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鲁科版高中物理必修第二册第1章功和机械能第5节第2课时验证机械能守恒定律练习含答案
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这是一份鲁科版高中物理必修第二册第1章功和机械能第5节第2课时验证机械能守恒定律练习含答案，共94页。
第1章 功和机械能第1节 机械功基础过关练题组一 对功的概念的理解及正、负功的判断1.(多选题)(2022福建宁德博雅培文学校月考)关于做功,下列说法正确的是 ( )A.滑动摩擦力一定对物体做负功B.人用力F=300 N将足球踢出,球在空中飞行40 m,人对足球做的功一定为12 000 JC.功有正负,但它是标量D.人用力推物体,但物体未被推动,人对物体做功为零2.(2023福建福州期中)图中汉墓壁画拓片描绘了汉代人驾车的场景。当马拉车沿水平路面前进时,下列各力中对车做正功的是 ( )A.马对车的拉力 B.车所受的支持力C.车所受的重力 D.地面对车的摩擦力题组二 功的计算3.(2023山东济南实验中学期末)如图所示,一物块沿水平地面向左运动,水平恒力的大小为F,物块与地面间的摩擦力大小为Ff,在物块向左运动位移大小为x的过程中,水平恒力F做功为 ( )A.Fx B.-FxC.-Ffx D.(F-Ff)x4.物体在水平恒力F的作用下,在光滑的水平面上由静止前进了距离s,再进入粗糙水平面又继续前进了距离s。设力F在第一段距离中对物体所做的功为W1,在第二段距离中对物体所做的功为W2,则 ( )A.W1>W2 B.W1=W2C.W1v2 B.F2=F1,v1F1,v1>v2 D.F2W2,P1=P2 B.W1=W2,P1=P2
C.W1F2、F1=F2、F10时动能增加,当W<0时动能减少
题组三 动能定理的应用
5.(多选题)(2022湖南岳阳湘阴期末)如图所示,一个质量是25 kg的小孩从高为2 m的滑梯顶端由静止滑下,滑到底端时的速度为2 m/s。关于力对小孩做的功,以下说法正确的是(g取10 m/s2) ( )
A.重力做的功为500 J
B.合外力做功为50 J
C.克服阻力做功为50 J
D.支持力做功为450 J
6.运动员把质量为500 g的足球由静止踢出后,某人观察它在空中的飞行情况,估计上升的最大高度是10 m,在最高点的速度为20 m/s。估算出运动员踢球时对足球做的功为(忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2) ( )
A.50 J B.100 J
C.150 J D.无法确定
7.(2022内蒙古通辽开鲁一中检测)两辆汽车在同一水平路面上行驶,它们的质量之比为1∶2,速度之比为2∶1。设两车与地面间的动摩擦因数相等,则当两车紧急刹车后,滑行的最大距离之比为 ( )
A.1∶2 B.1∶1
C.2∶1 D.4∶1
8.(多选题)(2021河北石家庄辛集第一中学月考)一个物体沿直线运动,其v-t图像如图所示,已知在前2 s内合外力对物体做功为W,则 ( )
A.从第1 s末到第2 s末,合外力做功为35W
B.从第3 s末到第5 s末,合外力做功为-W
C.从第5 s末到第7 s末,合外力做功为W
D.从第3 s末到第4 s末,合外力做功为-23W
9.某物体同时受到在同一直线上的两个力F1、F2的作用,物体由静止开始做直线运动,力F1、F2与其位移的关系图像如图所示,在这4 m内,物体具有最大动能时的位移是 ( )
A.1 m B.2 m C.3 m D.4 m
10.(2023浙江衢州乐成寄宿中学月考改编)如图所示,一质量为m的小球以大小为v0的初速度从地面竖直上抛,刚落回地面时的速度大小为v02,已知小球在运动过程中所受空气阻力大小恒定,重力加速度为g,下列说法正确的是 ( )
A.小球在运动过程中所受空气阻力大小为mg2
B.小球在运动过程中所受空气阻力大小为mg
C.小球能到达的最高点距地面3v0216g
D.小球能到达的最高点距地面5v0216g
11.(2022江苏马坝高级中学期中)如图所示为一滑梯的示意图,滑梯的斜面长度L=5 m,高度h=3 m,为保证小朋友们的安全,在水平面铺设了安全地垫。水平面与斜面平滑连接,小朋友在连接处的速度大小不变。某一小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下,经斜面底端后水平滑行一段距离,停在水平地垫上。已知小朋友的质量为m=20 kg,小朋友在斜面上受到的平均阻力f1=88 N,在水平面上受到的平均阻力f2=100 N。不计空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)小朋友在沿斜面滑下的过程中克服摩擦力做的功;
(2)小朋友滑到斜面底端时速度v的大小;
(3)为使小朋友不滑出水平地垫,地垫的长度x的最小值。
能力提升练
题组一 动能定理的理解和应用
1.(2021福建莆田期中)放在光滑水平面上的某物体,在水平恒力F的作用下,由静止开始运动,在其速度由0增加到v和由v增加到2v的两个阶段中,F对物体所做的功之比为 ( )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4
2.(2023山东青岛期末)2022年世界杯开幕式上采用了无人机表演,给观众带来了一场视觉盛宴。其中一架无人机在一段时间内沿竖直方向运动,通过传感器获得其速度与时间关系如图所示,图中速度以竖直向上为正方向。已知无人机的质量为2 kg,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是 ( )
A.0~1 s时间内无人机上升,1~2 s悬停在空中做飞行表演
B.6 s末无人机上升到最高点
C.0~6 s时间内无人机所受合外力做功为-1 J
D.5 s时无人机处于失重状态
3.(多选题)(2023山东济南师大附中阶段练习)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的阻力作用。距地面高h在3 m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图。重力加速度g取10 m/s2,则该物体的质量m和所受的阻力f是 ( )
A.m=2 kg B.m=1 kg C.f=1 N D.f=2 N
4.(2022山东济南中学阶段检测)运动会上的篮球赛非常精彩,吸引了众多观众。经常有这样的场面:在临终场0.1 s的时候,运动员把球投出且准确命中,获得比赛的胜利。如果运动员投篮过程中对篮球做功为W,出手高度为h1,篮筐距地面高度为h2,篮球的质量为m,空气阻力不计,则篮球进筐时的动能为 ( )
A.W+mgh1-mgh2 B.W+mgh2-mgh1
C.mgh1+mgh2-W D.mgh2-mgh1-W
5.(2022湖北武汉三中期中)用一台额定功率为P0=60 kW的起重机,将一质量为m=500 kg的工件由地面竖直向上吊起,不计摩擦等阻力,取g取10 m/s2。求:
(1)工件在被吊起的过程中所能达到的最大速度vm;
(2)若起重机在始终保持额定功率的情况下从静止开始吊起工件,经过t=1.14 s工件的速度vt=10 m/s,则此时工件离地面的高度h为多少?
