【同步備課】2020年高中物理人教版必修2-章末檢測卷-第7章機械能守恒定律5

滾動檢測(六)勢能動能定理(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共9小題，每小題7分，共63分)1．一實心鐵球與一實心木球質量相等，將它們放在同一水平地面上，下列說法正確的是()．A．鐵球的重力勢能大于木球的重力勢能B．鐵球的重力勢能等于木球的重力勢能C．鐵球的重力勢能小于木球的重力勢能D．上述三種狀況都有可能解析本題考查了對重力勢能的理解，由于鐵球和木球的密度不同，所以質量相等的鐵球和木球相比較，木球的體積較大，放在同一水平地面上時，木球的重心高，因此木球的重力勢能大于鐵球的重力勢能，選項C正確．答案C2．一個人站在陽臺上，從陽臺邊緣以相同的速率v0分別把三個質量相同的球豎直上拋、豎直下拋、水平拋出，不計空氣阻力，則三球落地時的動能()．A．上拋球最大 B．下拋球最大C．平拋球最大 D．一樣大解析由動能定理得mgh＝Ek－eq\f(1,2)mv02.Ek＝mgh＋eq\f(1,2)mv02，D正確．答案D3．在水平面上有一質量為M的物體，受到水平力F的作用從靜止開頭運動，通過距離s撤去力F，這以后又通過距離s停止運動，則在這個過程中()．A．它所受的摩擦力大小為FB．它所受的摩擦力大小為F/2C．力F對物體做的功為FsD．力F對物體做的功為零解析依據(jù)功的定義，力F做的功WF＝Fs，C對、D錯．依據(jù)動能定理Fs－Ff·2s＝0，F(xiàn)f＝eq\f(1,2)F，A錯、B對．答案BC4．一質量為m的物體被人用手托著豎直向上以加速度a勻減速提升h.關于此過程，下列說法中正確的是()．A．提升過程中手對物體做功m(a＋g)hB．提升過程中合外力對物體做功mahC．提升過程中物體的重力勢能增加m(a＋g)hD．提升過程中物體克服重力做功mgh解析合力做功W合＝－mah，B錯．即W人－mgh＝－mah，W人＝mgh－mah，A錯．重力做功WG＝－mgh.D對．重力勢能增加ΔEp＝－WG＝mgh，C錯．答案D5．靜止在光滑水平面上的物體，在水平力F的作用下發(fā)生位移l并獲得速度v，若水平面不光滑，物體運動時受到的摩擦力為eq\f(F,n)(n>1)．若要使物體由靜止動身通過位移l而獲得速度v，則水平力變?yōu)?)．A.eq\f(n＋1,n)F B.eq\f(n－1,n)FC．nF D．(n＋1)F解析由動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①②兩式解得F′＝eq\f(n＋1,n)F.答案A6．質量為m，速度為v的子彈，能射入固定的木板L深．設阻力不變，要使子彈射入木板3L()．A．3倍 B．6倍 C.eq\f(3,2)倍 D.eq\r(3)倍解析設子彈受到的阻力大小為Ff.則－Ff×L＝－eq\f(1,2)mv2，－Ff×3L＝－eq\f(1,2)mv′2.則v′＝eq\r(3)v.D正確．答案D7．如圖1所示，一物體由A點以初速度v0下滑到底端B，它與擋板B做無動能損失的碰撞后又滑回到A點，其速度正好為零．設A、B兩點高度差為h，則它與擋板碰前的速度大小為()．圖1A.eq\r(2gh＋\f(v02,4)) B.eq\r(2gh)C.eq\r(2gh＋\f(v02,2)) D.eq\r(2gh＋v02)解析設整個滑動過程中物體所受摩擦力大小為Ff，(此力大小不變，下滑時方向向上，上滑時方向向下)．斜面長為s，則對物體由A→B→A的整個過程運用動能定理，得－2Ffs＝－eq\f(1,2)mv02.同理，對物體由A到B運用動能定理，設物體與擋板碰前速度大小為v，則mgh－Ffs＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02，解得v＝eq\r(2gh＋\f(v02,2)).答案C8．物體沿直線運動的v-t關系如圖2所示，已知在第1秒內合外力對物體做的功為W，則()圖2A．從第1秒末到第3秒末合外力做功為4WB．從第3秒末到第5秒末合外力做功為－2WC．從第5秒末到第7秒末合外力做功為WD．