高中物理第3章动能的变化与机械功章末综合测评沪科版必修2

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高中物理第3章动能的变化与机械功章末分层突破教师用书沪科版必修2

第3章动能的变化与机械功[自我校对]①12mv 2 ②E k2 ③E k1 ④动能 ⑤比值 ⑥快慢 ⑦Fv作用力与反作用力做功的特点作用力和反作用力有等大、反向的关系，但是它们分别作用在两个不同的物体上，两个力的作用点所产生的位移的大小并不一定相同，因此两个力所做的功并不一定相同，功的正负也不确定．会出现多种情况且作用力和反作用力做功的代数和可以为零，也可以为正，也可以为负．现总结如下：M静止，m沿粗糙斜面下滑，摩擦力m无初速放在匀速转动的皮带左端，m、M向相反的方向运动，此过程中，M固定，m静止在M上，摩擦力对m、光滑绝缘水平面上两个带同种电荷光滑绝缘平面上，两个带同种电荷中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为s，木块对子弹的摩擦力大小为f，求：图31(1)木块对子弹的摩擦力做的功；(2)子弹对木块的摩擦力做的功．【解析】(1)木块对子弹的摩擦力f与子弹位移的方向相反，是阻力，位移大小s1＝s ＋d.所以木块对子弹的摩擦力做功为：W1＝fs1cos θ＝f(s＋d)cos 180°＝－f(s＋d)．(2)由牛顿第三定律，子弹对木块的摩擦力大小也等于f，其方向与木块的位移方向相同，位移大小s2＝s，则子弹对木块的摩擦力所做的功为：W2＝fs cos 0°＝fs.【答案】(1)－f(s＋d) (2)fs动能定理与图像结合的问题不同的图像，图像的纵坐标、横坐标所对应的物理量不同，图像的斜率、截距、图线的交点、图线下的面积所表示的物理意义也不相同，动能定理与图像相结合的问题中，要注意从图像中分析得出所需的信息．(1)vt图：由公式s＝vt可知，vt图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移．(2)at图：由公式Δv＝at可知，at图线与坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量．(3)Fs图：由公式W＝Fs可知，Fs图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功．(4)Pt图：由公式W＝Pt可知，Pt图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功．如图32甲所示，长为4 m的水平轨道AB与半径为R＝0.6 m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1 kg的滑块(大小不计)，从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移变化的关系如图乙所示，滑块与AB间的动摩擦因数为μ＝0.25，与BC间的动摩擦因数未知，g取10 m/s2，求：甲乙图32(1)滑块到达B处时的速度大小；(2)滑块在水平轨道AB 上运动前2 m 过程所用的时间；(3)若到达B 点时撤去力F ，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C ，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？【解析】 (1)对滑块从A 到B 的过程，由动能定理得F 1s 1－F 3s 3－μmgs ＝12mv 2B得v B ＝210 m/s.(2)在前2 m 内，有F 1－μmg ＝ma ，且s 1＝12at 21，解得t 1＝835s. (3)当滑块恰好能到达最高点C 时，有mg ＝m v 2cR对滑块从B 到C 的过程，由动能定理得：W －mg ×2R ＝12mv 2C －12mv 2B代入数值得W ＝－5 J ，即克服摩擦力做的功为5 J. 【答案】 (1)210 m/s (2)835s (3)5 J求解动力学问题的两条思路首先考虑是否可用动能定理处理；然后再考虑用牛顿运动定律和运动学公式处理．1.(多选)(2016·全国丙卷)如图33所示，一固定容器的内壁是半径为R 的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m 的质点P .它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W .重力加速度大小为g .设质点P 在最低点时，向心加速度的大小为a ，容器对它的支持力大小为N ，则( )图33A ．a ＝mgR －WmRB ．a ＝2mgR －W mRC ．N ＝3mgR －2WRD ．N ＝mgR －WR【解析】质点P 下滑到最低点的过程中，由动能定理得mgR －W ＝12mv 2，则速度v ＝mgR －W m ，最低点的向心加速度a ＝v 2R ＝mgR －WmR ，选项A 正确，选项B 错误；在最低点时，由牛顿第二定律得N －mg ＝ma ，N ＝3mgR －2WR，选项C 正确，选项D 错误．【答案】 AC2．(2015·全国卷Ⅰ)如图34所示，一半径为R 、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ 水平．一质量为m 的质点自P 点上方高度R 处由静止开始下落，恰好从P 点进入轨道，质点滑到轨道最低点N 时，对轨道的压力为4mg ，g 为重力加速度的大小．用W 表示质点从P 点运动到N 点的过程中克服摩擦力所做的功．则( )图34A ．W ＝12mgR ，质点恰好可以到达Q 点B ．W >12mgR ，质点不能到达Q 点C ．W ＝12mgR ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离D ．W <12mgR ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离【解析】设质点到达N 点的速度为v N ，在N 点质点受到轨道的弹力为F N ，则F N －mg＝mv 2N R ，已知F N ＝F ′N ＝4mg ，则质点到达N 点的动能为E k N ＝12mv 2N ＝32mgR .质点由开始至N 点的过程，由动能定理得mg ·2R ＋W f ＝E k N －0，解得摩擦力做的功为W f ＝－12mgR ，即克服摩擦力做的功为W ＝－W f ＝12mgR .设从N 到Q 的过程中克服摩擦力做功为W ′，则W ′＜W .从N 到Q的过程，由动能定理得－mgR －W ′＝12mv 2Q －12mv 2N ，即12mgR －W ′＝12mv 2Q ，故质点到达Q 点后速度不为0，质点继续上升一段距离．选项C 正确．【答案】 C3．(2016·浙江高考)如图34所示为一滑草场．某条滑道由上下两段高均为h ，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ.质量为m 的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．则( )图34A ．动摩擦因数μ＝67B ．载人滑草车最大速度为2gh 7C ．载人滑草车克服摩擦力做功为mghD ．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为35g【解析】由题意知，上、下两段斜坡的长分别为s 1＝h sin 45°、s 2＝hsin 37°由动能定理(或功能关系)知：2mgh ＝μmgs 1cos 45°＋μmgs 2cos 37° 解得动摩擦因数μ＝67，选项A 正确；下落h 时的速度最大，由动能定理知：mgh －μmgs 1cos 45°＝12mv 2解得v ＝2gh7，选项B 正确；载人滑草车克服摩擦力做的功与重力做功相等，即W ＝2mgh ，选项C 错误；滑草车在下段滑道上的加速度大小为a ＝μg cos 37°－g sin 37°＝335g ，选项D 错误．【答案】 AB我还有这些不足：(1)(2)我的课下提升方案：(1)(2)。

