高中物理人教版第七章机械能守恒定律 课时作业1

课时作业(十三)第七章机械能守恒定律1追寻守恒量——能量2功1．伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点．这说明，小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是()A．弹力B．势能C．速度D．能量[答案]D[解析]在伽利略的斜面实验中，小球从一个斜面滚到另一个斜面，斜面弹力是不同的，势能先减小后增大，速度先增大后减小，所以A、B、C错；不变的“东西”应是能量，包括动能和势能，D对．2．在下列事例中，哪些属于动能和势能相互转化，而动能和势能的总和是保持不变的()A．游乐园中的海盗船，如果没有摩擦和空气阻力，船在摇摆过程中的运动B．在不计空气阻力的情况下，将一小球竖直上抛，小球从抛出点到落回抛出点的运动过程C．物体以一定的速度沿粗糙的固定斜面上滑而达到一定的高度D．滑沙板从斜坡顶端由静止滑下[答案]AB[解析]在没有摩擦和空气阻力的条件下，海盗船在摆动时势能和动能相互转化，每次摇摆都能达到相同的高度，总能量保持不变，A正确；在不计空气阻力的情况下，小球竖直上抛的运动是动能转化为势能、势能又转化为动能的过程，总能量保持不变，B正确；物体沿粗糙斜面运动和滑沙板沿斜坡下滑，是动能和势能相互转化，但动能和势能的总和减小，因为摩擦，物体会消耗一部分机械能，C、D错误．3．下列关于做功的说法中正确的是()A．凡是受力作用的物体，一定有力对物体做功B．凡是发生了位移的物体，一定有力对物体做功C．只要物体受力的同时又有位移发生，就一定有力对物体做功D．只要物体受力且在力的方向上发生了位移，就一定有力对物体做功[答案]D[解析]做功的两个必要条件是：力和物体在力的方向上发生的位移，也就是说，只有力或只有位移，是不符合做功条件的，故A、B错误；若物体发生位移的同时也受力的作用，但力与位移垂直时，此力并不做功，故C错，D对．4．(2023·福州八县市联考)物体受到两个互相垂直的作用力而运动，已知力F1做功3J，物体克服力F2做功4J，则力F1、F2的合力对物体做功()A．7JB．5JC．1JD．－1J[答案]D[解析]合力做功等于各力做功的代数和，即3J－4J＝－1J.5．(2023·江门高一检测)如图所示，用同样的力F拉同一物体，在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离，则拉力F的做功情况是()A．甲中做功最少 B．丁中做功最多C．做功一样多 D．无法比较[答案]C[解析]功是力和在力的方向上的位移的乘积，四种情况中力和在力的方向上的位移都相同，所以四种情况做功一样多．或由W＝Flcosα计算，也可判断出四种情况做功一样多，故C正确．6．起重机吊钩下挂一质量为m的水泥袋，如果水泥袋以加速度a匀减速下降了距离h，则水泥袋克服钢索拉力做的功为()A．mgh B．m(g－a)hC．m(g＋a)h D．m(a－g)h[答案]C[解析]取水泥袋为研究对象，在匀减速下降过程中，加速度方向向上，由牛顿第二定律知，钢索拉力F＝m(g＋a)．钢索拉力做负功，也就是水泥袋克服钢索拉力做正功，大小为W＝m(g＋a)h.7．物体在合力作用下做直线运动的v­t图象如图所示，下列表述正确的是()A．在0～1s内，合力做正功B．在0～2s内，合力总是做负功C．在1～2s内，合力不做功D．在0～3s内，合力总是做正功[答案]A[解析]根据v­t图象，0～1s内，物体做匀加速运动，所以合力方向与运动方向相同，合力做正功；1～3s内，物体做匀减速运动，所以合力方向与运动方向相反，合力做负功，因此0～3s内合力先做正功后做负功，故只有选项A正确．8．如图所示，三个固定的斜面底边长度都相等，斜面倾角分别为30°、45°、60°，斜面的表面情况都一样．完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三个斜面的顶部滑到底部的过程中()A．物体A克服摩擦力做的功最多B．物体B克服摩擦力做的功最多C．物体C克服摩擦力做的功最多D．