物理（人教版必修2）練習(xí)第7章第12節(jié)追尋守恒量能量功（活頁(yè)作業(yè)）

活頁(yè)作業(yè)(十二)追尋守恒量——能量功(15分鐘50分)一、選擇題(每小題5分，共30分)1．伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)表達(dá)了一個(gè)最重要的事實(shí)：如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必將準(zhǔn)確地終止于同它開始點(diǎn)相同的高度，絕不會(huì)是更高一點(diǎn)的點(diǎn)，也絕不會(huì)是更低一點(diǎn)的點(diǎn)，這說明小球在運(yùn)動(dòng)過程中，有一個(gè)“東西”是不變的，這個(gè)“東西”就是()A．動(dòng)能 B．勢(shì)能C．力 D．能量解析：伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)中，有一個(gè)量不變，那就是動(dòng)能和重力勢(shì)能之和保持不變，我們管這個(gè)量叫作能量，選項(xiàng)D正確．答案：D2．(多選)關(guān)于伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，下列描述正確的是()A．伽利略斜面實(shí)驗(yàn)對(duì)于任意斜面都適用，都可以使小球在另一個(gè)斜面上上升到同樣的高度B．只有斜面光滑時(shí)，才有可能重復(fù)伽利略實(shí)驗(yàn)C．在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，只有B斜面“坡度”較緩才有可能使小球上升到同樣高度D．設(shè)想在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，若斜面光滑，并且使B斜面變成水平，則可以使小球沿平面運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處解析：在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，必須是阻力不計(jì)(斜面光滑)時(shí)，小球才能在另一個(gè)斜面上上升到相同高度，而不管另一個(gè)斜面的傾角多大，所以，選項(xiàng)A、C錯(cuò)，選項(xiàng)B正確；當(dāng)B斜面的傾角減小到接近0°時(shí)，小球仍欲在斜面上上升到同樣高度，所以選項(xiàng)D中的設(shè)想是合理的．答案：BD3．如圖所示，質(zhì)量分別為M和m的兩物塊，M>m，分別在同樣大小的恒力F作用下，沿水平面由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)與水平面的夾角相同．經(jīng)過相同的位移，設(shè)F對(duì)M做的功為W1，對(duì)m做的功為W2，則()A．無(wú)論水平面光滑與否，都有W1＝W2B．若水平面光滑，則W1>W2C．若水平面粗糙，則W1>W2D．若水平面粗糙，則W1<W2解析：由題意知，F(xiàn)1＝F2，s1＝s2，α1＝α2，又W＝Fscosα，故無(wú)論水平面光滑還是粗糙，均有W1＝W2．答案：A4．如圖所示，重為G的物體受一向上的拉力F，向下以加速度a做勻減速運(yùn)動(dòng)，則()A．重力做正功，拉力做正功，合力做正功B．重力做正功，拉力做負(fù)功，合力做負(fù)功C．重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做正功D．重力做正功，拉力做負(fù)功，合力做正功解析：由于物體向下運(yùn)動(dòng)，因此重力做正功，拉力做負(fù)功，物體向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，說明加速度的方向向上，合力向上，故合力做負(fù)功，選項(xiàng)B正確．答案：B5．如圖所示，力F大小相等，A、B、C、D物體運(yùn)動(dòng)的位移l也相同，哪種情況F做功最小()解析：由W＝Flcosα，知選項(xiàng)A中，力F做的功W1＝Fl；選項(xiàng)B中，力F做的功W2＝Flcos30°＝eq\f(\r(3),2)Fl；選項(xiàng)C中，力F做的功W3＝Flcos30°＝eq\f(\r(3),2)Fl；選項(xiàng)D中，力F做的功W4＝Flcos60°＝eq\f(1,2)Fl，故選項(xiàng)D正確．答案：D6．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的物體，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．如果物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做正功B．如果物體做減速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做負(fù)功C．如果物體做減速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)也可能對(duì)物體做正功D．如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做正功解析：水平面粗糙，物體除受F外，還受摩擦力F摩作用，F(xiàn)摩的方向總是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反．當(dāng)F的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相同，且F>F摩時(shí)，物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體的位移與F方向一致，F(xiàn)做正功，故選項(xiàng)A正確；當(dāng)F的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相同，且F＝F摩時(shí)，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體的位移方向也和F方向一致，F(xiàn)做正功，故選項(xiàng)D正確；物體做減速直線運(yùn)動(dòng)的情況有兩種，其一，F(xiàn)和v方向一致，但F<F摩，此種情況F做正功；其二，F(xiàn)和v方向相反，即與F摩方向相同，此種情況F做負(fù)功，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．