高中物理第3章动能的变化与机械功测评含解析沪科版必修2

第3章测评(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。

每小题给出的选项中至少有一项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.一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.合力对物体不做功B.地板对物体的支持力做负功C.重力对物体做负功D.地板对物体的支持力做负功解析: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。

故选项C正确。

答案:C2.一小球以初速度v0水平抛出,不计空气阻力,小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t 变化的图像是()解析:设经过时间t速度大小为v,其方向与竖直方向(或重力方向)成θ角,由功率公式P=Fv cosθ知,此时重力的功率P=mgv cosθ=mgv y=mg·gt=mg2t,所以A正确。

答案:A3.导学号44904044如图所示,质量为m的物体A静止于倾角为θ的斜面体B上,斜面体B的质量为m0,现对该斜面体施加一个水平向左的推力F,使物体随斜面体一起沿水平方向向左做加速度为a的匀加速运动,移动s,则此过程中斜面体B对物体A所做的功为()A.FsB.mgs sin θC.masD.(m0+m)as解析:物体A随斜面体一起做匀加速运动,它所受合外力等于F合=ma,这个力水平向左由斜面B所给,则W=mas,故选项C正确。

答案:C4.如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上前进至B点停下,已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,A、B两点间的水平距离为l。

在滑雪者经过AB段的过程中,摩擦力所做功的大小为(已知滑雪者从斜坡滑上水平面时没有动能损失)()A.大于μmglB.小于μmglC.等于μmglD.以上三种情况都有可能解析:设在斜面上滑动的距离为s,斜面倾角为θ,由A到B的过程中摩擦力所做的功为W f=-μmg cosθ·s-μmg(l-s cosθ)=-μmgl,故C正确。

高中物理第三章动能的变化与机械功单元质量评估(含解析)沪科版必修2

【全程方略】2013年高中物理第三章动能的变化与机械功单元质量评估（含解析）沪科版必修2一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。

每小题至少有一个答案正确)1.若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则( )A.物体的动能不可能总是不变的B.物体的加速度一定变化C.物体的速度方向一定变化D.物体所受合外力做的功可能为零2.(2012·海口高一检测)解放前后，机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用。

如图所示，假设驴拉磨的平均用力大小为500 N，运动的半径为1 m，驴拉磨转动一周所用时间约为10 s，则驴拉磨转动一周的平均功率约为( )A.0B.50 WC.50π WD.100π W3.关于做功和物体动能变化的关系，不正确的是( )A.只有动力对物体做功，物体的动能才增加B.只有物体克服阻力做功，物体的动能才减少C.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差D.动力和阻力都对物体做功时，物体的动能一定变化4.如图所示,利用倾角为α的传送带把一个质量为m的木箱匀速传送L距离,这时木箱升高h,木箱和传送带始终保持相对静止。

关于此过程,下列说法中正确的是( )A.木箱克服摩擦力做功mghB.摩擦力对木箱做功为零C.摩擦力对木箱做功为μmgLcosα,其中μ为动摩擦因数D.摩擦力对木箱做功为mgh5.(2012·三明高一检测)如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力( )A．等于零，对人不做功 B．水平向左，对人做负功C．水平向右，对人做正功 D．斜向上，对人做正功6.(2012·三亚高一检测)如图所示，质量为m的物块与转台之间的动摩擦因数为μ,物块与转轴相距为R，物块随转台由静止开始运动，当转速增加到某值时，物块即将在转台上滑动，此时转台已开始做匀速转动，在这一过程中，摩擦力对物块做的功为( )A.0B.2πμmgRC.2μmgRD.mgR 27.如图是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。