题组二 运用动能定理分析曲线运动
6.(2023山东济南师大附中阶段练习)2022年,北京冬奥会女子滑雪U型槽项目成功举行。如图所示,U型槽可以简化成是由AB、CD两个相同的四分之一光滑圆弧与水平雪道BC组成的,水平雪道与圆弧雪道相切。质量为m的运动员(可视为质点)从O点自由下落,由左侧A点进入U型槽中,从右侧D点自由飞出后上升至Q点。其中OA=h,QD=0.75h,圆弧半径R=2h。不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是 ( )
A.运动员运动到A点的速度为gℎ
B.运动员首次运动到B点的速度为6gℎ
C.运动员最终可能静止在AB段
D.运动员第二次离开U型槽后,最高能够到达相对于A点0.8h的位置
7.(2021山东济宁任城期中)如图甲所示为商场内的螺旋滑梯,小孩从顶端A处进入,由静止开始沿滑梯自然下滑(如图乙),并从底端B处滑出。已知滑梯总长度L=20 m,A、B间的高度差h=12 m。g取10 m/s2。
(1)假设滑梯光滑,求小孩从B处滑出时的速度v1的大小;
(2)有人建议将该螺旋滑梯改建为倾斜直线滑梯,并保持高度差与总长度不变。已知小孩与滑梯间的动摩擦因数μ=0.25,若小孩仍从顶端由静止自然下滑,求小孩从底端滑出时的速度v2的大小。
8.(2021福建泉州科技中学月考)如图所示,光滑14圆弧的半径为0.8 m,有一质量为1 kg的物体自A点从静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进4 m,到达C点停止。g取10 m/s2,求:
(1)物体到达B点时的速率;
(2)在物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功;
(3)物体与水平面间的动摩擦因数。
答案与分层梯度式解析
第1章 功和机械能
第3节 动能和动能定理
基础过关练
1.ACD 物体由于运动而具有的能量叫动能,所以A正确;动能是标量,动能大小与物体的速度方向无关,所以B错误;动能只有大小,没有方向,是标量,所以C正确;动能的单位为焦耳,故D正确。
2.BD 根据Ek=12mv2可知,要使动能变为原来的2倍,可采取速度不变,质量增大到原来的2倍,或速度减半,质量增大到原来的8倍,故B、D正确。
3.A 小球做竖直上抛运动,设初速度为v0,则v=v0-gt,小球的动能Ek=12mv2,把速度v代入得Ek=12mg2t2-mgv0t+12mv02,Ek与t为二次函数关系,A正确,B、C、D错误。
4.D 动能定理的表达式W=Ek2-Ek1,W指的是合外力所做的功,故A错误;动能定理适用于任何运动,故B错误;运动物体所受合外力不为零,则该物体一定做变速运动,若合外力方向始终与运动方向垂直,合外力不做功,动能不变,故C错误;公式中的Ek2-Ek1为动能的增量,当W>0时,即Ek2-Ek1>0,动能增加,当W<0时,即Ek2-Ek1<0,动能减少,故D正确。
5.AB 重力做功与路径无关,WG=mgh=25×10×2 J=500 J,选项A正确;合外力做功W=ΔEk=12mv2=12×25×22 J=50 J,选项B正确;因为W=WG+W阻=50 J,所以W阻=-450 J,即克服阻力做功为450 J,选项C错误;支持力始终与速度方向垂直,不做功,选项D错误。
6.C 设运动员踢球时对足球做的功为W,从运动员踢球到足球运动到最高点的过程,根据动能定理有W-mgh=12mv2,解得W=150 J,故选C。
方法技巧 应用动能定理解题的基本思路
(1)选取研究对象(通常是单个物体),明确它的运动过程。
(2)对研究对象进行受力分析,明确各力做功的情况,求出外力做功的代数和。
(3)明确物体在初、末状态的动能Ek1、Ek2。
(4)列出动能定理的方程W=Ek2-Ek1,结合其他必要的解题方程求解。
7.D 汽车刹车后由动能定理得-μmgs=0-12mv2,故滑行的最大距离s与v2成正比,与质量无关,所以汽车滑行的最大距离之比s1∶s2=v12∶v22=4∶1,故D正确。
8.BC 根据动能定理,合外力对物体做的功等于物体动能的变化量。前2 s内,合外力做功W=12mv12,因此,从第1 s末到第2 s末,合外力做功W1=12mv12-12mv12=0,A错误;从第3 s末到第5 s末,合外力做功W2=0-12mv12=-W,B正确;从第5 s末到第7 s末,合外力做功W3=12mv12-0=W,C正确;从第3 s末到第4 s末,合外力做功W4=12mv122-12mv12=-34W,D错误。
9.B 由题中图像可看出,前2 m内合力对物体做正功,物体的动能增加,后2 m内合力对物体做负功,物体的动能减小,所以物体具有最大动能时的位移是2 m,B正确。
10.D 设小球所受的空气阻力大小为f,上升的最大高度为h。根据动能定理得上升过程有-(mg+f)h=0-12mv02,下落过程有(mg-f)h=12mv022-0,联立解得f=35mg,h=5v0216g,故D正确。
11.答案 (1)440 J (2)4 m/s (3)1.6 m
解析 (1)小朋友在沿斜面滑下的过程中克服摩擦力做的功为Wf1=f1L=88×5 J=440 J。
(2)小朋友在斜面上运动的过程,由动能定理得
mgh-Wf1=12mv2
代入数据解得v=4 m/s。
(3)当小朋友恰滑到地垫边缘静止时,求得的地垫长度最小。小朋友在水平地垫上运动的过程,由动能定理得:-f2x=0-12mv2
代入数据解得x=1.6 m。
能力提升练
1.C 根据动能定理知,第一阶段有:W1=12mv2-0,第二阶段有:W2=12m(2v)2-12mv2=32mv2,所以W1W2=13,A、B、D错误,C正确。
2.C 以竖直向上为正方向,0~3 s时间内速度均为正值,无人机均在上升,其中1~2 s时间内匀速上升,A错误;3 s末无人机开始下降,则3 s末无人机上升到最高点,B错误;6 s末速度为零,据动能定理可得,0~6 s时间内无人机所受合外力做功为W合=12mv62-12mv02=-1 J,C正确;5 s时无人机处于减速下降过程,加速度向上,故无人机处于超重状态,D错误。故选C。
3.BD 物体上升过程,根据动能定理有-(f+mg)x=36 J-72 J=-36 J,同理,物体下降过程,有(mg-f)x=48 J-24 J=24 J,联立解得m=1 kg,f=2 N,故选B、D。
