物理（人教版必修2）练习第7章第12节追寻守恒量能量功（活页作业）

活页作业(十二)追寻守恒量——能量功(15分钟50分)一、选择题(每小题5分，共30分)1．伽利略的斜面实验表达了一个最重要的事实：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的高度，绝不会是更高一点的点，也绝不会是更低一点的点，这说明小球在运动过程中，有一个“东西”是不变的，这个“东西”就是()A．动能 B．势能C．力 D．能量解析：伽利略的理想斜面实验中，有一个量不变，那就是动能和重力势能之和保持不变，我们管这个量叫作能量，选项D正确．答案：D2．(多选)关于伽利略的斜面实验，下列描述正确的是()A．伽利略斜面实验对于任意斜面都适用，都可以使小球在另一个斜面上上升到同样的高度B．只有斜面光滑时，才有可能重复伽利略实验C．在伽利略斜面实验中，只有B斜面“坡度”较缓才有可能使小球上升到同样高度D．设想在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使B斜面变成水平，则可以使小球沿平面运动到无穷远处解析：在伽利略斜面实验中，必须是阻力不计(斜面光滑)时，小球才能在另一个斜面上上升到相同高度，而不管另一个斜面的倾角多大，所以，选项A、C错，选项B正确；当B斜面的倾角减小到接近0°时，小球仍欲在斜面上上升到同样高度，所以选项D中的设想是合理的．答案：BD3．如图所示，质量分别为M和m的两物块，M>m，分别在同样大小的恒力F作用下，沿水平面由静止开始做直线运动，F与水平面的夹角相同．经过相同的位移，设F对M做的功为W1，对m做的功为W2，则()A．无论水平面光滑与否，都有W1＝W2B．若水平面光滑，则W1>W2C．若水平面粗糙，则W1>W2D．若水平面粗糙，则W1<W2解析：由题意知，F1＝F2，s1＝s2，α1＝α2，又W＝Fscosα，故无论水平面光滑还是粗糙，均有W1＝W2．答案：A4．如图所示，重为G的物体受一向上的拉力F，向下以加速度a做匀减速运动，则()A．重力做正功，拉力做正功，合力做正功B．重力做正功，拉力做负功，合力做负功C．重力做负功，拉力做正功，合力做正功D．重力做正功，拉力做负功，合力做正功解析：由于物体向下运动，因此重力做正功，拉力做负功，物体向下做匀减速运动，说明加速度的方向向上，合力向上，故合力做负功，选项B正确．答案：B5．如图所示，力F大小相等，A、B、C、D物体运动的位移l也相同，哪种情况F做功最小()解析：由W＝Flcosα，知选项A中，力F做的功W1＝Fl；选项B中，力F做的功W2＝Flcos30°＝eq\f(\r(3),2)Fl；选项C中，力F做的功W3＝Flcos30°＝eq\f(\r(3),2)Fl；选项D中，力F做的功W4＝Flcos60°＝eq\f(1,2)Fl，故选项D正确．答案：D6．(多选)如图所示，质量为m的物体，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法正确的是()A．如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功B．如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功C．如果物体做减速直线运动，F也可能对物体做正功D．如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功解析：水平面粗糙，物体除受F外，还受摩擦力F摩作用，F摩的方向总是与物体运动方向相反．当F的方向与物体运动方向相同，且F>F摩时，物体做加速直线运动，此时物体的位移与F方向一致，F做正功，故选项A正确；当F的方向与物体运动方向相同，且F＝F摩时，物体做匀速直线运动，此时物体的位移方向也和F方向一致，F做正功，故选项D正确；物体做减速直线运动的情况有两种，其一，F和v方向一致，但F<F摩，此种情况F做正功；其二，F和v方向相反，即与F摩方向相同，此种情况F做负功，故选项C正确，选项B错误．答案：ACD二、非选择题(每小题10分，共20分)7．如图所示，质量为m的物体在恒力F作用下，由静止开始加速运动，发生的位移为l，物体与接触面间的动摩擦因数为μ，则：(1)恒力F做的功各是多少？(2)物体克服摩擦阻力做的功又各是多少？(图中角θ为已知)解析：(1)各图中恒力F做的功甲图：W1＝Fl乙图：W2＝Flcoseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)－θ))＝Flsinθ丙图：W3＝Flcosθ．(2)各图中阻力做的功甲图：W4＝－μmgl乙图：W5＝－μ(mg－Fcosθ)l丙图：W6＝－μ(mg＋Fsinθ)l各图中物体克服阻力做功分别为μmglμ(mg－Fcosθ)lμ(mg＋Fsinθ)l．答案：(1)FlFlsinθFlcosθ(2)μmglμ(mg－Fcosθ)lμ(mg＋Fsinθ)l8．一个质量为m＝2kg的物体，刚开始处于静止状态后施加一与水平方向成37°角斜向上方的拉力F的作用，且F＝10N，在水平地面上移动的距离为s＝2m，物体与地面间的滑动摩擦力为f＝4.2N．求：(sin37°＝0.6，cos(1)各个力对物体所做的功；(2)合外力对物体所做的功；(3)各个力对物体所做的功的代数和．解析：(1)物体的受力情况如图所示，根据功的计算公式可得各个力对物体所做的功分别为WF＝Fscos37°＝10×2×0.8J＝16JWf＝fscos180°＝4.2×2×(－1)J＝－8.4JWG＝0WN＝0．(2)物体所受的合外力为F合＝Fcos37°－f＝10×0.8N－4.2N＝3.8N故合外力所做的功为W合＝F合scos0°＝3.8×2×1J＝7.6J．