答案：ACD二、非選擇題(每小題10分，共20分)7．如圖所示，質(zhì)量為m的物體在恒力F作用下，由靜止開始加速運(yùn)動(dòng)，發(fā)生的位移為l，物體與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則：(1)恒力F做的功各是多少？(2)物體克服摩擦阻力做的功又各是多少？(圖中角θ為已知)解析：(1)各圖中恒力F做的功甲圖：W1＝Fl乙圖：W2＝Flcoseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)－θ))＝Flsinθ丙圖：W3＝Flcosθ．(2)各圖中阻力做的功甲圖：W4＝－μmgl乙圖：W5＝－μ(mg－Fcosθ)l丙圖：W6＝－μ(mg＋Fsinθ)l各圖中物體克服阻力做功分別為μmglμ(mg－Fcosθ)lμ(mg＋Fsinθ)l．答案：(1)FlFlsinθFlcosθ(2)μmglμ(mg－Fcosθ)lμ(mg＋Fsinθ)l8．一個(gè)質(zhì)量為m＝2kg的物體，剛開始處于靜止?fàn)顟B(tài)后施加一與水平方向成37°角斜向上方的拉力F的作用，且F＝10N，在水平地面上移動(dòng)的距離為s＝2m，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為f＝4.2N．求：(sin37°＝0.6，cos(1)各個(gè)力對(duì)物體所做的功；(2)合外力對(duì)物體所做的功；(3)各個(gè)力對(duì)物體所做的功的代數(shù)和．解析：(1)物體的受力情況如圖所示，根據(jù)功的計(jì)算公式可得各個(gè)力對(duì)物體所做的功分別為WF＝Fscos37°＝10×2×0.8J＝16JWf＝fscos180°＝4.2×2×(－1)J＝－8.4JWG＝0WN＝0．(2)物體所受的合外力為F合＝Fcos37°－f＝10×0.8N－4.2N＝3.8N故合外力所做的功為W合＝F合scos0°＝3.8×2×1J＝7.6J．(3)物體所受的各個(gè)力所做的功的代數(shù)和為W總＝WF＋Wf＋WG＋WN＝16J＋(－8.4)J＋0＋0＝7.6J．答案：(1)16J－8.4J00(2)7.6J(3)7.6J(25分鐘50分)一、選擇題(每小題5分，共30分)1．如圖所示，用同樣的力F拉同一物體，在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通過同樣的距離，則拉力F的做功情況是()A．甲中做功最少 B．丁中做功最多C．做功一樣多 D．無(wú)法比較解析：功是力和在力的方向上的位移的乘積，四種情況中力和在力的方向上的位移都相同，所以四種情況做功一樣多．答案：C2．伽利略曾設(shè)計(jì)了如圖所示的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將擺球拉至M點(diǎn)放開，擺球會(huì)達(dá)到同一水平高度上的N點(diǎn)，如果在E或F處釘上釘子，擺球?qū)⒀夭煌膱A弧達(dá)到同一高度的對(duì)應(yīng)點(diǎn)；反過來(lái)，如果讓擺球從這些點(diǎn)下落，它同樣會(huì)達(dá)到原水平高度上的M點(diǎn)．這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說明，物體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑時(shí)，其末速度的大小()A．只與斜面的傾角有關(guān) B．只與斜面的長(zhǎng)度有關(guān)C．只與下滑的高度有關(guān) D．只與物體的質(zhì)量有關(guān)解析：伽利略的理想斜面和擺球?qū)嶒?yàn)，斜面上的小球和擺線上的小球好像“記得”自己的起始高度，實(shí)質(zhì)是動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過程中，總能量不變．物體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑時(shí)，高度越大，初始的勢(shì)能越大，轉(zhuǎn)化后的末動(dòng)能也就越大，速度越大．選項(xiàng)C正確．答案：C3．(多選)一物體靜止在升降機(jī)的地板上，在升降機(jī)加速上升的過程中，下列說法正確的是()A．合外力對(duì)物體不做功 B．地板對(duì)物體的支持力做正功C．地板對(duì)物體的支持力做負(fù)功 D．重力對(duì)物體做負(fù)功解析：升降機(jī)加速上升時(shí)，物體所受支持力方向向上與位移同向做正功；物體所受重力方向向下與位移反向做負(fù)功；物體所受合力方向向上與位移同向做正功．選項(xiàng)B、D正確．答案：BD4．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊放在光滑斜面上，斜面與水平面間的摩擦力不計(jì)，在滑塊從斜面頂端滑到斜面底端的過程中()A．重力對(duì)滑塊做功B．滑塊受到斜面的支持力與斜面垂直，所以支持力對(duì)滑塊不做功C．斜面對(duì)滑塊的支持力對(duì)滑塊做負(fù)功D．滑塊對(duì)斜面的壓力對(duì)斜面做正功解析：如圖所示，重力對(duì)滑塊做正功；支持力與滑塊的位移方向成鈍角，支持力對(duì)滑塊做負(fù)功；壓力與斜面的位移方向成銳角，壓力對(duì)斜面做正功．綜上，選項(xiàng)A、C、D正確．答案：ACD5．下列有關(guān)力對(duì)物體做功的說法正確的是()A．靜摩擦力一定不做功B．如果外力對(duì)物體做功為零，則物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)C．物體受到的外力越大則外力對(duì)物體所做的功越大D．