4.A 设篮球进筐时的动能为Ek2,则对投篮过程,由动能定理可知W-mg(h2-h1)=Ek2-0,得Ek2=W+mgh1-mgh2,故选项A正确。
5.答案 (1)12 m/s (2)8.68 m
解析 (1)当工件达到最大速度时,起重机功率达到额定功率且工件的加速度为零
即F1=mg,P=P0=60 kW
故vm=P0mg=600005000 m/s=12 m/s。
(2)在该过程中重力做负功,牵引力做正功,根据动能定理得P0t-mgh=12mvt2-0
代入数据解得h=8.68 m。
6.B 根据动能定理可得mgh=12mvA2,解得运动员运动到A点的速度为vA=2gℎ,故A错误;设运动员首次运动到B点的速度为vB,根据动能定理可得mg(h+R)=12mvB2,解得vB=2g(ℎ+R)=6gℎ,故B正确;由于AB段为光滑圆弧,可知运动员最终不可能静止在AB段,故C错误;运动员从O到Q过程,根据动能定理可mg(h-0.75h)-Wf=0-0,解得该过程克服摩擦力做功为Wf=0.25mgh,设运动员第二次离开U型槽后,能够到达的最高位置相对于A点的高度为h',根据动能定理可得mg(0.75h-h')-Wf=0-0,解得h'=0.5h,故D错误。故选B。 7.答案 (1)415 m/s (2)410 m/s 解析 (1)对小孩从A到B由动能定理可得 mgh=12mv12 解得v1=2gℎ=415 m/s (2)在倾斜直线滑梯上,对小孩下滑过程由动能定理可得WG+Wf=12mv22 其中WG=mgh Wf=-fL f=μN=μmg cos θ=μmg·L2−ℎ2L 联立解得v2=410 m/s 8.答案 (1)4 m/s (2)-8 J (3)0.2 解析 (1)设物体到达B点时的速度为v,由动能定理得mgR=12mv2 解得v=4 m/s (2)设物体在水平面上运动过程中摩擦力做功为W,由动能定理得W=-12mv2=-8 J。 (3)设物体与水平面间的动摩擦因数为μ,由动能定理得-μmgs=W 解得μ=−Wmgs=0.2 专题强化练2 动能定理应用中的图像和多过程问题 答案见P111 35分钟 1.(2021山东济南期中)物体在合外力作用下做直线运动的v-t图像如图所示,下列表述正确的是 ( ) A.在0~1 s内,合外力做正功 B.在0~2 s内,合外力总是做负功 C.在1~2 s内,合外力不做功 D.在0~3 s内,合外力总是做正功 2.(多选题)(2022云南曲靖第一中学期中)在未知方向的恒力F作用下,一质量为1.0 kg的物体以一定的初速度在光滑水平面上做直线运动,物体的动能Ek随位移x变化的关系如图所示。(g取10 m/s2)由上述已知条件,可知 ( ) A.力F的最小值为2.5 N B.力F不可能大于10 N C.物体运动过程中加速度大小不断发生变化 D.物体在运动过程中的任意位置力F的功率是可以求出的 3.(2022山东济南实验中学月考)如图所示,小球以初速度v0从A点沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回,其返回途中仍经过A点,则经过A点的速度大小为(重力加速度为g) ( ) A.v02−4gℎ B.4gℎ−v02 C.v02−2gℎ D.2gℎ−v02 4.(2022河南郑州第四高级中学调研)一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处。物块初动能为Ek0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能Ek与位移x关系的图线是 ( ) 5.(多选题)(2023山东济南外国语学校月考)一质量为M=1.0 kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动,被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过(不计子弹穿过物块的时间),如图甲所示。地面观察者记录了物块被击中后的速度随时间变化的关系如图乙所示,已知传送带的速度保持不变,g取10 m/s2。在这一个过程中下列判断正确的是 ( ) A.传送带的速度大小为2 m/s,逆时针转动 B.物块与传送带间的动摩擦因数为0.2 C.传送带对物块做的功为-6 J D.传送带对物块做的功为6 J 6.(2023山东济南一模)长度为1 m的匀质木板以35 m/s的水平速度进入一段长度为2 m的粗糙水平地面,木板与粗糙地面间的动摩擦因数为0.5,地面其余部分光滑,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是 ( ) A.木板刚好全部进入粗糙地面时的速度为25 m/s B.木板刚好全部进入粗糙地面时的速度为35 m/s C.木板全部滑出粗糙地面时的速度为5 m/s D.木板全部滑出粗糙地面时的速度为5 m/s 7.(2023山东模拟预测)如图甲,我国山东舰航母上的舰载机采用滑跃式起飞,甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分组成,假设上翘甲板BC是与水平甲板AB平滑连接的一段斜面,模型简化图如图乙所示,BC长为L,BC与AB间夹角为α。若舰载机从A点处由静止开始以加速度a做初速度为零的匀加速直线运动,经时间t到达B点,进入BC保持恒定功率加速,在C点刚好达到起飞速度v。已知舰载机的总质量为m(忽略滑行过程中的质量变化),舰载机在甲板上运动时受到甲板的摩擦力和空气阻力之和看作恒力,大小为其重力的k倍,重力加速度为g。求: (1)舰载机的最小额定功率; (2)舰载机在BC段运行的最长时间。 8.(2023福建莆田二十五中期中)如图所示,在倾角为θ=37°的斜面的底端有一个固定挡板D,斜面OD部分光滑,处于自然长度的轻质弹簧一端固定在D点,另一端在O点,PO的长度L=9 m。在P点有一质量为1 kg的小物体A(可视为质点),现使A从静止开始下滑,已知A与斜面PO间的动摩擦因数μ=0.5,g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求: (1)物体第一次接触弹簧时的速度大小; (2)若已知弹簧的最大压缩量为d=0.5 m,求压缩弹簧过程中物体克服弹簧弹力做的功; (3)物体与弹簧接触3次后,物体从O点沿斜面上升的最大距离x。 