高中物理第3章动能的变化与机械功 3.2 研究功与功率学业分层测评沪科版必修2-沪科版高一必修

3.2 研究功与功率(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下面四幅图是小新提包回家的情景，小新对提包的拉力没有做功的是( )A．将包提起来B．站在水平匀速行驶的车上C．乘升降电梯D．提着包上楼【解析】根据功的概念与功的两个因素可知，只有同时满足力与在力的方向上有位移两个条件时，力对物体才做功，A、C、D做功，B没有做功，选B.【答案】 B2．质量为m的小物块在倾角为α的斜面上处于静止状态，如图3211所示．假设斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动，通过一段位移l.斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是( )图3211A．摩擦力做正功，支持力做正功B．摩擦力做正功，支持力做负功C．摩擦力做负功，支持力做正功D．摩擦力做负功，支持力不做功【解析】物体受力情况如下列图，物体受到重力mg、摩擦力F f和支持力F N的作用．物体相对斜面静止，物体相对地面水平向右匀速移动距离l，这些力均是恒力，故可用W＝Fl·cos α计算各力的功．WF f ＝F f l cos α＞0 WF N ＝F N l cos(90°＋α)＜0所以选项B 正确．【答案】 B3．关于功率，如下说法中正确的答案是( ) A ．根据P ＝W t可知，机械做功越多，其功率就越大 B ．根据P ＝Fv 可知，汽车的牵引力一定与其速度成反比C ．根据P ＝W t可知，只要知道时间t 内所做的功，就可知任意时刻的功率 D ．根据P ＝Fv 可知，发动机的功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比【解析】由P ＝W t可知，在时间t 一定的情况下，机械做功越多，其功率就越大，选项A 错误；根据P ＝Fv 可知，在发动机的输出功率P 一定的情况下，汽车的牵引力与其速度成反比，选项B 错误，D 正确；功W 与一段运动过程相对应，故利用P ＝W t计算出的是时间t 内力对物体做功的平均功率，选项C 错误．【答案】 D4．质量为m 的物体从静止开始做加速度为a 的匀加速直线运动．在运动时间为t 的过程中，合外力对它做功的平均功率为( )A ．ma 2t B.12ma 2t C ．2ma 2tD.22ma 2t 【解析】W ＝F ·s ＝ma ·12at 2＝12ma 2t 2，P ＝W t ＝12ma 2t ，应当选项B 正确．【答案】 B5．一质量为m 的木块静止在光滑的水平地面上，大小为F 、方向与水平面成θ角的恒力作用在该木块上，经过时间t ，力F 的瞬时功率为( )【导学号：02690036】A.F 2t cos 2θmB.F 2t cos 2θ2mC.F 2t mD.F 2t cos θm【解析】对木块受力分析可知，木块受重力、支持力和力F 的作用，由牛顿第二定律可得，F cos θ＝ma ，所以a ＝F cos θm ，t 时刻的速度为v 1＝at ＝Ft cos θm，所以瞬时功率P ＝Fv 1cos θ＝F 2t cos 2θm，A 正确．【答案】 A6．如图3212所示，AB ＝3AE ，AC ＝2AE ，AD ＝1.5 AE ，假设把物体从斜面底部沿AB 、AC 、AD 三个斜面匀速拉到顶端A 时(不计摩擦)，如此( )图3212A ．沿着AB 用的拉力最小，做功最多 B ．沿着AC 用的拉力最小，做功最多 C ．沿着AD 用的拉力最小，做功也最少 D ．沿着三个斜面用的拉力不相等，做功一样多【解析】设斜面的倾角为θ，AE ＝h ，如此从斜面底部向上匀速拉物体做的功为：W ＝F ·s ＝mg ·sin θ·hsin θ＝mgh ，所以选项D 正确．【答案】 D7．同一恒力按同样的方式施于物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动一样一段距离时，恒力做的功和平均功率分别为W 1、P 1和W 2、P 2，如此二者的关系是( )A ．W 1＞W 2、P 1＞P 2B ．W 1＝W 2、P 1＜P 2C ．W 1＝W 2、P 1＞P 2D ．W 1＜W 2、P 1＜P 2【解析】恒力做的功仅由力、位移与二者夹角决定，由题意，很显然W 1＝W 2；沿粗糙面运动时，加速度小，通过一样位移所用时间长，即t 1＞t 2，根据P ＝Wt，如此有P 1＜P 2，应当选项B 正确．【答案】 B8．某型号汽车发动机的额定功率为60 kW ，在水平路面上行驶时受到的阻力是1 800 N ，求在额定功率下，汽车行驶的速度为15 m/s 时，汽车受到的牵引力大小和汽车行驶的最大速度．【解析】由P ＝F 引·v 知，F 引＝P v ＝60 00015N ＝4 000 N ，在以额定功率P ＝60 kW 行驶时，汽车受到的阻力是F ＝1 800 N ，由于P ＝Fv max ，所以v max ＝P F ＝60 0001 800m/s ≈33.3 m/s.【答案】 4 000 N 33.3 m/s[能力提升]9．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t ＝0时其速度为1 m/s.从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F ，力F 和滑块的速度v 随时间t 的变化规律分别如图3213甲和乙所示．设在第1 s 内、第2 s 内、第3 s 内力F 对滑块做的功分别为W 1、W 2、W 3，如此以下关系式正确的答案是( )图3213A ．W 1＝W 2＝W 3B ．W 1＜W 2＜W 3C ．W 1＜W 3＜W 2D ．W 1＝W 2＜W 3【解析】各秒内位移等于速度图线与横轴所围的“面积〞，由乙图可知x 1＝12×1×1 m＝0.5 m ，x 2＝12×1×1 m＝0.5 m ，x 3＝1×1 m＝1 m ，结合甲图力的大小，可以求得W 1＝1×0.5J ＝0.5 J ，W 2＝3×0.5 J＝1.5 J ，W 3＝2×1 J＝2 J ，所以选B.【答案】 B10．汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶，发动机功率为P .快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．下面四个图象中，哪个图象正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系( )【解析】功率减小一半后，汽车做加速度越来越小的减速运动，最终匀速运动．【答案】 C11．质量m＝50 kg的滑雪运动员从高度h＝30 m的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角θ＝37°，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ＝0.1.如此运动员滑至坡底的过程中：图3214(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？(2)各力对运动员做的总功是多少？(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，装备质量不计)【解析】(1)重力做的功W G＝mgh＝50×10×30 J＝1.5×104 J.(2)运动员所受合力：F合＝mg sin 37°－μmg cos 37°＝260 N方向沿斜坡向下，沿合力方向位移l＝hsin 37°＝50 m合力做的功W合＝F合·l＝260×50 J＝1.3×104 J.【答案】(1)1.5×104 J (2)1.3×104 J12．图3215所示为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m＝5×103 kg 的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a＝0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m＝1.02 m/s的匀速运动．g取10 m/s2，不计额外功．求：【导学号：02690037】图3215(1)起重机允许输出的最大功率；(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率．【解析】(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力．P0＝F0v m①P0＝mgv m②代入数据，有：P0＝5.1×104 W．③(2)匀加速运动完毕时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：P0＝Fv1④F－mg＝ma⑤v1＝at1⑥由③④⑤⑥，代入数据，得：t1＝5 s ⑦t＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，如此v2＝at⑧P＝Fv2⑨由⑤⑧⑨，代入数据，得：P＝2.04×104 W.【答案】(1)5.1×104W(2)5 s2.04×104 W重点强化卷(三) 功和功率(建议用时：60分钟)一、选择题1．如下关于力做功的说法中正确的答案是( )A．人用力F＝300 N将足球踢出，球在空中飞行40 m，人对足球做功12 000 JB．人用力推物体，但物体未被推动，人对物体做功为零C．物体竖直上升时，重力不做功D．只有恒力才能做功，变力不能做功【解析】球在空中飞行40 m不是人踢足球的力伴随的位移，A错；物体没有被推动，位移为零，人对物体做功为零，B对；物体竖直上升时，重力做负功，C错；任何力都有可能做功，D错．【答案】 B2．(多项选择)如图1所示，用力F拉一质量为m的物体，使它沿水平地面匀速向右移动距离s.假设物体和地面间的动摩擦因数为μ，如此此力F对物体做功的表达式正确的有( )图1A．Fs cos αB．Fs sin αC．μmgs D.μmgs·sin αsin α＋μcos α【解析】由功的公式得F做功W＝F·s cos(90°－α)＝Fs·sin α，故A错，B正确；由于物体受力平衡，可将物体受力正交分解，如下列图．如此：水平方向：F sin α＝f①竖直方向：F cos α＋N＝mg②f＝μN③联立①②③得F＝μmgμcos α＋sin α由功的公式得W F＝F·s sin α＝μmgs·sin αsin α＋μcos α，故C错，D正确．【答案】BD3．如图2所示，物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动的过程中，关于A与地面间的滑动摩擦力和A、B间的静摩擦力做功的说法，正确的答案是( )图2A．静摩擦力都做正功，滑动摩擦力都做负功B．静摩擦力都不做功，滑动摩擦力都做负功C．有静摩擦力做正功，有滑动摩擦力不做功D．有静摩擦力做负功，有滑动摩擦力做正功【解析】物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动，根据平衡条件得知，A对B的静摩擦力与拉力F平衡，地面对A的滑动摩擦力与B对A的静摩擦力平衡，如此地面对A的滑动摩擦力方向向左，对A做负功，物块A对地面的滑动摩擦力不做功，A 对B的静摩擦力做负功，B对A的静摩擦力做正功，因此，选项C正确，其他选项均错．【答案】 C4．(多项选择)如图3所示，质量为m的物块在倾角为θ的斜面上，始终与斜面保持相对静止，如下说法中正确的答案是( )图3A．假设斜面向右匀速移动距离s，斜面对物块没有做功B．假设斜面向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgsC．假设斜面向左以加速度a移动距离s，斜面对物块做功masD．假设斜面向下以加速度a移动距离s，斜面对物块做功m(g＋a)s【解析】假设斜面匀速移动，由平衡条件可知，斜面对物体的作用力与重力大小相等方向相反，即竖直向上，向右平移时，作用力方向与位移方向垂直，斜面对物体的作用力不做功；向上时，作用力方向与位移方向一样，做功为W＝Fs＝mgs，A、B均正确；假设斜面向左以加速度a移动时，物体所受合外力F合＝ma，因为重力不做功，合外力做功即为斜面对物体做的功W＝F合s＝mas，C正确；假设斜面向下以加速度a移动时，斜面对物体的作用力为F，由牛顿第二定律得mg－F＝ma，所以F＝mg－ma，斜面对物体做的功为W＝－Fs＝－(mg－ma)s，D错误．