物體在運(yùn)動(dòng)過程中，若受力的方向總是垂直于速度的方向，則此力不做功解析：物體隨傳送帶無(wú)摩擦地做加速運(yùn)動(dòng)，那么此時(shí)靜摩擦力就對(duì)物體做正功；隨傳送帶做無(wú)摩擦地減速運(yùn)動(dòng)，則靜摩擦力就對(duì)該物體做負(fù)功；如果一個(gè)物體靜止在斜面上，那么這個(gè)物體所受的靜摩擦力對(duì)物體不做功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；如果外力為零，則物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，外力對(duì)物體做功為零，外力不一定為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；外力對(duì)物體所做的功取決于外力與在外力方向上發(fā)生的位移的乘積，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；如果外力方向與物體的速度方向垂直，則在外力的方向上沒有位移，此外力不做功，選項(xiàng)D正確．答案：D6．(多選)一質(zhì)量為m＝50kg的滑雪運(yùn)動(dòng)員由某一高度無(wú)初速沿直線下滑，經(jīng)測(cè)量可知出發(fā)點(diǎn)距離底端的高度差為h＝30m，斜坡的傾角大小為θ＝30°，該運(yùn)動(dòng)員在下滑的過程中所受的摩擦力大小為f＝200N，重力加速度g取10A．合力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功為3000JB．摩擦力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功為12000JC．重力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功為15000JD．支持力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功為15000eq\r(3)J解析：由于滑雪運(yùn)動(dòng)員的高度下降了30m，則重力對(duì)滑雪運(yùn)動(dòng)員所做的功為WG＝mgh＝50×10×30J＝15000J，則選項(xiàng)C正確；摩擦力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功為Wf＝－f·eq\f(h,sin30°)＝－200×eq\f(30,\f(1,2))J＝－12000J，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于支持力的方向與運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向始終垂直，則支持力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功為0，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；合外力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功為W＝WG＋WFN＋Wf＝15000J＋0－12000J＝3000J，選項(xiàng)A正確．答案：AC二、非選擇題(每小題10分，共20分)7．如圖所示，質(zhì)量為M的拖拉機(jī)拉著耙來(lái)耙地，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t內(nèi)前進(jìn)的距離為s.耙地時(shí)，拖拉機(jī)受到的牽引力恒為F，受到地面的阻力為自重的k倍，耙所受阻力恒定，連接桿質(zhì)量不計(jì)且與水平面的夾角θ保持不變．求：(1)拖拉機(jī)的加速度大??；(2)拖拉機(jī)對(duì)連接桿的拉力大小；(3)時(shí)間t內(nèi)拖拉機(jī)對(duì)耙做的功．解析：(1)拖拉機(jī)在時(shí)間t內(nèi)勻加速前進(jìn)s，根據(jù)位移公式s＝eq\f(1,2)at2，變形得a＝eq\f(2s,t2)．(2)對(duì)拖拉機(jī)進(jìn)行受力分析，受到牽引力、支持力、重力、地面阻力和連接桿拉力T，根據(jù)牛頓第二定律F－kMg－Tcosθ＝Ma代入加速度變形得T＝eq\f(1,cosθ)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(F－M\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kg＋\f(2s,t2)))))根據(jù)牛頓第三定律拖拉機(jī)對(duì)連接桿的拉力為T′＝T＝eq\f(1,cosθ)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(F－M\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kg＋\f(2s,t2)))))(3)拖拉機(jī)對(duì)耙做功為WT＝Tscosθ＝eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(F－M\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kg＋\f(2s,t2)))))s．答案：(1)eq\f(2s,t2)(2)eq\f(1,cosθ)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(F－M\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kg＋\f(2s,t2)))))(3)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(F－M\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kg＋\f(2s,t2)))))s8．如圖所示，升降機(jī)內(nèi)斜面的傾角θ＝30°，質(zhì)量為2kg的物體置于斜面上始終不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，在升降機(jī)以5m/s的速度勻速上升4s的過程中(g取10m/s2(1)斜面對(duì)物體的支持力所做的功；(2)斜面對(duì)物體的摩擦力所做的功；(3)物體重力所做的功；(4)合外力對(duì)物體所做的功．解析：物體處于升降機(jī)內(nèi)隨升降機(jī)一起勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，物體處于受力平衡狀態(tài)，物體受到的所有的力都要做功，因此先由平衡狀態(tài)求出Ff、FN由位移公式求出x，然后由功的公式求各力所做的功．受力分析如圖所示．由平衡條件得Ffcosθ－FNsinθ＝0Ffsinθ＋FNcosθ－G＝0代入數(shù)據(jù)得