【全优课堂】高中物理粤教版必修二同步练习：4.3探究外力做功与物体动能变化的关系-Word版含答案.docx

第三节　探究外力做功与物体动能变化的关系

一、单项选择题
1．利用重锤下落探究外力做功与物体动能变化试验中，下面叙述正确的是(　　)
A．应当用天平称出物体的质量
B．应当选用点迹清楚、特殊是第一点没有拉成长条的纸带
C．操作时应先放纸带再通电
D．打点计时器应接在电压为4～6 V的直流电源上
【答案】B
【解析】由于要记录重锤自由下落的状况，所以操作时应先通电再放纸带．且用沟通电源，因求证mgh＝mv2，故不需要称物体的质量．

图4－3－9
2．物体在合力作用下做直线运动的v－t 图象如图4－3－9所示，下列表述正确的是(　　)
A．在0～1 s内，合力做正功
B．在0～2 s内，合力总是做负功
C．在1～2 s内，合力不做功
D．在0～3 s内，合力总是做正功
【答案】A
【解析】由动能定理知，合力做正功，物体动能增加，合力做负功，物体动能削减，因此A正确．
3．被竖直上抛的物体的初速度与回到抛出点时速度大小之比为k，而空气阻力在运动过程中大小不变，则重力与空气阻力的大小之比为(　　)
A. B. C．k D.
【答案】A

图4－3－10
4．如图4－3－10所示，用同种材料制成的一个轨道，AB段为圆弧，半径为R，水平放置的BC段长度为R.一小物块质量为m，与轨道间动摩擦因数为μ，当它从轨道顶端A由静止下滑时，恰好运动到C点静止，那么物块在AB段克服摩擦力做的功为(　　)
A．μmgR B．mgR(1－μ) C. D.
【答案】B
【解析】全过程应用动能定理mgR－W－μmgR＝0，则W＝mgR(1－μ)，故选B.
二、双项选择题
5．质量为m的子弹，以水平速度v射入静止在光滑水平面上质量为M的木块，并留在其中，下列说法正确的是(　　)
A．阻力对子弹做的功与子弹动能的削减相等
B．阻力对子弹做的功与子弹对木块做的功相等
C．子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等
D．子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功
【答案】AD
【解析】子弹击中木块打入确定的深度并留在其中，子弹和木块所受水平作用力(相互摩擦力)大小相等，可认为是恒力，但子弹的位移大于木块的位移，故子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功，所以做功不同，二者的动能变化并不相等．
6．一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于(　　)
A．物体势能的增加量
B．物体动能的增加量
C．物体动能的增加量加上物体势能的增加量
D．物体动能的增加量加上克服重力所做的功
【答案】CD
【解析】物体受到的支持力大于重力，物体加速上升，支持力做功不仅增加了物体重力势能，而且还增加了物体的动能，即支持力做的功等于物体动能的增量加上物体势能的增加量．
7．将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出，抛出时的速度大小为v0，小球落地时的速度大小为2v0，若小球受到的空气阻力不能忽视，则对于小球下落的整个过程，下面说法中正确的是(　　)
A．小球克服空气阻力做的功小于mgh
B．重力对小球做的功等于mgh
C．合外力对小球做的功小于mv
D．合外力对小球做的功等于mv
【答案】AB
【解析】小球整个运动过程中，有两个力做功，一个是重力做功WG＝mgh，B选项正确；一个是阻力做功，依据动能定理有：WG－Wf＝m(2v0)2－mv，明显合外力对小球做的功等于mv，C、D选项错误；小球克服阻力做的功Wf＝WG－mv＜mgh，A选项也正确．
8．如图4－3－11所示，A、B质量相等，它们与地面间的动摩擦因数也相等，且FA＝FB，假如A、B由静止开头运动相同的距离，那么(　　)

图4－3－11
A．FA对A做的功与FB对B做的功相同
B．FA对A做的功大于FB对B做的功
C．到终点时物体A获得的动能大于物体B获得的动能
D．到终点时物体A获得的动能小于物体B获得的动能
【答案】AD
【解析】由功的表达式W＝Fscos α知，两力对A、B做功相等，A对B错；两力的水平分力相等，而A所受的滑动摩擦力大于B所受的摩擦力，故A所受的合力F1小于B所受合力F2，由动能定理有F合s＝Ek－0，故Ek1＜Ek2，C错D对．
三、非选择题
9．(1)在探究动能定理的试验中，试验装置已安装完毕，请完成如下试验操作：
①将纸带穿过打点计时器的_____________________________________
_____________________________________________________________，
纸带下端固定在重锤上，上端用手提住，纸带不与限位孔接触．
②接通打点计时器的电源使它工作，让纸带从________状态开头释放，计时器在纸带上打出一系列的点．
③取纸带上的第1个点记为O，在第1个点后距离较远处任意选取一点P，记P点为n，用刻度尺测出__________的距离h.
④打点计时器工作电源频率为50 Hz，则打点间隔时间为________s．依据公式________计算出P点的速度v.
⑤由上面的h和v分别计算__________和________，看两者_______________________________________________________________．

⑥在其他纸带上再另选几个点，重复步骤③④⑤.
(2)在利用打点计时器探究动能定理的试验中，假如纸带上前面几点比较密集，不够清楚，可舍去前面的比较密集的点，在后面取一段打点较为清楚的纸带，同样可以验证，如图4－3－12所示，取O点为起始点，各点间的间距已量出并标在纸带上，所用沟通电的频率为50 Hz，重物的质量为m kg.

图4－3－12
①打A点时，重物下落速度为vA＝________，重物动能＝________.
②打F点时，重物下落速度为vF＝________，重物动能＝________.
③打点计时器自打下A点开头到打出F点，重物重力做的功为________，动能的增加量为________．
④依据纸带供应的数据，在误差允许的范围内，重物从打点计时器打出A点到打出F点的过程中，得到的结论是_______________________________________________________．
【答案】
(1)①限位孔并在复写纸下面经过　②静止　③O点到P点　④0.02　vn＝　⑤重锤重力做的功WG＝mgh　重锤动能增加量ΔEk＝mv2　是否近似相等
(2)①1.30 m/s　0.85m J　②2.28 m/s　2.60m J
③1.75m J　1.75m J　④在试验误差允许范围内WG＝ΔEk，动能定理成立

图4－3－13
10．半径R＝1 m的圆弧导轨末端切线与水平导轨相切，从圆弧导轨顶端A静止释放一个质量m＝20 g的木块，测得其滑至底端B的速度vB＝3 m/s，以后又沿水平导轨滑行了3 m，最终停在C点，如图4－3－13所示，求：
(1)圆弧导轨的摩擦力对木块所做的功；
(2)BC段导轨的动摩擦因数．(g＝10 m/s2)
【答案】(1)－0.11 J　(2)0.15
【解析】(1)对AB段用动能定理：mgR＋Wf＝mv，
所以Wf＝mv－mgR＝ J＝－0.11 J.
(2)对BC段用动能定理得：－μmgsBC＝0－mv，解得μ＝0.15.