1、探究动能变化跟做功的关系课后篇巩固探究学业水平引导一、选择题1.改变汽车的质量和速度,都能使汽车的动能发生变化,在下面几种情况中,汽车的动能是原来的2倍的是()A.质量不变,速度变为原来的2倍B.质量和速度都变为原来的2倍C.质量变为原来的2倍,速度减半D.质量减半,速度变为原来的2倍解析:由Ek=mv2知,m不变,v变为原来的2倍,Ek变为原来的4倍。同理,m和v都变为原来的2倍时,Ek变为原来的8倍;m变为2倍,速度减半时,Ek变为原来的一半;m减半,v变为2倍时,Ek变为原来的2倍,故选项D正确。答案:D2.(多选)关于动能、动能定理,下列说法正确的是()A.一定质量的物体,动能变化时,
2、速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化B.动能不变的物体,一定处于平衡状态C.合力做正功,物体动能可能减小D.运动物体所受的合外力为零,则物体的动能肯定不变解析:一定质量的物体,动能变化时,物体的速度大小一定变化,所以速度一定变化。速度变化时,物体的速度大小不一定变化,所以动能不一定变化,A项正确;动能不变的物体,速度方向可能改变,不一定处于平衡状态,B项错误;合力做正功时,动能肯定增加,合力做功为零时,动能肯定不变,C项错误,D项正确。答案:AD3.一质量为2 kg的滑块,以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间,滑块的速度方向变为
3、向右,大小为4 m/s,在这段时间里水平力所做的功为()A.0B.8 JC.16 JD.32 J解析:由动能定理可知,滑块在这段时间内动能没有变化,故水平力做的功为零。答案:A4.质量为m的金属块,当初速度为v0时,在水平面上滑行的最大距离为s,如果将金属块质量增加到2m,初速度增大到2v0,在同一水平面上该金属块最多能滑行的距离为()A.sB.2sC.4sD.8s解析:根据动能定理得mgs=,2mgs=2m(2v0)2,由以上两式解得s=4s。答案:C5.右图是物体沿曲面从A点无初速度滑下,滑至曲面的最低点B时,下滑的高度为5 m,速度为6 m/s,若物体的质量为1 kg。则下滑过程中物体克
4、服阻力所做的功为()A.50 JB.18 JC.32 JD.0解析:由动能定理得mgh-Wf=mv2,故Wf=mgh-mv2=32J,C正确。答案:C6.(多选)质量不同而具有相同动能的两个物体,在动摩擦因数相同的水平面上滑行到停止,则()A.质量大的物体滑行的距离长B.质量大的物体滑行的距离短C.它们克服阻力做的功一样大D.它们运动的加速度一样大解析:两物体的初动能相同,末动能也相同,动能的变化量相同,由动能定理知,合力对它们做的总功相等,即它们克服摩擦力做的功一样大,C正确;由关系式m1gl1=m2gl2可知,质量大的物体滑行的距离短,B正确,A错误;由牛顿第二定律a=g知,它们运动的加速
5、度相同,D正确。答案:BCD二、非选择题7.一架喷气式飞机,质量m=5.0103 kg,起飞过程中从静止开始运动。当位移达到s=500 m时,速度达到起飞速度v=60 m/s,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02。求飞机受到的平均牵引力。(g取10 m/s2)解析:由动能定理可知(-0.02mg)s=mv2解得F牵=1.79104N答案:1.79104 N能力素养拓展一、选择题1.将质量为m的小球以速度v0由地面竖直向上抛出,小球落回地面时,其速度大小为v0。设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变,则空气阻力的大小等于()A.mgB.mgC.mgD.mg解析:根据动能定理可知,对
6、全过程有-2fH=m(v0)2-,上升过程-(mg+f)H=-,联立两式得f=mg,选项D正确。答案:D2.导学号44904035右图是用同种材料制成的一个轨道,AB段为圆弧,半径为R,水平放置的BC段长度为R。一小物块质量为m,与轨道间的动摩擦因数为,当它从轨道顶端A由静止下滑时,恰好运动到C点静止,那么物块在AB段所受的摩擦力做的功为()A.mgRB.mgR(1-)C.mgRD.mgR解析:设在AB段物块克服摩擦力做的功为W,则物块由A到B运用动能定理可得,mgR-W=-0,物块由B到C运用动能定理可得-mgR=0-,两式联立解得W=mgR(1-),故应选B。答案:B3.在光滑的水平面上,
7、质量为m的小滑块停放在质量为m0、长度为L的静止的长木板的最右端,滑块和木板之间的动摩擦因数为。现用一个大小为F的恒力作用在m0上,当小滑块滑到木板的最左端时,滑块和木板的速度大小分别为v1、v2,滑块和木板相对于地面的位移大小分别为s1、s2,下列关系式错误的是()A.mgs1=B.Fs2-mgs2=m0C.mgL=D.Fs2-mgs2+mgs1=m0解析:滑块在摩擦力作用下前进的距离为s1,故对于滑块mgs1=,A对,C错;木板前进的距离为s2,对于木板Fs2-mgs2=m0,B对;由以上两式得Fs2-mgs2+mgs1=m0,D对。答案:C二、非选择题4.某同学在探究功与物体速度变化的关
8、系实验中,设计了如图所示的实验,将纸带固定在重物上,让纸带穿过打点计点器,先用手提着纸带,使重物静止在靠近计时器的地方,然后接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列小点,得到的纸带如图所示,O点为计时器打下的第1个点,该同学对数据进行了下列处理,取OA=AB=BC,并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为vA=0.12 m/s、vB=0.17 m/s、vC=0.21 m/s。根据以上数据你能否大致判断Wv2?解析:设由O到A的过程中,重力对重物所做的功为WOA,那么由O到B过程中,重力对重物所做的功为2WOA,由O到C的过程中,重力对重物所做的功为3WOA。由计算可知,
9、=1.4410-2m2/s2=2.8910-2m2/s2=4.4110-2m2/s22,3即2,3由以上数据可以判定Wv2是正确的,也可以根据W-v2的曲线来判断(见上图)。答案:能判定Wv25.导学号44904036(2017全国2卷)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s1s0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图所示。训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1。重力加速度大小为g。求(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;(2)满足训练要求的运动员的最小加速度。解析:(1)设冰球的质量为m,冰球与冰面之间的动摩擦因数为,由动能定理得-mgs0=解得=(2)冰球到达挡板时,满足训练要求的运动员中,刚好到达小旗处的运动员的加速度最小。设这种情况下,冰球和运动员的加速度大小分别为a1和a2,所用的时间为t,由运动学公式得=2a1s0v0-v1=a1ts1=a2t2联立式得a2=答案:(1)(2)