【答案】ABC5．(多项选择)质量为2 kg的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀变速运动，拉力F作用2 s后撤去，物体运动的速度图象如图4所示，如此如下说法正确的答案是(g取10 m/s2)( ) 【导学号：02690038】图4A．拉力F做功150 JB．拉力F做功350 JC．物体抑制摩擦力做功100 JD．物体抑制摩擦力做功175 J【解析】由题图可以求出0～2 s内的加速度a1＝2.5 m/s2，2～6 s内的加速度a2＝－2.5 m/s2，由F＋F f＝ma1，F f＝ma2联立，得F＝10 N，F f＝－5 N，由题图还可求出前2 s 内的位移l1＝15 m,2～6 s内的位移l2＝20 m．所以拉力做功W F＝Fl1＝10×15 J＝150 J，摩擦力做功W Ff＝F f(l1＋l2)＝－5×(15＋20)J＝－175 J，即物体抑制摩擦力做功175 J，故A、D正确．【答案】AD6．将质量为m的物体置于光滑的水平面上，用水平恒力F作用于m上，使之在光滑的水平面上沿力F的方向移动距离s，此过程中恒力F做功为W1，平均功率为P1，再将另一质量为M(M>m)的物体静置于粗糙水平面上，用该水平恒力F作用其上，使之在粗糙的水平面上沿力F的方向移动同样距离s，此过程中恒力F做功为W2，平均功率为P2.如此两次恒力F 做功和平均功率的关系是( )A．W1>W2P1>P2B ．W 1<W 2P 1<P 2C ．W 1＝W 2P 1>P 2D ．W 1＝W 2P 1<P 2【解析】两次水平恒力相等，位移相等，根据W ＝Fs 知，恒力F 所做的功相等．在光滑水平面上运动的加速度大，根据位移时间公式知，在光滑水平面上的运动时间短，根据P ＝W t知，P 1＞P 2，故C 正确，A 、B 、D 错误．【答案】 C7．(多项选择)如图5所示，四个一样的小球在距地面一样的高度以一样的速率分别竖直下抛、竖直上抛、平抛和斜抛，不计空气阻力，如此如下关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中正确的答案是( )图5A ．小球飞行过程中单位时间内的速度变化一样B ．小球落地时，重力的瞬时功率均一样C ．从开始运动至落地，重力对小球做功一样D ．从开始运动至落地，重力对小球做功的平均功率一样【解析】因为抛体运动的加速度恒为g ，所以选项A 正确；小球落地时竖直方向速度大小不同，B 错误；W G ＝mgh ，选项C 正确；从抛出到落地所用时间不等，所以D 错误．【答案】 AC8．(2016·宁波高一检测)质量为m 的汽车启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P ，且行驶过程中受到的阻力大小一定．当汽车速度为v 时，汽车做匀速运动；当汽车速度为v4时，汽车的瞬时加速度的大小为( )A.PmvB.2P mvC.3PmvD.4Pmv【解析】由题意知，汽车所受阻力F f ＝P v ，汽车速度为v 4时的牵引力F ＝P v 4＝4Pv，由牛顿第二定律得F －F f ＝ma .联立以上三式求得a ＝3Pmv，C 正确．【答案】 C9．(2016·保定高一检测)如图6是小孩滑滑梯的情景，假设滑梯是固定光滑斜面，倾面为30°，小孩质量为m ，由静止开始沿滑梯下滑，滑行距离为s 时，重力的瞬时功率为( )图6A ．mg gsB ．12mg gs C ．mg 2gsD.12mg 6gs 【解析】小孩的加速度a ＝mg sin 30°m ＝12g ，由v 2＝2as 得小孩滑行距离s 时的速率v ＝gs ，故此时重力的瞬时功率P ＝mgv sin 30°＝12mg gs ，B 正确．【答案】 B10．(2015·全国卷Ⅱ)一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率P 随时间t 的变化如图7所示．假定汽车所受阻力的大小f 恒定不变．如下描述该汽车的速度v 随时间t 变化的图线中，可能正确的答案是( )图7【解析】当牵引力大于阻力时，机车加速运动，但速度的增加会导致牵引力变小，机车所受的合力变小，机车的加速度变小，故机车的运动为加速度不断变小的加速运动，直到加速度等于零变为匀速直线运动，故0～t 1时间内，是一个恒定功率加速过程，直到变为匀速直线运动，t 1～t 2时间内，是另一个恒定功率加速过程，直到变为匀速直线运动，故A 项正确．【答案】 A二、计算题11.如图8所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F 1＝3 N 和F 2＝4 N 的恒力，其合力在水平方向上，从静止开始运动10 m ，求：图8(1)F 1和F 2分别对物体做的功是多少？代数和为多大？(2)F 1和F 2合力为多大？合力做功是多少？【导学号：02690039】【解析】 (1)力F 1做的功 W 1＝F 1l cos θ1＝3×10×332＋42 J ＝18 J力F 2做的功 W 2＝F 2l cos θ2＝4×10×432＋42 J ＝32 JW 1与W 2的代数和 W ＝W 1＋W 2＝18 J ＋32 J ＝50 J.(2)F 1与F 2的合力F ＝F 21＋F 22＝32＋42N ＝5 N合力F 做的功W ′＝Fl ＝5×10 J＝50 J.【答案】 (1)18 J 32 J 50 J (2)5 N 50 J12．(2016·重庆高一检测)解放牌汽车发动机的额定功率为60 kW ，汽车的质量为4 t ，它在水平路面上行驶时所受的阻力为车重的0.1 倍，g 取10 m/s 2，求：(1)解放牌汽车以额定功率从静止启动后，能达到的最大速度；(2)假设解放牌汽车以0.5 m/s 2的加速度匀加速启动，其匀加速运动的时间多长．【解析】(1)F f ＝kmg ＝4 000 N以额定功率启动，达到最大速度时， P ＝Fv m ＝F f ·v m由此：v m ＝P F f ＝15 m/s.(2)由a ＝F －F f m得F ＝ma ＋F f ＝6 000 N 由P ＝Fv 得v ＝10 m/s故t ＝v a＝20 s.【答案】 (1)15 m/s (2)20 s。

