2018版物理新课堂同步必修二文档：重点强化卷1 动能定

重点强化卷(一) 动能定理和机械能
守恒定律
(建议用时：60分钟)
(教师用书独具)
一、选择题(共9小题)
1．一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图1所示，则力F所做的功为()
图1
A．mgl cos θ
B．Fl sin θ
C．mgl(1－cos θ)
D．Fl
【解析】小球缓慢由P→Q过程中，F大小变化，为变力做功．
设力F做功为W F，对小球由P→Q应用动能定理
W F－mgl(1－cos θ)＝0
所以W F＝mgl(1－cos θ)，故选C.
【答案】 C
2．(多选)某人用手将1 kg的物体由静止向上提起1 m，这时物体的速度为2 m/s(g取10 m/s2)，则下列说法正确的是()
【导学号：45732056】A．手对物体做功12 J B．合力做功2 J
C．合力做功12 J D．物体克服重力做功10 J
【解析】W G＝－mgh＝－10 J，D对；由动能定理W
合＝ΔE k＝
1
2m v
2－0＝2
J，B对，C错；又因W合＝W手＋W G，故W手＝W合－W G＝12 J，A对．【答案】ABD
3．(多选)如图2所示，一轻弹簧的一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，则在重物由A点摆向最低点B的过程中()
图2
A．弹簧与重物的总机械能守恒
B．弹簧的弹性势能增加
C．重物的机械能守恒
D．重物的机械能增加
【解析】对于弹簧和重物组成的系统，在重物由初位置下落到最低点B 的过程中，系统内弹簧弹力和重物重力做功，系统的机械能守恒，选项A正确；初位置时弹簧处于原长、弹性势能等于零，下落到最低点时，弹簧被拉伸，具有弹性势能，弹簧的弹性势能增加，则必有重物的机械能减少，选项B正确，选项C、D均错．
【答案】AB
4．物体在合外力作用下做直线运动的v-t图象如图3所示，下列表述正确的是()
图3
A．在0～1 s内，合外力做正功
B ．在0～2 s 内，合外力总是做负功
C ．在1 s ～2 s 内，合外力不做功
D ．在0～3 s 内，合外力总是做正功
【解析】 由v -t 图象知0～1 s 内，v 增加，动能增加，由动能定理可知合外力做正功，A 对，B 错；1 s ～2 s 内v 减小，动能减小，合外力做负功，可见C 、D 错．
【答案】 A
5．(多选)质量为m 的汽车在平直公路上行驶，发动机的功率P 和汽车受到的阻力f 均恒定不变，在时间t 内，汽车的速度由v 0增加到最大速度v m ，汽车前进的距离为x ，则此段时间内发动机所做的功W 可表示为( )
【导学号：45732057】
A ．W ＝Pt
B ．W ＝fx
C ．W ＝12m v 2m －12m v 2
0＋fx D ．W ＝12m v 2m ＋fx
【解析】 由题意知，发动机功率不变，故t 时间内发动机做功W ＝Pt ，所以A 正确；车做加速运动，故牵引力大于阻力f ，故B 错误；根据动能定理W －fx ＝12m v 2m －12m v 20，所以C 正确，D 错误．
【答案】 AC
6．木块静止挂在绳子下端，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到一定高度，如图4所示，从子弹开始入射到共同上摆到最大高度的过程中，下面说法正确的是( )
图4
A ．子弹的机械能守恒
B．木块的机械能守恒
C．子弹和木块的总机械能守恒
D．以上说法都不对
【解析】子弹打入木块的过程中，子弹克服摩擦力做功产生热能，故系统机械能不守恒．
【答案】 D
7．如图5所示，在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧．当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度大小为210 m/s，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g取10 m/s2)()
图5
A．10 J B．15 J C．20 J D．25 J
【解析】弹簧与小球组成的系统机械能守恒，以水平地面为零势能面，
E p＋mgh＝1
2m v
2，解得E
p
＝10 J，A正确．
【答案】 A
8.如图6所示，一根很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b，a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b球后，a可能达到的最大高度为()
【导学号：45732058】
图6
A．h B．1.5h
C．2h D．2.5h
【解析】释放b后，在b到达地面之前，a向上加速运动，b向下加速运
动，a、b系统的机械能守恒，若b落地瞬间速度为v，则3mgh＝mgh＋1
2m v
2＋
1
2
(3m)v2，可得v＝gh.b落地后，a向上做匀减速运动，设能够继续上升的高度为
h′，由机械能守恒得1
2m v
2＝mgh′，h′＝
h
2.所以a达到的最大高度为1.5h，B
正确．
【答案】 B
9．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J．韩晓鹏在此过程中()
A．动能增加了1 900 J
B．动能增加了2 000 J
C．重力势能减小了1 900 J
D．重力势能减小了2 000 J
【解析】根据动能定理得韩晓鹏动能的变化ΔE＝W G＋W f＝1 900 J－100 J ＝1 800 J＞0，故其动能增加了1 800 J，选项A、B错误；根据重力做功与重力势能变化的关系W G＝－ΔE p，所以ΔE p＝－W G＝－1 900 J＜0，故韩晓鹏的重力势能减小了1 900 J，选项C正确，选项D错误．
【答案】 C
二、计算题(共3小题)
10．如图7所示，斜面长为s，倾角为θ，一物体质量为m，从斜面底端的A 点开始以初速度v0沿斜面向上滑行，斜面与物体间的动摩擦因数为μ，物体滑到斜面顶端B点时飞出斜面，最后落在与A点处于同一水平面上的C处，则物体落地时的速度大小为多少？
图7
【解析】对物体运动的全过程，由动能定理可得：
－μmgs cos θ＝1
2m v
2
C
－
1
2m v
2
所以v C＝v20－2μgs cos θ.
【答案】v20－2μgs cos θ
11．质量为m＝4 kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F＝10 N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x＝20 m，物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，g取10 m/s2，求：
(1)物块在力F作用过程发生位移s1的大小；
(2)撤去力F后物块继续滑动的时间t.
【导学号：45732059】【解析】(1)设物块受到的滑动摩擦力为F1，则
F1＝μmg
根据动能定理，对物块由A到B整个过程，有
Fs1－F1x＝0
代入数据，解得
s1＝16 m.
(2)设刚撤去力F时物块的速度为v，此后物块的加速度为a，滑动的位移为s2，则
s2＝x－s1
由牛顿第二定律得
a＝F1 m
由匀变速直线运动公式得
v2＝2as2
v＝at
代入数据，解得
t＝2 s.
【答案】(1)16 m(2)2 s
12．如图8所示，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的光滑定滑轮与质量为M的砝码相连．已知M＝2m，让绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离(未落地)时，木块仍没离开桌面，则砝码的速度为多少？
图8
【解析】设砝码开始离桌面的高度为x，取桌面所在的水平面为参考面，则系统的初始机械能E
初
＝－Mgx
系统的末机械能E
末＝－Mg(x＋h)＋
1
2(M＋m)v
2
由E
初＝E
末
得：－Mgx＝－Mg(x＋h)＋
1
2(M＋m)v
2
解得v＝2
33gh.
【答案】2
33gh。