答案与分层梯度式解析 专题强化练2 动能定理应用中的图像和多过程问题 1.A 由题图可知,在0~1 s内,速度增大,动能增大,合外力做正功,故A正确;在0~2 s内,动能先增大后减小,合外力先做正功,后做负功,故B错误;在1~2 s内,动能减小,合外力做负功,故C错误;在0~3 s内,动能先增大后减小,故合外力先做正功,后做负功,故D错误。 2.AD 设恒力F与物体运动方向间夹角为θ,根据动能定理得Fx cos θ=Ek-Ek0,则Ek=Ek0+Fx cos θ,结合图像有Ek=50-2.5x(J),得F cos θ=-2.5 N,故F有最小值2.5 N,A正确,B错误;加速度a=Fcosθm=-2.5 m/s2,则加速度大小恒定,C错误;力F的功率PF=Fv cos θ=-2.5v(W),由图像可得任意位置的动能,从而可得速度,故任意位置力F的功率可求,D正确。 3.B 设小球在由A到B的过程中阻力做功为W,由A到B的过程中,由动能定理得-mgh+W=-12mv02,当小球由B返回到A的过程中,阻力做的功依旧为W,再由动能定理得mgh+W=12mvA2,联立以上两式可得vA=4gℎ−v02,A、C、D错误,B正确。 4.C 小物块上滑过程,由动能定理得-(mg sin θ+μmg cos θ)x=Ek-Ek0,整理得Ek=Ek0-(mg sin θ+μmg·cos θ)x;设小物块上滑的最大位移为s,小物块下滑过程,由动能定理得(mg sin θ-μmg cos θ)(s-x)=Ek-0,整理得Ek=(mg sin θ-μmg cos θ)s-(mg sin θ-μmg cos θ)x,故只有C正确。 5.AC 由题图乙可判断出物块被子弹击中后先做减速运动,再做匀速运动,但方向不变,说明传送带逆时针转动,物块最终做匀速运动的速度即传送带的速度,大小为2 m/s,故A正确;由题图乙可知物块做减速运动的加速度大小为a=23 m/s2,根据牛顿第二定律可得μMg=Ma,解得μ=115,故B错误;根据动能定理可得传送带对物块做的功W=12Mv22-12Mv12=-6 J,故C正确,D错误。故选A、C。 导师点睛 与动能定理联系紧密的几种图像 (1)v-t图像:由公式x=vt可知,v-t图线与横坐标轴围成的面积表示物体的位移。 (2)F-x图像:由公式W=Fx可知,F-x图线与横坐标轴围成的面积表示力所做的功。 (3)P-t图像:由公式W=Pt可知,P-t图线与横坐标轴围成的面积表示力所做的功。 (4)a-t图像:由公式Δv=at可知,a-t图线与横坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量。 (5)Ek-x图像:由公式F合x=Ek-Ek0可知,Ek-x图线的斜率表示合外力。 6.D 木板所受摩擦力随位移(以木板刚进入粗糙地面为位移0点)变化的图像如图所示,f-x图线与坐标轴围成的面积即木板克服摩擦力做的功,x=1 m时,木板刚好全部进入粗糙地面,从x=0到x=1 m的过程由动能定理得-12μmgx1=12mv12-12mv02,解得v1=210 m/s,A、B错误;从木板刚进入粗糙地面到木板刚好全部滑出粗糙地面,由动能定理得-12μmgx1-μmgx2-12μmgx3=12mv22-12mv02,解得v2=5 m/s,C错误,D正确;故选D。 7.答案 (1)mat(a+kg) (2)v2−a2t2+2gL(k+sinα)2at(a+kg) 解析 (1)舰载机运动到B点刚好达到额定功率时,对应功率最小,设为Pmin,从A点到B点,根据运动学公式有v1=at 由牛顿第二定律有F-kmg=ma 在B点处有Pmin=Fv1 联立解得Pmin=mat(a+kg) (2)舰载机在BC段运行的最长时间设为tmax,根据动能定理有Pmintmax-(kmg+mg sin α)L=12mv2-12mv12 解得tmax=v2−a2t2+2gL(k+sinα)2at(a+kg)。 8.答案 (1)6.0 m/s (2)21 J (3)0.072 m 解析 (1)物体在从P运动到O的过程中受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的弹力和沿斜面向上的摩擦力,对此过程应用动能定理得 mgL sin θ-μmgL cos θ=12mv2-0 解得v=2gL(sinθ−μcosθ)=6.0 m/s (2)对物体由O到将弹簧压缩至最短的过程应用动能定理得mgd sin θ-W克=0-12mv2 解得W克=21 J 所以物体克服弹簧弹力做功21 J (3)设第一次接触后上升的最大距离为x1,第二次接触后上升的最大距离为x2,从P点到第一次接触后运动至最高处的过程,根据动能定理得 mg(L-x1) sin θ-μmgL cos θ-μmgx1 cos θ=0-0 解得x1=15L 同理x2=15x1 故物体与弹簧接触3次后上升的最大距离 x=15x2=L5×5×5=9125 m=0.072 m 方法技巧 (1)应用动能定理解题时必须明确所研究的运动过程。 (2)当既可用分段法也可用全程法时,如果题目不涉及中间量,一般来说用全程法更简单,更方便。 (3)一般来说,用牛顿第二定律和运动学知识能求解的问题,应用动能定理比牛顿运动定律要简便。 第1章 功和机械能 第4节 势能及其改变 基础过关练 题组一 重力势能 1.沿高度相同而长度和粗糙程度均不同的斜面把同一物体从底端拉到顶端,比较重力势能的变化,正确的是 ( ) A.沿长度大的粗糙斜面拉,重力势能增加最多 B.沿长度小的粗糙斜面拉,重力势能增加最少 C.无论长度如何,都是斜面越粗糙重力势能增加越多 D.重力势能增加一样多 2.(2022黑龙江哈尔滨第六中学期中)质量为20 kg的铁板厚度不计,平放在二楼的地面上。二楼地面与楼外地面的高度差为3 m。这块铁板相对二楼地面和楼外地面的重力势能分别为(g取10 m/s2) ( ) A.600 J、0 B.0、600 J C.1 200 J、0 D.0、1 200 J 题组二 重力做功与重力势能改变的关系 3.