(3)物体所受的各个力所做的功的代数和为W总＝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分钟50分)一、选择题(每小题5分，共30分)1．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．答案：C2．伽利略曾设计了如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点，如果在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点．这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小()A．只与斜面的倾角有关 B．只与斜面的长度有关C．只与下滑的高度有关 D．只与物体的质量有关解析：伽利略的理想斜面和摆球实验，斜面上的小球和摆线上的小球好像“记得”自己的起始高度，实质是动能与势能的转化过程中，总能量不变．物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，高度越大，初始的势能越大，转化后的末动能也就越大，速度越大．选项C正确．答案：C3．(多选)一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，下列说法正确的是()A．合外力对物体不做功 B．地板对物体的支持力做正功C．地板对物体的支持力做负功 D．重力对物体做负功解析：升降机加速上升时，物体所受支持力方向向上与位移同向做正功；物体所受重力方向向下与位移反向做负功；物体所受合力方向向上与位移同向做正功．选项B、D正确．答案：BD4．(多选)如图所示，质量为m的滑块放在光滑斜面上，斜面与水平面间的摩擦力不计，在滑块从斜面顶端滑到斜面底端的过程中()A．重力对滑块做功B．滑块受到斜面的支持力与斜面垂直，所以支持力对滑块不做功C．斜面对滑块的支持力对滑块做负功D．滑块对斜面的压力对斜面做正功解析：如图所示，重力对滑块做正功；支持力与滑块的位移方向成钝角，支持力对滑块做负功；压力与斜面的位移方向成锐角，压力对斜面做正功．综上，选项A、C、D正确．答案：ACD5．下列有关力对物体做功的说法正确的是()A．静摩擦力一定不做功B．如果外力对物体做功为零，则物体一定处于静止状态C．物体受到的外力越大则外力对物体所做的功越大D．物体在运动过程中，若受力的方向总是垂直于速度的方向，则此力不做功解析：物体随传送带无摩擦地做加速运动，那么此时静摩擦力就对物体做正功；随传送带做无摩擦地减速运动，则静摩擦力就对该物体做负功；如果一个物体静止在斜面上，那么这个物体所受的静摩擦力对物体不做功，选项A错误；如果外力为零，则物体处于静止状态或匀速直线运动状态，外力对物体做功为零，外力不一定为零，选项B错误；外力对物体所做的功取决于外力与在外力方向上发生的位移的乘积，选项C错误；如果外力方向与物体的速度方向垂直，则在外力的方向上没有位移，此外力不做功，选项D正确．答案：D6．(多选)一质量为m＝50kg的滑雪运动员由某一高度无初速沿直线下滑，经测量可知出发点距离底端的高度差为h＝30m，斜坡的倾角大小为θ＝30°，该运动员在下滑的过程中所受的摩擦力大小为f＝200N，重力加速度g取10A．合力对运动员所做的功为3000JB．摩擦力对运动员所做的功为12000JC．重力对运动员所做的功为15000JD．支持力对运动员所做的功为15000eq\r(3)J解析：由于滑雪运动员的高度下降了30m，则重力对滑雪运动员所做的功为WG＝mgh＝50×10×30J＝15000J，则选项C正确；摩擦力对运动员所做的功为Wf＝－f·eq\f(h,sin30°)＝－200×eq\f(30,\f(1,2))J＝－12000J，选项B错误；由于支持力的方向与运动员的运动方向始终垂直，则支持力对运动员所做的功为0，选项D错误；合外力对运动员所做的功为W＝WG＋WFN＋Wf＝15000J＋0－12000J＝3000J，选项A正确．答案：AC二、非选择题(每小题10分，共20分)7．如图所示，质量为M的拖拉机拉着耙来耙地，由静止开始做匀加速直线运动，在时间t内前进的距离为s.耙地时，拖拉机受到的牵引力恒为F，受到地面的阻力为自重的k倍，耙所受阻力恒定，连接杆质量不计且与水平面的夹角θ保持不变．求：(1)拖拉机的加速度大小；(2)拖拉机对连接杆的拉力大小；(3)时间t内拖拉机对耙做的功．解析：(1)拖拉机在时间t内匀加速前进s，根据位移公式s＝eq\f(1,2)at2，变形得a＝eq\f(2s,t2)．(2)对拖拉机进行受力分析，受到牵引力、支持力、重力、地面阻力和连接杆拉力T，根据牛顿第二定律F－kMg－Tcosθ＝Ma代入加速度变形得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)))))根据牛顿第三定律拖拉机对连接杆的拉力为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)拖拉机对耙做功为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．如图所示，升降机内斜面的倾角θ＝30°，质量为2kg的物体置于斜面上始终不发生相对滑动，在升降机以5m/s的速度匀速上升4s的过程中(g取10m/s2(1)斜面对物体的支持力所做的功；(2)斜面对物体的摩擦力所做的功；(3)物体重力所做的功；(4)合外力对物体所做的功．解析：物体处于升降机内随升降机一起匀速运动的过程中，物体处于受力平衡状态，物体受到的所有的力都要做功，因此先由平衡状态求出Ff、FN由位移公式求出x，然后由功的公式求各力所做的功．受力分析如图所示．由平衡条件得Ffcosθ－FNsinθ＝0Ffsinθ＋FNcosθ－G＝0代入数据得