三物体克服摩擦力做的功一样多[答案]D[解析]设底边长度为b，则Wf＝－μmgcosθ·eq\f(b,cosθ)＝－μmgb，即克服摩擦力做功为定值，只有D正确．9．如图所示，质量为m的滑块，由半径为R的半球面的上端A以初速v0滑下，B为最低点，滑动过程中所受到的摩擦力大小恒为Ff.则()A．从A到B过程，重力做功为eq\f(1,2)mgπRB．从A到B过程，弹力做功为零C．从A到B过程，摩擦力做功为－eq\f(1,4)πRFfD．从A滑到C后，又滑回到B，这一过程摩擦力做功为－eq\f(3,2)πRFf[答案]BD[解析]从A到B过程，重力做功WG＝mgR，选项A错误；弹力始终与位移方向垂直，弹力做功为零，选项B正确；摩擦力方向始终与速度方向相反，利用分段求和的方法可知摩擦力做功为：W1＝－FfsAB＝－Ff(eq\f(1,4)×2πR)＝－eq\f(1,2)πRFf，选项C错误；同理由A→C→B过程，摩擦力做功W2＝WAC＋WCB＝－Ff(eq\f(1,2)×2πR)＋[－Ff×(eq\f(1,4)×2πR)]＝－eq\f(3,2)πRFf，选项D正确．10．如图所示，木块A放在木板B的左上端，两者间的动摩擦因数为μ.用水平恒力F将木块A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做的功为W1；第二次让B在光滑水平面上自由滑动，F做的功为W2，比较两次做功，判断正确的是()A．W1<W2 B．W1＝W2C．W1>W2 D．无法比较[答案]A[解析]由于第二次木板没有固定，并在光滑水平面上自由滑动，所以在A向右运动的同时，B也在向右运动，因此第二次A的位移比第一次的位移要大，所以根据公式W＝Fl可知，W1<W2，故选项A正确．11．(2023·西安一中高一期末)如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下列说法正确的是()A．摩擦力对P做正功B．P物体克服摩擦力做功C．摩擦力对皮带不做功D．合力对P做正功[答案]A[解析]物体匀速运动，所受合力为零，合力对P不做功，选项D错误；物体受到竖直向下的重力、垂直于皮带的支持力和沿皮带向上的摩擦力，物体上升过程中，摩擦力对P做正功，选项A正确，B错误；皮带所受摩擦力方向斜向下，与皮带运动方向相反，对皮带做负功，选项C错误．12．如图所示，利用斜面从货车上卸货，每包货物的质量m＝20kg，斜面倾角α＝37°，斜面的长度l＝0.5m，货物与斜面间的动摩擦因数μ＝，求货物从斜面顶端滑到底端的过程中受到的各个力所做的功以及合力做的功．(取g＝10m/s2)[答案]见解析[解析]斜面上的货物受到重力G、斜面支持力FN和摩擦力Ff三个力的作用，如图所示．货物位移的方向沿斜面向下，可以用正交分解法，将货物所受的重力分解到与斜面平行的方向和与斜面垂直的方向．可以看出，三个力中重力和摩擦力对货物做功，而斜面支持力对货物不做功．其中重力G对货物做正功W1＝mglsin37°＝20×10××J＝60J支持力FN对货物不做功，W2＝0摩擦力Ff对货物做负功W3＝(μmgcos37°)lcos180°＝－×20×10××J＝－16J所以，合力做的总功为W＝W1＋W2＋W3＝(60＋0－16)J＝44J也可以先计算合力再求功，则合力做的功W＝F合l＝(mgsin37°－μmgcos37°)l＝(20×10×－×20×10××J＝44J13．如图所示，某人用大小不变的力F拉着放在光滑水平面上的物体，开始时与物体相连接的绳与水平面间的夹角为α，当拉力F作用一段时间后，绳与水平面间的夹角为β.已知图中的高度为h，求绳的拉力FT对物体所做的功．假定绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计．[答案]Fh(eq\f(1,sinα)－eq\f(1,sinβ))[解析]本题中，显然F与FT的大小相等，且FT在对物体做功的过程中，大小不变，但方向时刻在改变，因此本题是个变力做功的问题．但在题设条件下，人的拉力F对绳的端点做的功就等于绳的拉力FT对物体做的功．