(2023山东济南外国语学校阶段练习)如图所示,质量为m的铁球从空中位置A处由静止释放后,经过一段时间下落至位置B,A、B间高度差为H,重力加速度为g,不计空气阻力,取A位置为零势能点。则 ( ) A.在位置B处,铁球的重力势能为mgH B.如果存在空气阻力,在位置B处铁球的重力势能大于-mgH C.无论是否存在空气阻力,铁球经过位置B处时,重力势能一定减小mgH D.选择B为零势能点,由于零势能点下降,重力做功会大于mgH 4.(2023广东广州番禺中学期末)如图所示,骑自行车下坡虽然不再蹬车,但人和自行车却运动得越来越快,在自行车下坡过程中 ( ) A.重力势能减少,动能减少 B.重力势能减少,动能增加 C.重力势能增加,动能增加 D.重力势能增加,动能减少 5.(多选题)(2023福建莆田十五中月考)小明从三楼教室匀速率地走到一层,重力做了3×103 J的功,则在此过程中小明的 ( ) A.动能不变 B.动能一定增加了3×103 J C.重力势能一定增加了3×103 J D.重力势能一定减小了3×103 J 题组三 弹性势能 6.(2021福建建瓯芝华中学月考)关于弹簧的弹性势能,下列说法中正确的是 ( ) A.当弹簧变长时(未超出弹性限度),它的弹性势能一定增大 B.当弹簧变短时,它的弹性势能一定变小 C.若选弹簧自然长度时的势能为零,则其他长度的势能均为正值 D.若选弹簧自然长度时的势能为零,则伸长时的弹性势能为正值,压缩时的弹性势能为负值 7.一根弹簧的弹力-伸长量图像如图所示,那么弹簧由伸长8 cm到伸长4 cm的过程中,弹力做的功和弹性势能的变化量分别为 ( ) A.3.6 J,-3.6 J B.-3.6 J,3.6 J C.1.8 J,-1.8 J D.-1.8 J,1.8 J 能力提升练 题组一 重力做功与重力势能变化的关系 1.(2021山东济南期中)某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中质量为m的皮球滑落,球从A点滚到了山脚下的B点,高度标记如图所示,重力加速度为g,则下列说法正确的是 ( ) A.从A到B的曲线轨道长度不知道,无法求出此过程中重力做的功 B.从A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程中重力做的功 C.从A到B重力势能变化了mg(H+h) D.从A到B重力做功mgH 2.(2021山东枣庄薛城期中)如图所示,斜坡式自动扶梯将质量为60 kg的张明从地面送到4 m高的二楼,g取10 m/s2。在此过程中,关于张明所受重力做功与张明的重力势能变化,下列说法正确的是 ( ) A.重力做功为-2 400 J,重力势能增加了2 400 J B.重力做功为2 400 J,重力势能增加了2 400 J C.重力做功为-2 400 J,重力势能减少了2 400 J D.重力做功为2 400 J,重力势能减少了2 400 J 3.(2021重庆铜梁一中月考)如图所示为儿童蹦极的照片,儿童绑上安全带,在两根弹性绳的牵引下上下运动。在儿童从最高点下降到最低点的过程中 ( ) A.合力对儿童一直做负功 B.合力对儿童一直做正功 C.儿童的动能一直不变 D.儿童的重力势能减少 4.(2023江苏盐城东台创新中学检测)一个100 g的小球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度,则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10 m/s2) ( ) A.重力做功为1.8 J B.重力做了0.55 J的负功 C.小球的重力势能一定减少0.55 J D.小球的重力势能一定增加1.25 J 5.(2023福建福州福清高中联合体期中)2022年我国成功举办了第24届冬季奥林匹克运动会,向世界展示了中国的发展成就。其中雪车(也称“有舵雪橇”)是一项非常刺激的运动项目。如图所示,在一段赛道上,运动员操控雪车无助力滑行,沿斜坡赛道由静止从A点滑行过B点,再沿水平赛道滑行至C点停下来。已知运动员和雪车的总质量为m,A、B两点间的高度为h,雪车与赛道间的动摩擦因数处处相同,重力加速度为g,忽略空气阻力的影响。运动员及雪车从A点滑行到C点的整个过程中,下列说法不正确的是 ( ) A.重力做功为mgh B.重力势能的减小量为mgh C.轨道对雪车的支持力做功为0 D.合外力做功为mgh 6.(2023福建福州十八中期中)如图是可爱的毛毛虫外出觅食,缓慢经过一边长为L的等边三角形山丘的示意图,已知其身长为3L,总质量为m,图示时刻,其头部刚到达最高点,假设毛毛虫能一直贴着山丘前行,则从其头部刚到山顶到头部刚到山丘右侧底端的过程中毛毛虫的重力势能变化量为(重力加速度为g) ( ) A.12mgL B.312mgL C.36mgL D.34mgL 题组二 弹力做功与弹性势能变化的关系 7.(2022陕西西安期中)如图所示,质量为m的小滑块从O点以速度v0沿水平面向左运动,小滑块撞击弹簧后被弹簧弹回并最终静止于O点,则运动过程中弹簧获得的最大弹性势能是 ( ) A.13mv02 B.14mv02 C.16mv02 D.18mv02 8.(2022山东潍坊期中)某兴趣小组通过探究得到弹性势能的表达式为ΔEp=12kx2,式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧伸长(或缩短)的长度,请结合弹性势能表达式计算下列问题。放在地面上的物体上端系在劲度系数k=200 N/m的弹簧上,弹簧的另一端拴在跨过定滑轮的绳子上,如图所示,手拉绳子的另一端,当往下拉0.1 m时,物体开始离开地面,继续拉绳,使物体缓慢升高到离地h=0.5 m高处。如果不计弹簧重和滑轮与绳的摩擦,g取10 m/s2,求: (1)弹簧弹性势能的大小; (2)物体重力势能的增量。 9.(2023福建平山中学、磁灶中学、泉州十一中、永春二中、内坑中学联考)如图所示,水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直14圆轨道相切于B点,右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接(即物体经过C点时速度的大小不变),斜面顶端固定一轻质弹簧。