功和能動能定理(新華中學(xué)魯信)

1、百度文庫-讓每個人平等地提升自我功和能 動能定理專題資源包【監(jiān)測目標(biāo)】一、學(xué)業(yè)基本目標(biāo)1、知識與技能（1）知道做功的兩個必要因素（2）知道功是標(biāo)量，但有正負(fù)，知道正負(fù)功的含義（3）會計算某個力和合力對物體做的功（4）知道功率的定義（5）會計算瞬時功率和平均功率<6）理解兩種啟動即恒定加速度啟動和恒定功率啟動（7）知道重力做功與路徑無關(guān)，僅與物體的初末位置有關(guān)（8） 了解重力勢能的系統(tǒng)性和相對性（9）理解重力做功與重力勢能的關(guān)系（10）知道動能的概念（11）知道動能定理的內(nèi)容及動能定理在實際的應(yīng)用（12）學(xué)會運用動能定理解決相關(guān)物理問題2、過程與方法（1）、通過理論分析、推導(dǎo)與論證，得到外

2、力做功與物體動能變化的關(guān)系，探究外力 對物體所做的功與物體動能的變化關(guān)系。經(jīng)歷探究的主要環(huán)忙通過實驗設(shè)計、觀察實驗 現(xiàn)象、記錄和處理實驗數(shù)據(jù)、通過分析、比較、歸納得出實驗結(jié)果，體會科學(xué)探究的方法:（2）、通過理論分析與論證的過程，使學(xué)生受到理性思維的訓(xùn)練：（3）、通過實踐與拓展，使學(xué)生靈活遷移所學(xué)知識解決實際問題：3、情感態(tài)度與價值觀（1）、通過實驗與探究,培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和實踐能力：（2）、經(jīng)歷討論與交流，培養(yǎng)學(xué)生語言表達(dá)表述能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的學(xué)習(xí)精神：（3）、通過實踐與拓展，培養(yǎng)學(xué)生對知識的靈活遷移能力和實際應(yīng)用能力：百度文庫-讓每個人平等地提升自我【監(jiān)測內(nèi)容】一、智能框架建構(gòu)18診斷性測

3、試題L如圖甲所示，一豎直平而內(nèi)的軌道由粗糙斜 而助和光滑圓軌道。紡組成，助與。屐相切 于。點，。為圓軌道的最低點，將一小物塊置 于軌道 處上離地而高為4處由靜止下滑，用 力傳感器測出其經(jīng)過。點時對軌道的壓力后， 改變目的大小，可測出相應(yīng)的K的大小，K隨 ，的變化關(guān)系如圖乙折線尸所示(圖與。/兩 直線相連接于0點)，反向延長交縱軸于尸點(0, N),重力加速度g取10 m/J,求: (1)小物塊的質(zhì)量依 (2)圓軌道的半徑及軌道左所對應(yīng)的圓心角火(可用角度的三角函數(shù)值表示)(3)小物塊與斜而松間的動摩擦因數(shù)4解析：(1)如果物塊只在圓軌道上運動，則由動能定理得砥4=a/解得/=，荻 由向心力公式

4、&一儂=.,得尺=.+g=月+也§結(jié)合尸。曲線可知布=5得s=0.5 kg.(2)由圖象可知等=10得41m顯然當(dāng)夕=0.2 m對應(yīng)圖中的。點, K所以cos = =, =37.如果物塊由斜面上滑下，由動能定理得：mgH- umgcos。錯誤！=錯誤!即， 8解得 mv=2mgH UmgH一8：C 2mgTPmgvVo由向心力公式盡一mg=.得K=.+mg=夕 +錯誤！ mg+mg 結(jié)合曲線知錯誤！級+布=,解得=.答案：(1)0.5 kg (2)37°(3)二、形成性測試題1、基礎(chǔ)題1.如圖甲所示，一質(zhì)量為川=1 kg的物塊靜止在粗糙水平而上的A點，從f=0時刻開

5、始, 物塊在按如圖乙所示規(guī)律變化的水平力廣的作用下向右運動，第3s末物塊運動到B點且 速度剛好為0,第5 s末物塊剛好回到A點，已知物塊與粗糙水平面間的動摩擦因數(shù)=,g 取 io nvs2,求：口:二 °y,(1)4、8間的距離：人 甲 "" 乙(2)水平力F在5 s時間內(nèi)對物塊所做的功.解析：(1)由圖乙可知在35 s內(nèi)物塊在水平恒力作用下由8點勻加速運動到A點，設(shè)加 速度為"，A、8 間的距離為 s,則有 F"=,且=±1-' ni/s2=2 m/s2,1 ) /5=54尸=4 in.(2)設(shè)整個過程中水平力所做功為卬/，

