【同步备课】2020年高中物理人教版必修2-章末检测卷-第7章机械能守恒定律5

滚动检测(六)势能动能定理(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共9小题，每小题7分，共63分)1．一实心铁球与一实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列说法正确的是()．A．铁球的重力势能大于木球的重力势能B．铁球的重力势能等于木球的重力势能C．铁球的重力势能小于木球的重力势能D．上述三种状况都有可能解析本题考查了对重力势能的理解，由于铁球和木球的密度不同，所以质量相等的铁球和木球相比较，木球的体积较大，放在同一水平地面上时，木球的重心高，因此木球的重力势能大于铁球的重力势能，选项C正确．答案C2．一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同的速率v0分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的动能()．A．上抛球最大 B．下抛球最大C．平抛球最大 D．一样大解析由动能定理得mgh＝Ek－eq\f(1,2)mv02.Ek＝mgh＋eq\f(1,2)mv02，D正确．答案D3．在水平面上有一质量为M的物体，受到水平力F的作用从静止开头运动，通过距离s撤去力F，这以后又通过距离s停止运动，则在这个过程中()．A．它所受的摩擦力大小为FB．它所受的摩擦力大小为F/2C．力F对物体做的功为FsD．力F对物体做的功为零解析依据功的定义，力F做的功WF＝Fs，C对、D错．依据动能定理Fs－Ff·2s＝0，Ff＝eq\f(1,2)F，A错、B对．答案BC4．一质量为m的物体被人用手托着竖直向上以加速度a匀减速提升h.关于此过程，下列说法中正确的是()．A．提升过程中手对物体做功m(a＋g)hB．提升过程中合外力对物体做功mahC．提升过程中物体的重力势能增加m(a＋g)hD．提升过程中物体克服重力做功mgh解析合力做功W合＝－mah，B错．即W人－mgh＝－mah，W人＝mgh－mah，A错．重力做功WG＝－mgh.D对．重力势能增加ΔEp＝－WG＝mgh，C错．答案D5．静止在光滑水平面上的物体，在水平力F的作用下发生位移l并获得速度v，若水平面不光滑，物体运动时受到的摩擦力为eq\f(F,n)(n>1)．若要使物体由静止动身通过位移l而获得速度v，则水平力变为()．A.eq\f(n＋1,n)F B.eq\f(n－1,n)FC．nF D．(n＋1)F解析由动能定理知在光滑水平面上：Fl＝eq\f(1,2)mv2－0①在不光滑水平面上：eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(F′－\f(F,n)))l＝eq\f(1,2)mv2－0②由①②两式解得F′＝eq\f(n＋1,n)F.答案A6．质量为m，速度为v的子弹，能射入固定的木板L深．设阻力不变，要使子弹射入木板3L()．A．3倍 B．6倍 C.eq\f(3,2)倍 D.eq\r(3)倍解析设子弹受到的阻力大小为Ff.则－Ff×L＝－eq\f(1,2)mv2，－Ff×3L＝－eq\f(1,2)mv′2.则v′＝eq\r(3)v.D正确．答案D7．如图1所示，一物体由A点以初速度v0下滑到底端B，它与挡板B做无动能损失的碰撞后又滑回到A点，其速度正好为零．设A、B两点高度差为h，则它与挡板碰前的速度大小为()．图1A.eq\r(2gh＋\f(v02,4)) B.eq\r(2gh)C.eq\r(2gh＋\f(v02,2)) D.eq\r(2gh＋v02)解析设整个滑动过程中物体所受摩擦力大小为Ff，(此力大小不变，下滑时方向向上，上滑时方向向下)．斜面长为s，则对物体由A→B→A的整个过程运用动能定理，得－2Ffs＝－eq\f(1,2)mv02.同理，对物体由A到B运用动能定理，设物体与挡板碰前速度大小为v，则mgh－Ffs＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02，解得v＝eq\r(2gh＋\f(v02,2)).答案C8．物体沿直线运动的v-t关系如图2所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则()图2A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB．从第3秒末到第5秒末合外力做功为－2WC．从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD．从第3秒末到第4秒末合外力做功为－0.75W解析由题图知，第1秒末速度、第3秒末速度、第7秒速度大小关系：v1＝v3＝v7，由题知W＝eq\f(1,2)mv12－0，则由动能定理知第1秒末到第3秒末合外力做功W2＝eq\f(1,2)mv32－eq\f(1,2)mv12＝0，故A错．第3秒末到第5秒末合外力做功W3＝0－eq\f(1,2)mv32＝－W，故B错．第5秒末到第7秒末合外力做功W4＝eq\f(1,2)mv72－0＝W，故C正确．第3秒末到第4秒末合外力做功W5＝eq\f(1,2)mv42－eq\f(1,2)mv32；因v4＝eq\f(1,2)v3，所以W5＝－0.75W．故D正确．答案CD9．如图3所示，质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值F时，转动半径为R，当拉力渐渐减小到eq\f(F,4)时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R，则外力对物体所做功的确定值是()．图3A.eq\f(FR,4) B.eq\f(3FR,4) C.eq\f(5FR,2) D．0解析设当绳的拉力为F时，小球做匀速圆周运动的线速度为v1，则有F＝eq\f(mv12,R).当绳的拉力减为eq\f(F,4)时，小球做匀速圆周运动的线速度为v2，则有eq\f(1,4)F＝meq\f(v22,2R).在绳的拉力由F减为eq\f(1,4)F的过程中，绳的拉力所做的功为W＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12＝－eq\f(1,4)FR.所以绳的拉力所做的功的确定值为eq\f(1,4)FR，A选项正确．答案A二、非选择题(本题共3小题，共37分)10．(12分)质量为1kg的重物自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为6V、50Hz的沟通电源，如图4所示，纸带上O点为重物自由下落时纸带打点的起点，选取的计数点A、B、C、D、E、F、G依次间隔一个点(图中未画出)，各计数点与O点之间的距离依次为31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，单位为单位：mm图4(1)求出B、C、D、E、F各点速度并填入下表：计数点BCDEF速度(m·s－1)(2)求出物体下落时从O点到图中各点过程中重力所做的功，并填入下表；计数点BCDEF功(J)(3)适当选择坐标轴，在图5中作出物体重力做的功与物体速度之间的关系图象．图中纵坐标表示________，横坐标表示________，由图可得重力所做的功与________成________关系．图5解析(1)各点速度由公式v＝＝eq\f(Δx,Δt)，求出vB＝＝eq\f(（125.4－31.4）×10－3,4×0.02)m/s≈1.18m/s同理vC≈1.57m/s，vD≈1.96m/s，vE≈2.35m/s，vF≈2.74m/s(2)重力做的功由W＝mgΔx求出WB＝mgOB＝1×9.8×70.6×10－3J≈0.69J同理WC≈1.23J，WD≈1.92J，WE≈2.76J，WF≈3.76J(3)以重力做的功为纵坐标，以速度的二次方为横坐标，作的WG--v2图象如图所示由图象可知，重力做的功与物体速度的平方成正比．答案(1)1.181.571.962.352.74(2)0.691.231.922.763.76(3)重力做的功WG物体速度的平方v2物体速度的平方v2正比11．(12分)质量为3kg的物体放在高4m的平台上，g取10m/s(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？(2)物体相对于地面的重力势能是多少？(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？解析(1)相对于平台表面h＝0，Ep＝mgh＝0(2)相对于地面，物体重力势能为Ep＝mgh＝3×10×4J＝120J(3)法一物体从平台表面下落到地面上，以平台为参考面，有Ep1＝0.Ep2＝mgh＝3×10×(－4)J＝－120JΔEp＝Ep2－Ep1＝－120JWG＝－ΔEp＝120J法二重力做功WG＝mgh＝3×10×4J＝120J.重力势能变化ΔEp＝－WG＝－120J答案(1)0(2)120J(3)－120J120J12．(13分)一质量为m＝2kg的小球从光滑的斜面上高h＝3.5m处由静止滑下，斜面底端紧接着一个半径R图6(1)小球滑到圆环顶点时对圆环的压力的大小；(2)小球至少应从多高处由静止滑下才能越过圆环最高点？(g取10m/s2解析(1)小球从开头下滑至滑到圆环顶点的过程中，只有重力做功，故可用动能定理求出小球到最高点时的速度，再由牛顿其次定律求压力．由动能定理有mg(h－2R)＝eq\f(1,2)mv2－0小球在圆环最高点时