一质量为2 kg的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放,经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压缩至D点。已知光滑圆轨道的半径R=0.45 m,水平轨道BC长为0.4 m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,光滑斜面轨道上CD长为0.6 m,g取10 m/s2,求: (1)滑块第一次经过B点时的速度大小vB; (2)整个过程中弹簧的最大弹性势能Ep。 答案与分层梯度式解析 第1章 功和机械能 第4节 势能及其改变 基础过关练 1.D 重力势能的变化只取决于重力做功,而重力做功与其他力是否存在无关,同一物体的高度变化相同,则重力势能变化相同,D正确。 2.B 铁板相对于二楼地面的高度是零,故铁板相对于二楼地面的重力势能为零;铁板相对于楼外地面的高度为3 m,则铁板相对于楼外地面的重力势能Ep=mgh=20×10×3 J=600 J。故B正确。 3.C 在位置B处,铁球的重力势能为-mgH,与是否存在空气阻力无关,故A、B错误;无论是否存在空气阻力,铁球经过位置B处时,重力势能均为-mgH,一定减小mgH,故C正确;重力做功的多少与路径无关、与零势能点的选取无关,所以选择B为零势能点,铁球从A到B重力做功一定等于mgH,故D错误。 4.B 自行车从高处往低处运动,重力对自行车做正功,重力势能减少,速度越来越快,动能增加。故选B。 5.AD 由于小明匀速率走到一层,所以此过程动能不变;根据重力做功与重力势能改变的关系可知,重力做了3×103 J的功,则重力势能减少了3×103 J。故选A、D。 6.C 弹簧弹性势能的大小,除了跟劲度系数k有关外,还跟它的形变量(拉伸或压缩的长度)有关。如果弹簧原来处在压缩状态,当它变长时,它的弹性势能应该先减小,在原长处它的弹性势能最小,A错误。如果弹簧原来处在压缩状态,当它变短时,它的弹性势能变大,B错误。弹簧弹性势能始终为正值,不可能为负值,C正确,D错误。 7.C F-x图像中图线与坐标轴所围图形的面积表示弹力做的功,则W=12×0.08×60 J-12×0.04×30 J=1.8 J,此过程弹力做正功,弹簧的弹性势能减小1.8 J,故选项C正确。 能力提升练 1.D 重力做功与物体的运动路径无关,只与初、末状态物体的高度差有关。皮球从A到B的高度差是H,故从A到B重力做功mgH,重力势能减少了mgH,D正确。 2.A 张明所受重力做功为WG=-mgh=-2 400 J,重力势能变化量为Ep=-WG=2 400 J,即重力势能增加了2 400 J,故选项A正确。 3.D 儿童在初、末位置时的速度均为零,儿童下降过程中速度先变大再变小,动能先变大再变小,根据动能定理可知合力对儿童先做正功再做负功,故A、B、C错误;儿童高度下降,所以儿童的重力势能减少,故D正确。 4.C 在整个过程中,球下降的高度为h=1.8 m-1.25 m=0.55 m,该过程中重力对球做正功,WG=mgh=0.1×10×0.55 J=0.55 J,故A、B错误;重力做多少正功,重力势能就减少多少,故小球的重力势能一定减少0.55 J,故C正确,D错误。 5.D 运动员及雪车从A滑行到C,重力做功为W=mgh,重力势能的变化只与重力做功有关,重力做多少正功,重力势能就减小多少,所以重力势能的减小量为mgh,故A、B正确;轨道对雪车的支持力始终与速度方向垂直,所以不做功,故C正确;根据动能定理可知合外力做功为零,故D错误。本题选不正确的,故选D。 6.B 选山丘底端为零势能面,则初状态的重力势能为E1=13mg·L2sin 60°=312mgL,毛毛虫头部越过山顶刚到达山丘底端时的重力势能为E2=23mg·L2sin 60°=36mgL,其重力势能的变化量为ΔE=E2-E1=36mgL-312mgL=312mgL,故选B。 7.B 设小滑块与地面间的动摩擦因数为μ,O点离弹簧右端距离为L,弹簧最大压缩量为Δx,小滑块从O点运动到弹簧压缩量最大时,速度减为0,由动能定理可得-μmg(L+Δx)-W弹=0-12mv02,再分析从弹簧压缩量最大到小滑块最终静止的过程,由动能定理可得W弹-μmg(L+Δx)=0-0,联立可得W弹=14mv02,故弹簧获得的最大弹性势能是14mv02,选项B正确,A、C、D错误。 8.答案 (1)1 J (2)10 J 解析 (1)物体缓慢升高的过程,处于动态平衡状态,则有kΔx=mg,其中Δx=0.1 m 则弹簧弹性势能的大小为ΔEp=12kx2=12kΔx2 联立解得ΔEp=1 J,m=2 kg (2)物体重力势能的增量为ΔEp'=mgh=10 J。
9.答案 (1)3 m/s (2)1.4 J
解析 (1)对滑块,从A到B,由动能定理有mgR=12mvB2,解得vB=3 m/s。
(2)滑块第一次到D点时,弹簧的弹性势能最大,从A到D,由动能定理可得
mg(R-lCD sin 30°)-μmglBC+W弹=0
解得W弹=-1.4 J
所以整个过程中弹簧的最大弹性势能Ep=-W弹=1.4 J
第1章 功和机械能
第5节 科学验证: 机械能守恒定律
第2课时 验证机械能守恒定律
基础过关练
题组一 实验器材与实验操作
1.(多选题)某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验,下列操作步骤中正确的是 ( )
A.把电磁打点计时器固定在铁架台上,并用导线连接到低压交流电源上
B.把连有重锤的纸带穿过限位孔,将纸带和重锤提升到一定高度
C.先释放纸带,再接通电源
D.更换纸带,重复实验,处理数据
题组二 实验原理与数据处理
2.(2023福建福州格致中学期中)在利用自由落体验证机械能守恒定律的实验中:
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤,其中可省略或不正确的操作是 ;
A.按照图1所示的装置安装器材
B.用天平测量重物和夹子的质量m
C.将电磁打点计时器接到“6 V”直流电源上
D.先接通电源再释放纸带,打出一条纸带后,更换纸带,重复多次该步骤
E.选择一条理想的纸带,对其进行测量
