高中物理魯科版第二章能的轉(zhuǎn)化與守恒

(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)1．關(guān)于動(dòng)能概念及公式W＝Ek2－Ek1的說法中正確的是()A．若物體速度在變化，則動(dòng)能一定在變化B．速度大的物體，動(dòng)能一定大C．W＝Ek2－Ek1表示功可以變成能D．動(dòng)能的變化可以用合外力的功來量度解析：動(dòng)能Ek2＝eq\f(1,2)mv2，大小取決于m和v的大小，B錯(cuò)，若物體只是速度方向在變，動(dòng)能不變，A錯(cuò)；W＝Ek2－Ek1，表示合外力的功等于動(dòng)能的變化，即動(dòng)能變化可以由合外力做功來量度，但功不可以變成能，C錯(cuò)，D對(duì)．答案：D2．關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合力、合力的功、動(dòng)能的變化，下列說法中正確的是()A．運(yùn)動(dòng)物體所受的合力不為零，合力一定做功，物體的動(dòng)能一定變化B．運(yùn)動(dòng)物體所受的合力為零，則物體的動(dòng)能一定不變C．運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能保持不變，則該物體所受合力一定為零D．運(yùn)動(dòng)物體所受合力不為零，則該物體一定做變速運(yùn)動(dòng)解析：運(yùn)動(dòng)物體所受合力不為零，合力不一定做功，物體的動(dòng)能不一定要變化，例如合力與位移始終垂直時(shí)，A、C項(xiàng)錯(cuò)．合力為零時(shí)，一定不做功，所以動(dòng)能一定不變，B項(xiàng)正確．運(yùn)動(dòng)物體合力不為零，則其加速度一定不為零，所以物體一定做變速運(yùn)動(dòng)，D正確．答案：BD3．一個(gè)質(zhì)量為m的物體自傾角為θ的光滑斜面頂端由靜止開始滑下，它在滑下一段距離L時(shí)的動(dòng)能為()A．mgLtanθ B．mgLsinθC．mgL/cosθ D．mgLcotθ解析：物體在光滑斜面上由靜止開始滑下，只有重力做功，由動(dòng)能定理得：mgLsinθ＝eq\f(1,2)mv2－0，所以物體在滑下一段距離L時(shí)的動(dòng)能為：mgLsinθ，正確選項(xiàng)為B.答案：B4．一人用力踢質(zhì)量為1kg的靜止足球，使球以10m/s的水平速度飛出，設(shè)人踢球的平均作用力為200N，球在水平方向滾動(dòng)的距離為20m，則人對(duì)球做功為(g取10m/s2)()A．50J B．200JC．4000J D．6000J解析：人對(duì)足球做功的過程只是在踢球的瞬間，球在空中飛行以及在地面上滾動(dòng)的過程中，都不是人在做功，所以人對(duì)足球做功的過程就是足球獲得的動(dòng)能．根據(jù)動(dòng)能定義式Ek＝eq\f(1,2)mv2得人對(duì)足球做的功為50J.答案：A5．某人把質(zhì)量為kg的一塊小石頭從距地面為5m的高處以60°角斜向上拋出，拋出時(shí)的初速度大小為10m/s，則當(dāng)石頭著地時(shí)，其速度大小約為(g取10m/s2)()A．14m/s B．12m/sC．28m/s D．20m/s解析：此過程中可忽略空氣阻力，認(rèn)為小石頭只受重力作用．由動(dòng)能定理，重力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化，則mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，v2＝eq\r(v\o\al(2,1)＋2gh)＝10eq\r(2)m/s，A對(duì)．答案：A6．一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止開始向上提升1m，這時(shí)物體的速度是2m/s，則下列結(jié)論中不正確的是()A．手對(duì)物體做功12JB．合外力對(duì)物體做功12JC．合外力對(duì)物體做功2JD．物體克服重力做功10J解析：由動(dòng)能定理得W手－mgh＝eq\f(1,2)mv2則W手＝mgh＋eq\f(1,2)mv2＝1×10×1＋eq\f(1,2)×1×22J＝12JF合l＝W手－mgh＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×1×22J＝2JWG′＝mgh＝1×10×1J＝10J．故B錯(cuò)誤．答案：B7．在水平路面上有一輛以36km/h行駛的客車，在車廂后座有一位乘客甲，把一個(gè)質(zhì)量為4kg的行李以相對(duì)客車5m/s的速度拋給前方座位的另一位乘客乙，則行李的動(dòng)能是()A．500J B．200JC．450J D．