高中物理第3章动能的变化与机械功 3.3 动能定理的应用学业分层测评沪科版必修2

3.3 动能定理的应用(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(多选)(2016·驻马店高一检测)一物体在水平方向的两个平衡力(均为恒力)作用下沿水平方向做匀速直线运动，若撤去一个水平力，则有( )A ．物体的动能可能减少B ．物体的动能可能不变C ．物体的动能可能增加D ．余下的一个力一定对物体做正功【解析】设撤掉一个力后另一个力与原速度方向间的夹角为α.当90°＜α≤180°时，力对物体做负功，物体动能减小，A 对，D 错；当0°≤α＜90°时，力对物体做正功，物体动能增加，C 正确；无论α多大，力都对物体做功，物体动能一定变化，B 错．【答案】 AC2．(多选)对水平面上的物体施以水平恒力F ，从静止开始运动了位移l ，撤去力F ，这以后又经过了位移l 而停止下来，若物体的质量为m ，则( )A ．它所受的阻力为FB ．它所受的阻力为F2C ．力F 做功为零D ．力F 做功为Fl【解析】对物体运动的全过程应用动能定理，Fl －F 阻·2l ＝0－0，所以F阻＝F2，B 对，A 错；力F 做的功W ＝Fl ，D 对，C 错．故正确答案为BD.【答案】 BD3．质量m ＝2 kg 的物体在水平面上滑行，其动能随位移变化的规律如图337所示，则物体与水平面间的动摩擦因数为(g 取10 m/s 2)( )图337A ．0.4B ．0.3C ．0.2D ．0.1【解析】由动能定理－fs ＝0－E k0，解得f ＝4 N ，由f ＝μmg 可得，μ＝f mg ＝42×10＝0.2，故C 正确．【答案】 C4．(多选)如图338所示，质量为m 的小车在水平恒力F 推动下，从山坡(粗糙)底部A 处由静止开始运动至高为h 的坡顶B ，获得速度为v ，A 、B 之间的水平距离为x ，重力加速度为g ，下列说法正确的是( )图338A ．小车克服重力所做的功是mghB ．合外力对小车做的功是12mv 2C ．推力对小车做的功是12mv 2＋mghD ．阻力对小车做的功是12mv 2＋mgh －Fx【解析】重力做功W G ＝－mgh ，A 对；推力做功W F ＝Fx ＝12mv 2＋mgh －W f ，C 错；根据动能定理W F ＋W f ＋W G ＝12mv 2，即合外力做功12mv 2，B 对；由上式得阻力做功W f ＝12mv 2－W F －W G ＝12mv 2＋mgh －Fx ，D 正确．【答案】 ABD5．如图339所示，质量为m 的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k 倍．它与转轴OO ′相距R ，物块随转台由静止开始转动，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为( ) 【导学号：02690040】图339A.12kmgR B ．0 C ．2πkmgRD ．2kmgR【解析】物块在开始滑动时的最大静摩擦力是圆周运动的向心力，故kmg ＝m v 2R ，所以v 2＝kRg .则由动能定理得W ＝12mv 2－0＝12kmgR .故选A.【答案】 A6．如图3310所示，ABCD 是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC 的连接处都是一段与BC 相切的圆弧，BC 是水平的，其长度d ＝0.5 m ．盆边缘的高度为h ＝0.3 m ．在A 处放一个质量为m 的小物块并让其从静止下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC 面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停止地点到B 的距离为( )图3310A ．0.50 mB ．0.25 mC ．0.10 mD ．0【解析】设物块在BC 上运动的路程为s ，由动能定理知：μmgs ＝mgh ，则s ＝h μ＝0.300.10m ＝3 m ，因为d ＝0.5 m ，则s d ＝30.5＝6，故物块停在B 点，选项D 正确．【答案】 D7．(2016·江门高一检测)如图3311所示，一弹簧与物块相连，物块的质量为m ，它与水平面间的动摩擦因数为μ.起初，用手按住物块，物块的速度为零，弹簧的伸长量为x ，然后放手，当弹簧的长度回到原长时，物块的速度为v .试用动能定理求此过程中弹力所做的功．图3311【解析】设W 弹为弹力对物块做的功，物块克服摩擦力做的功为W f ＝μmgx 由动能定理得：W 弹－μmgx ＝12mv 2－0故W 弹＝μmgx ＋12mv 2.【答案】 μmgx ＋12mv 2[能力提升]8．(多选)质量为m 的物体，在水平面上只受摩擦力作用并以初速度v 0做匀减速直线运动，经距离d 以后，速度减为v 02，则( )A ．此平面动摩擦因数为3v 28gdB ．物体再前进d4便停止C ．摩擦力做功为34mv 2D ．若使物体前进总距离为2d ，其初速度至少为32·v 0 【解析】设动摩擦因数为μ，根据动能定理W ＝ΔE k ，有W f ＝－μmgd ＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 022－12mv 2＝－38mv 20，解得μ＝3v 208gd ，选项A 正确；设物体总共能滑行l ，则有：－μmgl ＝0－12mv 20得l＝43d ，即再前进d 3便停止，选项B 错；摩擦力做的功等于物体动能的变化，即W f ＝－38mv 20，C 错；若要使物体滑行2d ，则物体初速度为v ，根据动能定理有：－μmg (2d )＝0－12mv 2，得v＝32v 0，选项D 正确．【答案】 AD9．如图3312所示，OD 是水平面，AB 是斜面，初速为v 0的物体从D 点出发沿DBA 滑动到顶点A 时速度刚好为零．如果斜面改为AC ，让该物体从D 点出发沿DCA 滑动到A 点时速度刚好也为零，则第二次物体具有的初速度(已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零，斜面与平面为圆滑连接)( )图3312A ．大于v 0B ．等于v 0C ．小于v 0D ．取决于斜面的倾角【解析】设OD ＝s ，OA ＝h ，斜面倾角为α，物体从D 点出发，沿DBA (或DCA )滑动到顶点A ，过B 点(或C 点)时物体与斜面碰撞没有机械能损失，由动能定理得－mg sinα×h sin α－μmg cos αh sin α－μmg (s －h cot α)＝0－12mv 2即μmgs ＋mgh ＝12mv 20得v 0＝2gμs ＋h .由上式可知，物体的初速度跟斜面倾角无关，选B.【答案】 B10．(2016·汕头高一检测)如图3313所示，质量m ＝1 kg 的小球(可看成质点)，从距离一固定于水平面的半圆形槽上沿高H ＝5 m 处自由下落，接着沿半圆形槽壁运动，半圆槽半径R ＝0.5 m ．小球第一次到达槽最低点时速率为10 m/s ，并继续沿槽壁运动直到从槽左端边缘飞出……，如此反复几次，设摩擦力大小恒定不变，小球与槽壁相碰时不损失能量，不计空气阻力，求：(g 取10 m/s 2)图3313(1)从开始直到小球停止运动过程中，克服摩擦力做的功； (2)小球第一次离槽上升距槽上沿的高度h .【解析】 (1)从开始直到小球停止运动过程中，根据动能定理：mg (H ＋R )－W f ＝0，解得W f ＝55 J.(2)小球从开始直到第一次离槽上升距槽上沿的高度为h ，根据动能定理：mg (H －h )－W ′f ＝0.小球从开始直到第一次到达槽最低点，由动能定理：mg (H ＋R )－12W ′f ＝12mv 2.联立以上两式得h ＝4 m. 【答案】 (1)55 J (2)4 m11．如图3314甲所示，一质量为m ＝1 kg 的物块静止在粗糙水平面上的A 点，从t ＝0时刻开始，物块在受到按如图乙所示规律变化的水平力F 作用下向右运动，第3 s 末物块运动到B 点时速度刚好为0，第5 s 末物块刚好回到A 点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ＝0.2，(g 取10 m/s 2)求：【导学号：02690041】(1)AB 间的距离；(2)水平力F 在5 s 时间内对物块所做的功．甲乙图3314【解析】 (1)在3～5 s 内物块在水平恒力F 作用下由B 点匀加速直线运动到A 点，设加速度为a ，AB 间的距离为s ，则F －μmg ＝maa ＝F －μmg m ＝4－0.2×1×101 m/s 2＝2 m/s 2s ＝12at 2＝4 m.(2)设整个过程中F 做的功为W F ，物块回到A 点时的速度为v A ，由动能定理得： W F －2μmgs ＝12mv 2A v 2A ＝2asW F ＝2μmgs ＋mas ＝24 J.【答案】 (1)4 m (2)24 J。