(2)如图2所示是实验中测得的一条纸带,A点之后各点间距分别为x1、x2、x3、x4,各相邻点间的时间间隔为T,则B点的速度表达式为vB= ;
(3)若将B点和D点的速度用vB、vD表示,当地重力加速度为g,要验证重物从B点运动到D点的过程中机械能守恒,则需满足关系 。
题组三 实验拓展与创新
3.小刚同学用如图所示的实验装置验证“机械能守恒定律”,他进行如下操作:
①用天平测出小球的质量为0.50 kg;
②用游标卡尺测出小球的直径为10.0 mm;
③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为82.05 cm;
④电磁铁先通电,让小球吸在其下端;
⑤电磁铁断电时,小球自由下落;
⑥在小球通过光电门时,计时装置记下小球通过光电门所用的时间为2.50×10-3 s,由此可算出小球通过光电门的速度。
(1)由以上测量数据可计算出小球下落到光电门处时重力势能的减少量ΔEp= J,小球动能的变化量ΔEk= J。(g取9.8 m/s2,结果均保留三位有效数字)
(2)从实验结果中发现ΔEp (选填“稍大于”“稍小于”或“等于”)ΔEk,试分析可能的原因: 。
能力提升练
题组一 验证机械能守恒定律的实验原理
1.(2022河南濮阳摸底)某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中,先后通过光电门A、B,计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h,当地的重力加速度为g。
(1)用游标卡尺测量钢球的直径,读数如图乙所示,钢球直径为D= cm。
(2)要验证机械能守恒,只要比较 。
A.D21tA2−1tB2与gh是否相等
B.D21tA2−1tB2与2gh是否相等
C.D21tB2−1tA2与gh是否相等
D.D21tB2−1tA2与2gh是否相等
(3)钢球通过光电门的平均速度 (选填“>”或“<”)钢球球心通过光电门的瞬时速度,由此产生的误差 (选填“能”或“不能”)通过增加实验次数减小。
题组二 实验的数据处理
2.(2023福建南平政和二中月考)用如图甲所示实验装置验证A、B组成的系统机械能守恒。B从高处由静止开始下落,A上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)。已知A的质量为m1=50 g,B的质量为m2=150 g,打点计时器工作频率为50 Hz,则(g取10 m/s2,结果保留两位有效数字)
(1)纸带上打下计数点5时的速度v= m/s。
(2)在打计数点0~5的过程中系统动能的增加量ΔEk= J,系统势能的减少量ΔEp= J,由此得出的结论是 。
(3)若某同学作出v22-h图像如图丙所示,则当地的重力加速度g'= m/s2。 题组三 实验拓展与创新 3.(2022江西抚州临川一中月考)某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题。A、B是质量均为m的小物块,C是质量为M的重物,A、B间由轻弹簧相连,A、C间由轻绳相连。在物块B下放置一压力传感器,重物C下放置一速度传感器,压力传感器与速度传感器相连。整个实验中弹簧均处于弹性限度内,重力加速度为g。实验操作如下: a.开始时,系统在一外力作用下保持静止,轻绳拉直但张力为零。现释放C,使其向下运动,当压力传感器示数为零时,速度传感器测出C的速度为v。 b.在实验中保持A、B质量不变,改变C的质量M,多次重复a操作。 回答下列问题: (1)该实验中,M和m大小关系必须满足M m(选填“小于”“等于”或“大于”)。 (2)为便于研究速度v与质量M的关系,每次测C的速度时,C已下降的高度应 (选填“相同”或“不同”)。 (3)根据所测数据,为更直观地验证机械能守恒定律,应作出 (选填“v2-M”“v2-1M”或“v2-1M+m”)图像。 (4)根据(3)问的图像,若图线在纵轴上的截距为b,则弹簧的劲度系数为 (用题中所给的物理量的符号来表示)。 4.(2021山东泰安期中)某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。 (1)如图(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测量相应的弹簧长度,部分数据如表。由数据算得劲度系数k= N/m。(g取9.80 m/s2) (2)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图(b)所示;调整导轨使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小 。 (3)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v。释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为 。 (4)重复(3)中的操作,得到v与x的关系如图(c),由图可知,v与x成 关系。由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的 成正比。 答案与分层梯度式解析 第2课时 验证机械能守恒定律 基础过关练 1.ABD 在做“验证机械能守恒定律”的实验时,应先接通电源,后释放纸带,以保证打第一个点时纸带的速度为0,故选项C错误,A、B、D均正确。 2.答案 (1)BC (2)x1+x22T (3)g(x2+x3)=12vD2-12vB2 解析 (1)按照图1所示的装置安装器材,不可省略,A正确,不符合题意;动能的增加量及重力势能的减少量表达式中均包含质量,故不需要测量重物和夹子的质量,故B符合题意;电磁打点计时器使用的是交流电源,C错误,符合题意;先接通电源后释放纸带,打出一条纸带后,更换纸带,重复多次该步骤,D正确,不符合题意;选择一条理想的纸带,对其进行测量,E正确,不符合题意。故选B、C。 (2)B点的速度表达式为vB=x1+x22T。 (3)重物从B点运动到D点,重力势能的减小量为ΔEp=mg(x2+x3),动能的增加量为ΔEk=12mvD2-12mvB2,要验证重物从B点运动到D点的过程中机械能守恒,则需满足关系mg(x2+x3)=12mvD2-12mvB2,即g(x2+x3)=12vD2-12vB2。 