高中物理鲁科版第二章能的转化与守恒

(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)1．关于动能概念及公式W＝Ek2－Ek1的说法中正确的是()A．若物体速度在变化，则动能一定在变化B．速度大的物体，动能一定大C．W＝Ek2－Ek1表示功可以变成能D．动能的变化可以用合外力的功来量度解析：动能Ek2＝eq\f(1,2)mv2，大小取决于m和v的大小，B错，若物体只是速度方向在变，动能不变，A错；W＝Ek2－Ek1，表示合外力的功等于动能的变化，即动能变化可以由合外力做功来量度，但功不可以变成能，C错，D对．答案：D2．关于运动物体所受的合力、合力的功、动能的变化，下列说法中正确的是()A．运动物体所受的合力不为零，合力一定做功，物体的动能一定变化B．运动物体所受的合力为零，则物体的动能一定不变C．运动物体的动能保持不变，则该物体所受合力一定为零D．运动物体所受合力不为零，则该物体一定做变速运动解析：运动物体所受合力不为零，合力不一定做功，物体的动能不一定要变化，例如合力与位移始终垂直时，A、C项错．合力为零时，一定不做功，所以动能一定不变，B项正确．运动物体合力不为零，则其加速度一定不为零，所以物体一定做变速运动，D正确．答案：BD3．一个质量为m的物体自倾角为θ的光滑斜面顶端由静止开始滑下，它在滑下一段距离L时的动能为()A．mgLtanθ B．mgLsinθC．mgL/cosθ D．mgLcotθ解析：物体在光滑斜面上由静止开始滑下，只有重力做功，由动能定理得：mgLsinθ＝eq\f(1,2)mv2－0，所以物体在滑下一段距离L时的动能为：mgLsinθ，正确选项为B.答案：B4．一人用力踢质量为1kg的静止足球，使球以10m/s的水平速度飞出，设人踢球的平均作用力为200N，球在水平方向滚动的距离为20m，则人对球做功为(g取10m/s2)()A．50J B．200JC．4000J D．6000J解析：人对足球做功的过程只是在踢球的瞬间，球在空中飞行以及在地面上滚动的过程中，都不是人在做功，所以人对足球做功的过程就是足球获得的动能．根据动能定义式Ek＝eq\f(1,2)mv2得人对足球做的功为50J.答案：A5．某人把质量为kg的一块小石头从距地面为5m的高处以60°角斜向上抛出，抛出时的初速度大小为10m/s，则当石头着地时，其速度大小约为(g取10m/s2)()A．14m/s B．12m/sC．28m/s D．20m/s解析：此过程中可忽略空气阻力，认为小石头只受重力作用．由动能定理，重力对物体所做的功等于物体动能的变化，则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对．答案：A6．一质量为1kg的物体被人用手由静止开始向上提升1m，这时物体的速度是2m/s，则下列结论中不正确的是()A．手对物体做功12JB．合外力对物体做功12JC．合外力对物体做功2JD．物体克服重力做功10J解析：由动能定理得W手－mgh＝eq\f(1,2)mv2则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错误．答案：B7．在水平路面上有一辆以36km/h行驶的客车，在车厢后座有一位乘客甲，把一个质量为4kg的行李以相对客车5m/s的速度抛给前方座位的另一位乘客乙，则行李的动能是()A．500J B．200JC．450J D．900J解析：动能Ek＝eq\f(1,2)mv2的大小有相对性，取不同参考系v值不同，Ek不同，一般应以地面为参考系．客车以36km/h＝10m/s的速度向前行驶，甲乘客相对客车以5m/s的速度抛给乙乘客，所以行李的运动速度为v＝(10＋5)m/s＝15m/s.由动能的定义式有Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×4×152J＝450J.答案：C8.在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到vm后，立即关闭发动机直至静止，v－t图象如图所示，设汽车的牵引力为F，摩擦力为f，全程中牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则()A．F∶f＝1∶3 B．W1∶W2＝1∶1C．F∶f＝4∶1 D．W1∶W2＝1∶3解析：对汽车全过程应用动能定理：W1－W2＝0，所以W1＝W2；由图象可知牵引力与阻力作用距离之比为1∶4，由Fs1－Fs2＝0知，F∶f＝4∶1.答案：BC9.如图所示，AB为eq\f(1,4)圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R.一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，当它由轨道顶端A从静止开始下落，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为()\f(μmgR,2) \f(mgR,2)C．mgR D．(1－μ)mgR解析：物体从A运动到B所受的弹力要发生变化，摩擦力大小也要随之变化，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，对从A到C全过程运用动能定理即可求出物体在AB段克服摩擦力所做的功．设物体在AB段克服摩擦力所做的功为WAB，物体从A到C的全过程，根据运动定理有：mgR－WAB－μmgR＝0所以WAB＝mgR－μmgR＝(1－μ)mgR.故正确答案为D.答案：D10．小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面．在上升至离地高度h处，小球的动能是势能的两倍，在下落至离地高度h处，小球的势能是动能的两倍，则h等于()\f(H,9) \f(2H,9)\f(3H,9) \f(4H,9)解析：设小球地面上抛时速度为v0，上升至离地高度h时，速度为v1，下落至离地面高度h处速度为v2，空气阻力为F，则由动能定理有上升阶段：－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)下降阶段：mg(H－h)－F(H－h)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，又mgh＝2×eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)由以上各式联立得h＝eq\f(4,9)H.答案：D11.如图所示的照片是游乐场中“激流飞下”的项目．设小船与乘客的总质量为200kg，小船在倾斜水槽中下滑时所受的阻力为重力的倍，水槽的坡度为30°，倾斜部分的长度为20m．你能用所提供的信息，计算小船滑到底部时的速度是多少吗？解析：在下滑过程中，有重力做功WG＝mgh＝mgsinθ·s，克服阻力做功Wf＝Fs.则由动能定理得，mgsinθ·s－Fs＝eq\f(1,2)mv2－0.代入数据即得小船滑到底部时的速度v＝14m/s.答案：14m/s12．质量为1kg的物体与水平面间的滑动摩擦力为4N，在10N水平恒力的作用下，由静止开始前进2m后撤去外力，求：(1)物体发生3m位移时的速度为多大？(2)物体全部运动过程中的位移为多大？解析：设物体在10N的外力作用下运动的位移为s1，全过程的位移为s(1)根据动能定理，对物体运动前3m的过程中有Fs1－f(s1＋1)