高中物理第3章动能的变化与机械功单元测试沪科版必修2

高中物理第3章动能的变化与机械功单元测试沪科版必修2(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分)1．如图1所示，在水平的船板上有一人拉着固定在岸边树上的绳子，用力使船向前移动．关于力对船做功的下列说法中正确的是( )图1A．绳的拉力对船做了功B．人对绳的拉力对船做了功C．树对绳子的拉力对船做了功D．人对船的静摩擦力对船做了功2．一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3．如图2所示，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接，木板置于光滑水平地面上，木板质量为M，长度为L，小木块质量为m，小木块与木板间的动摩擦因数为μ.开始时小木块静止在木板左端，现用水平向右的拉力F将小木块m拉至木板右端，拉力F至少做的功为( )图2A．μmgL B．2μmgLC.μmgL2D．μ(M＋m)gL4．如图3所示，铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高机车牵引力的功率是一个重要的问题．若匀速行驶时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f＝kv2.那么，当列车分别以120 km/h和40 km/h的速度在水平直轨道上匀速行驶时，机车的牵引力的功率之比为( )图3A ．3∶1B ．9∶1C ．27∶1D ．81∶15．在光滑水平面上，静止的物体受到一个水平拉力F 的作用开始运动，拉力随时间的变化规律如图4所示，用E k 、v 、s 、P 分别表示物体的动能、速度、位移和水平拉力的功率，如图所示的四个图像中分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况，其中正确的是( )图46．质量为m 的物体由固定在地面上的斜面顶端匀速滑到斜面底端，斜面倾角为θ，物体下滑速度为v ，如图5所示，以下说法中正确的是( )图5A ．重力对物体做功的功率为mgv sin θB ．重力对物体做功的功率为mgvC ．物体克服摩擦力做功的功率为mgv sin θD ．物体克服摩擦力做功的功率为mgv7．一颗子弹以水平速度v 射入一树干中，射入深度为L .设子弹在树干中受到的阻力为一恒力，那么子弹以v2的速度射入树干中，射入的深度为( )A ．LB.L2C.L2D.L48．把一个物体从粗糙斜面的底端匀加速拉到斜面顶端的过程中，下列说法不正确的是( ) A．拉力与摩擦力做功的代数和等于物体动能的增量B．拉力、摩擦力和重力做功的代数和等于物体动能的增量C．拉力、摩擦力、重力和支持力的合力做的功等于物体动能的增量D．物体所受外力的合力做的功等于物体动能的增量9．静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿s轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标s的变化关系如图6所示，图线为半圆．则小物块运动到s0处时的动能为( )图6A．0 B.12F m s0C.π4F m s0 D.π4s2010．如图7甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与作用时间t的关系如图乙所示，设物块与地面间的静摩擦力最大值f m与滑动摩擦力大小相等，则( )图7A．0～t1时间内F的功率逐渐增大B．t2时刻物块A的加速度最大C．t2时刻后物块A做反向运动D．t3时刻物块A的动能最大二、实验题(本题共8分)11．某同学为探究“恒力做功与物体动能变化的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：①安装好实验装置如图8所示．图8②将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车．③在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上．④释放小车，打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带．(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条．经测量、计算，得到如下数据：①第一个点到第N个点的距离为40.0 cm.②打下第N点时小车的速度大小为1.00 m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出：拉力对小车做的功为__________ J，小车动能的增量为__________ J(g取9.8 m/s2，结果保留3位有效数字)．(2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体所做的功等于物体动能的增量”，且误差很大．显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素．请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助他分析一下，造成较大误差的主要原因是：________________________________________________________________________. 三、计算题(本题共4小题，共42分)12．(8分)如图9所示，均匀长木板长a＝40 cm，放在水平桌面上，它的右端与桌边相齐，木板质量m＝2 kg，与桌面的动摩擦因数μ＝0.2.今用水平推力F将其推下桌子，则水平推力至少做多少功？(g＝10 m/s2)图913．(10分)一颗子弹以700 m/s的速度打穿第一块木板后速度为500 m/s，若让它继续打穿第二块同样的木板，则子弹的速度变为多少？(假定木板对子弹的阻力恒定)14．(12分)质量为1 000 kg的汽车在平直路面上试车，当车速达到30 m/s时关闭发动机，经过60 s停下来，所受阻力大小恒定，试求：(1)关闭发动机后，汽车的加速度是多大？受到的阻力是多大？(2)若汽车以20 kW的恒定功率重新启动，当速度达到10 m/s时，汽车的加速度是多大？15．(12分)如图10所示，滑沙场有两个坡度不同的沙坡滑道AB和AC(都可以看作斜面)，甲、乙两名旅游者分别乘坐两个滑沙撬从坡顶同一水平线上由静止滑下，最后都停在水平沙面CD上．设滑沙撬和沙面间的动摩擦因数μ处处相同，滑沙者保持一定姿势坐在沙撬上不动，请回答：图10(1)他们滑到各自的坡底B点和C点的速度大小是否相同？(2)他们停下的位置距离坡顶的水平距离是否相同？答案1．D 2．BD 3．A 4．C 5．BD 6．AC 7．D 8．A 9．C 10．BD11．(1)②0.1960.100 (2)a.小车质量没有远大于钩码质量；b.没有平衡摩擦力；c.操作④错误，应先接通电源，稳定后再放开小车12．0.8 J13．100 m/s14．(1)0.5 m/s2500 N (2)1.5 m/s215．(1)他们滑到各自的坡底B点和C点时的速度不同(2)他们停下的位置距离坡顶的水平距离相同。

沪科版高中物理必修二第3章动能的变化与机械功单元检测

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第3章动能的变化与机械功单元检测（时间：45分钟满分：100分）一、选择题（每小题6分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分）1．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分别从三斜面的顶部滑到底部，在此过程中（）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2．如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力（）A．等于零，对人不做功B．水平向左，对人做负功C．水平向右，对人做正功D．斜向上，对人做正功3．人们设计出磁悬浮列车，列车能以很大速度行驶，列车的速度很大，是采取了下列哪些可能的措施（）A．减小列车的质量B．增大列车的牵引力C．减小列车受的阻力D．增大列车的功率4．如图所示为一辆汽车在一段时间内的速度—时间图像，由图像可以分析下列说法正确的是（）A．在0～t1和t1～t2时间内，合力做的功相同B．在t1～t2和t2～t3时间内，合力做的功相同C．在0～t1和t2～t3时间内，合力做的功相同D．在t2～t3和t3～t4时间内，合力做的功相同5．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1 m/s，而此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示，设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系式正确的是（）A ．W 1＝W 2＝W 3B ．W 1＜W 2＜W 3C ．W 1＜W 3＜W 2D ．W 1＝W 2＜W 36．如图是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。