3.答案 (1)4.02 4.00 (2)稍大于 空气阻力的影响或高度测量中忽略了小球的尺度等 解析 (1)小球重力势能减少量ΔEp=mgh=0.5×9.8×0.820 5 J≈4.02 J;小球通过光电门的平均速度为v=dt=0.012.5×10−3 m/s=4 m/s,小球的动能变化量ΔEk=12mv2=4.00 J。(2)从实验结果中发现ΔEp稍大于ΔEk,原因是空气阻力的影响或高度测量中忽略了小球的尺度等。 能力提升练 1.答案 (1)0.850 (2)D (3)< 不能 解析 (1)游标卡尺的主尺读数为0.8 cm,游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标尺读数为0.05×10 mm=0.50 mm,所以钢球直径为0.850 cm。 (2)利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,故v=Dt,以光电门B所在水平面为参考平面,根据机械能守恒的表达式有:mgh=12mD21tB2−1tA2 即要验证机械能守恒,只要比较D21tB2−1tA2与2gh是否相等,故选D。 (3)根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度,所以钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度,由此产生的误差不能通过增加实验次数减小。 2.答案 (1)2.4 (2)0.58 0.60 在误差允许的范围内,A、B组成的系统机械能守恒 (3)9.7 解析 (1)纸带上打下计数点5时的速度大小为 v=x46t46=21.60+26.402×5×0.02×10-2 m/s=2.4 m/s。 (2)在打点0~5过程中系统动能的增加量为ΔEk=12m1v2+12m2v2-0=12×50×10-3×2.42 J+12×150×10-3×2.42 J-0≈0.58 J 系统重力势能的减少量为ΔEp=m2gh05-m1gh05=150×10-3×10×(38.40+21.60)×10-2 J-50×10-3×10×(38.40+21.60)×10-2 J=0.60 J 实验结果表明,在误差允许的范围内,A、B组成的系统重力势能的减少量等于动能的增加量,即系统的机械能守恒。 (3)A、B组成的系统机械能守恒,则 m2g'h-m1g'h=12m2v2+12m1v2-0 整理得v2=g'h
可见,重力加速度g'大小等于v22-h图像斜率的2倍,则g'=2×5.821.20 m/s2=9.7 m/s2。
3.答案 (1)大于 (2)相同 (3)v2-1M+m (4)4mg2b
解析 (1)根据题意,为确保压力传感器的示数能够为零,弹簧要从压缩状态变为伸长状态,则C的质量M要大于A的质量m。
(2)刚释放C时,弹簧处于压缩状态,若使压力传感器示数为零,则弹簧的拉力为F=mg,因此弹簧的形变量为Δx=Δx1+Δx2=mgk+mgk=2mgk;不论C的质量如何,要使压力传感器示数为零,应使A上升的高度为2mgk,则C下落的高度为2mgk,即C下落的高度应相同。
(3)选取A、C及弹簧为一个系统,初始状态和压力传感器示数为零时,弹簧的弹性势能相同,根据机械能守恒定律,则有(M-m)g×2mgk=12(M+m)v2,整理可得v2=-8m2g2k·1M+m+4mg2k;为得到线性关系图线,应作出v2-1M+m图像。
(4)由(3)问中表达式可知4mg2k=b,解得k=4mg2b。
4.答案 (1)50 (2)相等
(3)滑块的动能
(4)正比 压缩量的二次方
解析 (1)由k=ΔF|Δx=0.1×9.80(8.62−6.66)×10−2 N/m=50 N/m。
(2)要调整气垫导轨水平,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小相等。
(3)根据机械能守恒定律,释放滑块后,弹簧的弹性势能转化为滑块的动能。
(4)由题图可知,x与v成正比,即v=bx,由Ep=Ek=12mv2=12mb2x2,因此弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量的二次方成正比。 1.CD2.A3.B4.B5.C1.A2.A3.C4.D5.A6.AD7.B8.B9.C1.D2.B3.C4.B5.BD6.C7.A1.A2.C3.AC4.B5.C6.B8.BD9.C10.B11.CD1.C2.C3.D4.AC5.D1.ACD2.BD3.A4.D5.AB6.C7.D8.BC9.B10.D1.C2.C3.BD4.A6.B1.A2.AD3.B4.C5.AC6.D1.D2.B3.C4.B5.AD6.C7.C1.D2.A3.D4.C5.D6.B7.B砝码质量/g50100150弹簧长度/cm8.627.636.66
第1章 功和机械能第1节 机械功基础过关练题组一 对功的概念的理解及正、负功的判断1.(多选题)(2022福建宁德博雅培文学校月考)关于做功,下列说法正确的是 ( )A.滑动摩擦力一定对物体做负功B.人用力F=300 N将足球踢出,球在空中飞行40 m,人对足球做的功一定为12 000 JC.功有正负,但它是标量D.人用力推物体,但物体未被推动,人对物体做功为零2.(2023福建福州期中)图中汉墓壁画拓片描绘了汉代人驾车的场景。当马拉车沿水平路面前进时,下列各力中对车做正功的是 ( )A.马对车的拉力 B.车所受的支持力C.车所受的重力 D.地面对车的摩擦力题组二 功的计算3.(2023山东济南实验中学期末)如图所示,一物块沿水平地面向左运动,水平恒力的大小为F,物块与地面间的摩擦力大小为Ff,在物块向左运动位移大小为x的过程中,水平恒力F做功为 ( )A.Fx B.-FxC.-Ffx D.(F-Ff)x4.物体在水平恒力F的作用下,在光滑的水平面上由静止前进了距离s,再进入粗糙水平面又继续前进了距离s。设力F在第一段距离中对物体所做的功为W1,在第二段距离中对物体所做的功为W2,则 ( )A.W1>W2 B.W1=W2C.W1
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