從第3秒末到第4秒末合外力做功為－0.75W解析由題圖知，第1秒末速度、第3秒末速度、第7秒速度大小關系：v1＝v3＝v7，由題知W＝eq\f(1,2)mv12－0，則由動能定理知第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錯．第3秒末到第5秒末合外力做功W3＝0－eq\f(1,2)mv32＝－W，故B錯．第5秒末到第7秒末合外力做功W4＝eq\f(1,2)mv72－0＝W，故C正確．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正確．答案CD9．如圖3所示，質量為m的物體用細繩經過光滑小孔牽引在光滑水平面上做勻速圓周運動，拉力為某個值F時，轉動半徑為R，當拉力漸漸減小到eq\f(F,4)時，物體仍做勻速圓周運動，半徑為2R，則外力對物體所做功的確定值是()．圖3A.eq\f(FR,4) B.eq\f(3FR,4) C.eq\f(5FR,2) D．0解析設當繩的拉力為F時，小球做勻速圓周運動的線速度為v1，則有F＝eq\f(mv12,R).當繩的拉力減為eq\f(F,4)時，小球做勻速圓周運動的線速度為v2，則有eq\f(1,4)F＝meq\f(v22,2R).在繩的拉力由F減為eq\f(1,4)F的過程中，繩的拉力所做的功為W＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12＝－eq\f(1,4)FR.所以繩的拉力所做的功的確定值為eq\f(1,4)FR，A選項正確．答案A二、非選擇題(本題共3小題，共37分)10．(12分)質量為1kg的重物自由下落，通過打點計時器在紙帶上記錄運動過程，打點計時器所接電源為6V、50Hz的溝通電源，如圖4所示，紙帶上O點為重物自由下落時紙帶打點的起點，選取的計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G依次間隔一個點(圖中未畫出)，各計數(shù)點與O點之間的距離依次為31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，單位為單位：mm圖4(1)求出B、C、D、E、F各點速度并填入下表：計數(shù)點BCDEF速度(m·s－1)(2)求出物體下落時從O點到圖中各點過程中重力所做的功，并填入下表；計數(shù)點BCDEF功(J)(3)適當選擇坐標軸，在圖5中作出物體重力做的功與物體速度之間的關系圖象．圖中縱坐標表示________，橫坐標表示________，由圖可得重力所做的功與________成________關系．圖5解析(1)各點速度由公式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)以重力做的功為縱坐標，以速度的二次方為橫坐標，作的WG--v2圖象如圖所示由圖象可知，重力做的功與物體速度的平方成正比．答案(1)1.181.571.962.352.74(2)0.691.231.922.763.76(3)重力做的功WG物體速度的平方v2物體速度的平方v2正比11．(12分)質量為3kg的物體放在高4m的平臺上，g取10m/s(1)物體相對于平臺表面的重力勢能是多少？(2)物體相對于地面的重力勢能是多少？(3)物體從平臺落到地面上，重力勢能變化了多少？重力做的功是多少？解析(1)相對于平臺表面h＝0，Ep＝mgh＝0(2)相對于地面，物體重力勢能為Ep＝mgh＝3×10×4J＝120J(3)法一物體從平臺表面下落到地面上，以平臺為參考面，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.重力勢能變化ΔEp＝－WG＝－120J答案(1)0(2)120J(3)－120J120J12．(13分)一質量為m＝2kg的小球從光滑的斜面上高h＝3.5m處由靜止滑下，斜面底端緊接著一個半徑R圖6(1)小球滑到圓環(huán)頂點時對圓環(huán)的壓力的大??；(2)小球至少應從多高處由靜止滑下才能越過圓環(huán)最高點？(g取10m/s2解析(1)小球從開頭下滑至滑到圓環(huán)頂點的過程中，只有重力做功，故可用動能定理求出小球到最高點時的速度，再由牛頓其次定律求壓力．由動能定理有mg(h－2R)＝eq\f(1,2)mv2－0小球在圓環(huán)最高點時