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章末综合测评(三)
(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1．一小球以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图像是( )
【解析】设经过时间t速度大小为v，其方向与竖直方向(或重力方向)成θ角，由功率公式P＝Fv cos θ知，此时重力的功率P＝mgv cos θ＝mgv y＝mg·gt＝mg2t，所以A正确．
【答案】 A
2．如图1所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面减速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力( )
图1
A．等于零，对人不做功
B．水平向左，对人做负功
C．水平向右，对人做正功
D．斜向上，对人做正功
【解析】人随扶梯沿斜面减速上升，人的受力有重力、支持力和水平向左的静摩擦力，且静摩擦力方向与运动方向的夹角大于90°，故静摩擦力对人做负功．
【答案】 B
3.如图2所示，质量为m的物体A静止于倾角为θ的斜面体B上，斜面体B的质量为M，现对该斜面体施加一个水平向左的推力F，使物体随斜面体一起沿水平方向向左做加速度为a的匀加速运动，移动s，则此过程中斜面体B对物体A所做的功为( )
图2
A．Fs B．mgs sin θ
C．mas D．(M＋m)as
【解析】物体A随斜面体一起做匀加速运动，它所受合外力等于ma，这个力水平向左由斜面B所给，由W＝mas故选项C正确．
【答案】 C
4.如图3所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球．在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点．在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是( ) 【导学号：02690042】
图3
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．先增大，后减小
D．先减小，后增大
【解析】小球速率恒定，由动能定理知：拉力做的功与克服重力做的功始终相等，将小球的速度分解，可发现小球在竖直方向分速度逐渐增大，重力的瞬时功率也逐渐增大，则拉力的瞬时功率也逐渐增大，A项正确．
【答案】 A
5．把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车．而动车组就是几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组，就是动车组，如图4所示．假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比．每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等．若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120 km/h；则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为( )
图4
A．120 km/h B．240 km/h
C．320 km/h D．480 km/h
【解析】设一节动车功率为P，动车和拖车质量均为m，阻力系数为k，则有P＝
k ·4mg ·v 1，
6P ＝k ·9mg ·v 2，
v 1＝120 km/h ，
由以上三式得v 2＝320 km/h ，故C 正确．【答案】 C
6．物体沿直线运动的v t 图象如图5所示，已知在第1秒内合力对物体做功为W ，则( )
图5
A ．从第1秒末到第3秒末合力做功为4W
B ．从第3秒末到第5秒末合力做功为－2W
C ．从第5秒末到第7秒末合力做功为W
D ．从第3秒末到第4秒末合力做功为－0.75W
【解析】由题中图象可知物体速度变化情况，根据动能定理得第1 s 内：W ＝12mv 2
，
第1 s 末到第3 s 末：W 1＝12mv 2－12mv 2
＝0，A 错；
第3 s 末到第5 s 末：W 2＝0－12mv 2
＝－W ，B 错；
第5 s 末到第7 s 末：W 3＝12m (－v )2
－0＝W ，C 正确；
第3 s 末到第4 s 末：W 4＝12m (v 2)2－12mv 2
＝－0.75W ，D 正确．
【答案】 CD
7．关于物体所受外力的合力做功与物体动能的变化的关系以下说法正确的是( ) A ．合力做正功，物体动能增加 B ．合力做正功，物体动能减少 C ．合力做负功，物体动能增加 D ．合力做负功，物体动能减少
【解析】根据动能定理，合力做功等于物体动能变化，合力做正功，动能增加；合力做负功，动能减少．所以A 和D 正确．
【答案】 AD
8．如图6是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车
上方的光电板，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t 前进距离s ，速度达到最大值v m ，设这一过程中电动机的功率恒为P ，小车所受阻力恒为F ，那么( )
图6
A ．这段时间内小车先加速运动，然后匀速运动
B ．这段时间内阻力所做的功为Pt
C ．这段时间内合力做的功为12
mv 2
m
D ．这段时间内电动机所做的功为Fs ＋12
mv 2
m
【解析】从题意得到，可将太阳能驱动小车运动视为“汽车以功率不变启动”，所以这段时间内小车做加速运动，A 项错误；电动机做功用Pt 计算，阻力做功为W ＝Fs ，B 项错误；根据动能定理判断，这段时间内合力做功为12mv 2
m ，C 项正确；这段时间内电动机所做的
功为Pt ＝Fs ＋12
mv 2
m ，D 项正确．
【答案】 CD
二、非选择题(共4小题，共52分)
9．(8分)(2013·福建高考)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图7)：
图7
(1)下列说法哪一项是正确的( )
A ．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上
B ．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量
C ．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放
(2)图8是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O ，A ，B ，C 为计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为 50 Hz ，则打B 点时小车的瞬时速度大小为____m/s(保留三位有效数字)．
图8
【解析】平衡摩擦力的原理就是在没有拉力的情况下调整斜面倾角，使μ＝tan θ，A 错；为减小系统误差应使钩码质量远小于小车质量，B 错；实验时使小车靠近打点计时器能充分利用纸带，由静止释放则通过后面的点测出的动能即等于该过程的动能变化量，便于利用实验数据进行探究．据v B ＝
s AC
2T
＝0.653 m/s 可得打B 点时小车的瞬时速度．【答案】 (1)C (2)0.653
10．(12分)在“探究功与速度变化的关系”的实验中，得到的纸带如图9所示，小车的运动情况可描述为：A ，B 之间为________________ 运动；C ，D 之间为________运动．小车离开橡皮筋后的速度为________m/s.
图9
【解析】由图可知小车在A 、B 之间做加速运动，由于相邻计数点间位移之差不等，由Δs ＝aT 2
知，小车的加速度是变化的，故做变加速运动．在C ，D 之间计数点均匀分布，说明小车做匀速运动．小车离开橡皮筋后做匀速运动，由CD 段纸带，求出速度为：
v ＝s t ＝7.2×10－30.02
m/s ＝0.36 m/s. 【答案】变加速匀速 0.36
11．(16分)质量m ＝1 kg 的物体，在水平拉力F 的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移4 m 时，拉力F 停止作用，运动到位移是8 m 时物体停止，运动过程中E k s 的图线如图10所示，g ＝10 m/s 2
，求：
图10
(1)物体和平面间的动摩擦因数； (2)拉力F 的大小．
【解析】 (1)在运动的第二阶段，物体在位移s 2＝4 m 内，动能由E k ＝10 J 变为零，由动能定理得－μmgs 2＝－E k 故动摩擦因数 μ＝
E k mgs 2＝101×10×4
＝0.25. (2)在运动的第一阶级，物体位移s 1＝4 m ，初动能E k0＝2 J ，
根据动能定理Fs 1－μmgs 1＝E k －E k0 所以F ＝4.5 N.
【答案】 (1)0.25 (2)4.5 N
12．(16分)如图11所示，抗震救灾运输机在某场地卸放物资时，通过倾角θ＝30°的固定的光滑斜轨道面进行．有一件质量为m ＝2.0 kg 的小包装盒，由静止开始从斜轨道的顶端A 滑至底端B ，然后又在水平地面上滑行一段距离停下，若A 点距离水平地面的高度h ＝5.0 m ，重力加速度g 取10 m/s 2
，求：
图11
(1)包装盒由A 滑到B 经历的时间；
(2)若地面的动摩擦因数为0.5，包装盒在水平地面上还能滑行多远？(不计斜面与地面接触处的能量损耗)
【解析】 (1)包装盒沿斜面下滑受到重力和斜面支持力，由牛顿第二定律，得mg sin θ＝ma
a ＝g sin θ＝5.0 m/s 2
包装盒沿斜面由A 到B 的位移为
S AB ＝
h
sin 30°
＝10 m
包装盒由A 到B 做匀加速运动的时间为t
S AB ＝12
at 2得 t ＝
2S AB
a
＝2.0 s.
(2)由动能定理得：－fs ＝0－12
mv 2
B
其中滑动摩擦力f＝μmg
在B点速度v B＝at
代入已知，得s＝10 m.
【答案】(1)2.0 s (2)10 m。

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