E高度为h处释放，下列说法正确的是( ACD )
A．物体在运动的过程中能量是守恒的
B．物体在斜面上运动的时候能量是不守恒的
C．物体在圆弧面运动的时候能量是守恒的
D．物体最终在圆弧面上做往复运动
解析：物体在斜面上运动的时候与斜面间有摩擦，摩擦就会发热，同学们往往认为能量就会损失，实际上热能也是能量的一种形式，摩擦会导致热能增加，同时机械能在减少，但总的能量一定是不变的．物体在斜面上运动时，机械能不断减少，那么物体所能达到的高度就会不断降低，由于圆弧面没有摩擦，所以物体最终将在圆弧面上做往复运动．
7．如图所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是( ACD )
A．始终不做功 B．先做负功后做正功
C．先做正功后不做功 D．先做负功后不做功
解析：设传送带运转的速度大小为v1，物体刚滑上传送带时的速度大小为v2.
(1)当v1＝v2时，物体与传送带间无摩擦力，传送带对物体始终不做功．
(2)当v1
8．质量为2 kg的物体放在动摩擦因数μ＝0.1的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示，重力加速度g取10 m/s2，则( BC )
A．此物体在AB段做匀加速直线运动
B．此物体在AB段做匀速直线运动
C．此物体在OA段做匀加速直线运动
D．此物体在OA段做匀速直线运动
解析：由题中图象得：此物体在OA段所受的水平拉力为F1＝＝5 N，在AB段所受的水平拉力为F2＝＝2 N；物体所受滑动摩擦力为Ff＝μmg＝2 N，所以此物体在AB段做匀速直线运动，选项B正确；此物体在OA段做匀加速直线运动，选项C正确．
三、非选择题
9．质量为m的滑块，以一定初速度沿倾角为θ的斜面上滑L后，又沿原路返回，设滑块与斜面的动摩擦因数为μ，则滑块从开始上滑到滑回原点过程中，克服摩擦力所做的功为多少？重力做的功又为多少？
解析：对滑块受力分析，共受三个力．其中支持力由于和位移方向始终垂直，所以支持力不做功；再分析滑块所受摩擦力，
上滑过程中摩擦力为μmgcosθ，下滑过程摩擦力也为μmgcosθ，无论上滑还是下滑摩擦力均做负功，所以全过程摩擦力做功为－2μmgLcosθ，因克服摩擦力做功取正值．重力在上升过程和下滑过程做的功互为相反值．所以重力全过程做功为零．
答案：2μmgLcosθ 0
10．如图所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F提升质量m＝10 kg、原来静止的物体，以大小为a＝2 m/s2的加速度匀加速上升，求前3 s内力F做的功．
解析：根据牛顿第二定律，对于m物体有T－mg＝ma所以T＝m(g＋a)＝10×(10＋2) N＝120 N，则F＝＝60 N(请思考为什么？)
物体在前3 s内的位移为x＝at2＝×2×32 m＝9 m从而W＝F·2x＝60×2×9 J＝1 080 J.
答案：1 080 J
11．质量为M的长木板放在光滑水平面上，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A滑至B点在木板上前进了L，而木板前进s，如图所示，若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，求滑动摩擦力对滑块、对木板做功各为多少？
解析：滑块m受力情况如图甲所示，摩擦力对滑块所做的功为：
W1＝－μmg(s＋L)
木板受力情况如图乙所示，摩擦力对木板做功为：W2＝μmgs.
答案：－μmg(s＋L) μmgs