900J解析：動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2的大小有相對(duì)性，取不同參考系v值不同，Ek不同，一般應(yīng)以地面為參考系．客車以36km/h＝10m/s的速度向前行駛，甲乘客相對(duì)客車以5m/s的速度拋給乙乘客，所以行李的運(yùn)動(dòng)速度為v＝(10＋5)m/s＝15m/s.由動(dòng)能的定義式有Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×4×152J＝450J.答案：C8.在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到vm后，立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直至靜止，v－t圖象如圖所示，設(shè)汽車的牽引力為F，摩擦力為f，全程中牽引力做功為W1，克服摩擦力做功為W2，則()A．F∶f＝1∶3 B．W1∶W2＝1∶1C．F∶f＝4∶1 D．W1∶W2＝1∶3解析：對(duì)汽車全過程應(yīng)用動(dòng)能定理：W1－W2＝0，所以W1＝W2；由圖象可知牽引力與阻力作用距離之比為1∶4，由Fs1－Fs2＝0知，F(xiàn)∶f＝4∶1.答案：BC9.如圖所示，AB為eq\f(1,4)圓弧軌道，BC為水平直軌道，圓弧的半徑為R，BC的長(zhǎng)度也是R.一質(zhì)量為m的物體，與兩個(gè)軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ，當(dāng)它由軌道頂端A從靜止開始下落，恰好運(yùn)動(dòng)到C處停止，那么物體在AB段克服摩擦力所做的功為()\f(μmgR,2) \f(mgR,2)C．mgR D．(1－μ)mgR解析：物體從A運(yùn)動(dòng)到B所受的彈力要發(fā)生變化，摩擦力大小也要隨之變化，所以克服摩擦力所做的功不能直接由做功的公式求得，而在BC段克服摩擦力所做的功，可直接求得，對(duì)從A到C全過程運(yùn)用動(dòng)能定理即可求出物體在AB段克服摩擦力所做的功．設(shè)物體在AB段克服摩擦力所做的功為WAB，物體從A到C的全過程，根據(jù)運(yùn)動(dòng)定理有：mgR－WAB－μmgR＝0所以WAB＝mgR－μmgR＝(1－μ)mgR.故正確答案為D.答案：D10．小球由地面豎直上拋，上升的最大高度為H，設(shè)所受阻力大小恒定，地面為零勢(shì)能面．在上升至離地高度h處，小球的動(dòng)能是勢(shì)能的兩倍，在下落至離地高度h處，小球的勢(shì)能是動(dòng)能的兩倍，則h等于()\f(H,9) \f(2H,9)\f(3H,9) \f(4H,9)解析：設(shè)小球地面上拋時(shí)速度為v0，上升至離地高度h時(shí)，速度為v1，下落至離地面高度h處速度為v2，空氣阻力為F，則由動(dòng)能定理有上升階段：－mgH－FH＝－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，－mgh－Fh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)又2mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)下降階段：mg(H－h(huán))－F(H－h(huán))＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，又mgh＝2×eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)由以上各式聯(lián)立得h＝eq\f(4,9)H.答案：D11.如圖所示的照片是游樂場(chǎng)中“激流飛下”的項(xiàng)目．設(shè)小船與乘客的總質(zhì)量為200kg，小船在傾斜水槽中下滑時(shí)所受的阻力為重力的倍，水槽的坡度為30°，傾斜部分的長(zhǎng)度為20m．你能用所提供的信息，計(jì)算小船滑到底部時(shí)的速度是多少嗎？解析：在下滑過程中，有重力做功WG＝mgh＝mgsinθ·s，克服阻力做功Wf＝Fs.則由動(dòng)能定理得，mgsinθ·s－Fs＝eq\f(1,2)mv2－0.代入數(shù)據(jù)即得小船滑到底部時(shí)的速度v＝14m/s.答案：14m/s12．質(zhì)量為1kg的物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力為4N，在10N水平恒力的作用下，由靜止開始前進(jìn)2m后撤去外力，求：(1)物體發(fā)生3m位移時(shí)的速度為多大？(2)物體全部運(yùn)動(dòng)過程中的位移為多大？解析：設(shè)物體在10N的外力作用下運(yùn)動(dòng)的位移為s1，全過程的位移為s(1)根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)前3m的過程中有Fs1－f(s1＋1)