沪科版高中物理必修二课时作业10

高中物理学习材料
（灿若寒星**整理制作）
1．关于动能定理，下列说法中正确的是( ) A ．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和 B ．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变 C ．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用 D ．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程
【解析】 公式W ＝ΔE k 中W 为合外力做的功，也可以是各力做功的代数和，A 错，B 对；动能不变，只能说明合外力的总功W ＝0，动能定理仍适用，C 错；动能定理既适用于恒力做功，也可适用于变力做功，D 项错误．
【答案】 B
2．(多选)(2013·西安一中检测)在下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是( ) A ．甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的12 B ．甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的1
2 C ．甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的1
2
D ．质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动
【解析】 由动能的表达式E k ＝1
2m v 2可知，选项A 、B 均错误，而选项C 正确；因动能是标量，故选项D 正确．
【答案】 CD
3．质量为m 的物体静止在粗糙的水平地面上，若物体受水平力F 的作用从静止起通过位移s 时的动能为E 1，当物体受水平力2F 的作用，从静止开始通过相同位移s 时，它的动能为E 2.则( )
A．E2＝E1B．E2＝2E1
C．E2>2E1D．E1<E2<2E1
【解析】物体在粗糙的水平面上通过位移s的过程中，所受到的摩擦力不变，由动能定理可得水平力为F时，(F－f)s＝E1
水平力为2F时，(2F－f)s＝E2
则E2＝2(F－f)s＋fs＝2E1＋fs>2E1.
【答案】 C
4.如图3－3－6所示，用同样材料制成的一个轨道，AB段为1
4圆弧，半径为R，水平放置的BC
段长度为2R.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．那么物体在AB段克服摩擦力做的功为()
图3－3－6
A．2μmgR B．mgR(1－2μ)
C．μmgR/2 D．mgR/2
【解析】设在AB段物体克服摩擦力做的功为W，则物体由A到C的过程利用动能定理可得mgR－W－μmgR＝0，整理可得W＝mgR(1－2μ)，故本题选B.
【答案】 B
5．(2013·银川一中检测)如图3－3－7所示，OD是水平面，AB是斜面，初速为v0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，斜面与平面为圆弧连接)()
图3－3－7
A．大于v0B．等于v0
C．小于v0D．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 sin α×h sin α－μmg cos αh
sin α－μmg (s －h cot α)＝0－12m v 20
即μmgs ＋mgh ＝1
2m v 20得v 0＝2g (μs ＋h ).
由上式可知，物体的初速度跟斜面倾角无关，选B. 【答案】 B
6. (2013·安康高一检测)如图3－3－8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( )
图3－3－8
A.1
2
kmgR B ．0 C ．2πkmgR
D ．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 2
R ，所以v 2＝kRg .则由动能定理得W ＝12m v 2－0＝1
2kmgR .故选A.
【答案】 A
7．(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 0
2，则( )
A ．此平面动摩擦因数为3v 20
8gd
B ．物体再前进d
4便停止 C ．摩擦力做功为3
4m v 20
D．若使物体前进总距离为2d时，其初速度至少为3 2·v0
【解析】设动摩擦因数为μ，根据动能定理W＝ΔE k，有W f＝－μmgd＝1
2m(
v0
2)
2－
1
2m v
2
＝－
3
8m v
2
，
解得μ＝3v20
8gd，选项A正确；设物体总共能滑行l，则有：－μmgl＝0－
1
2m v
2
得l＝
4
3d，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＝－3
8m v
2
，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)＝0－1
2m v
2，得v＝
3
2
v0，选项D正确．
【答案】AD
8．(多选)(2013·广州高一检测)如图3－3－9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3－3－9
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1
2m v
2
m
D．这段时间内电动机所做的功为Fs＋1
2m v
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1
2m v
2
m
，C项正确；这段时间内电动机所做的功为Pt＝Fs＋
1
2m v
2
m
，D
项正确．
【答案】CD
9．汽车从静止开始做匀加速直线运动，当汽车速度达到v m时关闭发动机，汽车继续滑行一段时间后停止运动，其运动的速度图像如图3－3－10所示．若汽车加速行驶时牵引力做功为W1，汽车整
个运动中克服阻力做功为W 2，则W 1和W 2的比值为多少？牵引力和阻力的大小之比为多少？
图3－3－10
【解析】 对汽车运动的全过程列动能定理方程，得W 1－W 2＝0－0，所以W 1＝W 2，W 1
W 2
＝1.设汽
车的牵引力为F ，阻力为F f ，由动能定理可得Fs 1－F f s ＝0－0，所以F F f
＝s
s 1
.由图像可知，汽车在全过
程中的位移s 与加速阶段的位移s 1之比为s s 1
＝5
1，所以牵引力和阻力之比为5∶1.
【答案】 1∶1,5∶1
10．(2013·江门高一检测)如图3－3－11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3－3－11
【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 ＝1
2m v 2－0 故W 弹＝μmgx ＋1
2m v 2. 【答案】 μmgx ＋1
2m v 2
11．(2013·佛山高一检测)质量为2 kg 的铁球从离地2 m 高处自由下落，陷入沙坑中10 cm 深处，如图3－3－12所示，求沙子对铁球的平均阻力．
图3－3－12
【解析】 设平均阻力为f ，对铁球全程由动能定理得
mg(H＋h)－fh＝0
代入数据得f＝420 N.
【答案】420 N
12.如图3－3－13所示，某人通过一根跨过定滑轮的轻绳提升一个质量为m的重物，开始时人在滑轮的正下方，绳下端A点离滑轮的距离为h.人由静止拉着绳向右移动，当绳下端到B点位置时，人的速度为v，绳与水平面夹角为θ.问在这个过程中，人对重物做了多少功？
图3－3－13
【解析】人移动时对绳的拉力不是恒力，重物不是做匀速运动也不是做匀变速运动，故无法用W＝Fx cos θ求对重物做的功，需从动能定理的角度来分析求解．
当绳下端由A点移到B点时，重物上升的高度为
Δh＝
h
sinθ－h＝
h(1－sin θ)
sin θ
重力做功的数值为W G＝－mgh(1－sinθ)
sin θ
当绳在B点实际水平速度为v时，v可以分解为沿绳斜向下的分速度v1和绕定滑轮逆时针转动的分速度v2，其中沿绳斜向下的分速度v1和重物上升速度的大小是一致的，从图中可看出v1＝v cos θ以重物为研究对象，根据动能定理得
W人＋W G＝1
2m v
2
1
－0
W人＝mgh(1－sinθ)
sinθ＋
m v2cos2θ
2.
【答案】mgh(1－sin θ)
sin θ＋
m v2cos2θ
2.。