6、物塊回到A點時的速度為y八，由動能定理得: %一20=)虱，戒=2as, Wf= 2/imgs+truis=24 J.答案：4 m (2)24 J 2、應(yīng)用題1 .如圖所示，質(zhì)量m=0. 5 kg的小球從距離地而高Q5 m處自由下落，到達(dá)地面時恰能 沿凹陷于地面的半圓形槽壁運動，半圓形槽的半徑Q0.4如小球到達(dá)槽最低點時速率恰好為10m/s,并繼續(xù)沿槽壁運動直到從槽左端邊緣飛出且沿豎直方向上升、下落，如此反 復(fù)幾次，設(shè)摩擦力大小恒定不變，取g=10m/s)(1)小球第一次飛出半圓形槽上升到距水平地面的高度分為多少？777777771(2)小球最多能飛出槽外幾次？解析：(1)在小球下落到最低點的

7、過程中，設(shè)小球克服摩擦力做功為%由動能定理得：mg(4+用竹=產(chǎn)病0從小球下落到第一次飛出半圓形槽上升到距水平地而方高度的過程中, 由動能定理得-2償=0-0爐10:聯(lián)立解得：h=H2R= m5 m2X0. 4 m=4. 2 m.g10(2)設(shè)小球最多能飛出槽外a次，則由動能定理得：mgH2nW,= 00故小球最多能飛出槽外6次.答案：(l)4.2m (2)6次2 .如圖所示，也是傾角為。的粗糙直軌道，6是光滑的圓弧軌道，四恰好在6點與圓 弧相切，圓弧的半徑為斤.一個質(zhì)量為m的物體(可以看作質(zhì)點)從直軌道上的尸點由靜止釋 放，結(jié)果它能在兩軌道間做往返運動.已知尸點與圓弧的圓心。等高，物體與軌道

8、月5間 的動摩擦因數(shù)為.求：物體做往返運動的整個過程中在四軌道上通過的總路一。最終當(dāng)物體通過圓弧軌道最低點£時，對圓弧軌道的壓 /i "V 力：(3)為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點釋放點距5點的距離應(yīng)滿足什么條件.解析：(1)因為摩擦始終對物體做負(fù)功，所以物體最終在圓心角為2 ”的圓弧上往復(fù)運動. 對整體過程由動能定理得：mgR* cos 6 - Umgcos。 s=0,所以總路程為s=。.對AE過程m§R（lcos出0乙A22? %、Fl mg=VK由得對軌道壓力：F （32cos G）mg.（3）設(shè)物體剛好到。點，則貼=耍） 21對全過程由動能定理得：mg

9、L sin。一 儂cos " £' 一庭斤（1 + cos。）=£。后 乙由得應(yīng)滿足條件：L =2（si；J2：°；c；s夕）尼答案：（1）5（2） （3-2cosmg 2圖；一：7二 ）"二、重難點詮釋1 .功的正、負(fù)判斷力對物體做的功的公式為W = f7cos。，式中的尸可以是物體所受的其中一個力,也可以是物體所受外力的合力，力對物體做功的正、負(fù)取決于力尸和位移/之間夾角。的 大小。例題1 .如圖1所示，站在汽車上的人用手推車，人相對于車靜止不動，則下列說法中正確的是當(dāng)車勻速運動時，人對車所做的功為零當(dāng)車加速運動時，人對車所做正功當(dāng)

10、車減速運動時，人對車所做負(fù)功不管車做何種運動，人對車所做的總攻和總功率都為零8 .。.A.®C .寥解析：設(shè)人手對車的作用力為尸，腳對車的靜摩擦力為尸/,則由牛頓第三定律可知, 人受到車對他的兩個反作用力大小分別為廠和好，方向如圖2所示.當(dāng)車勻速運動時，人所受的合力為0,則有F 二 %此時，人對車所做的功力W =F-Ff ）1 = 0而當(dāng)車加速運動時，人隨車也具有向左的加速度，由牛頓第二定律得知Fj>F由牛頓第三定律和功的公式，此時人對車所作的功力W = （F- Ff ）1 <0即人對車做負(fù)功。同理可得，當(dāng)車加速運動時，人對車做正功。綜上所述，本題的答案應(yīng)該選命題解讀：本

11、題所說的“人對車所做的功”其實是手推車的力尸和人的腳對車靜摩擦 力對車做功的總和，不要只理解為人推車的力對車所做的功：題目研究討論的是人對車所 做的功，但要根據(jù)人的運動裝態(tài),借助于人的受力情況分析得出人作用在車上的力F和Ff 大小關(guān)系，才能判斷人對車所做功的情況。2 . 一對作用力和反作用力做功的特點（1）一對作用力和反作用力在同一段時間內(nèi)，可以都做正功、或者都做負(fù)功，或者 一個做正功、一個做負(fù)功，或者都不做功。<2） 一對作用力和反作用力在同一段時間內(nèi)做的總功可能為正、可能為負(fù)、也可能 為零。<3）一對互為作用反作用的摩擦力做的總功可能為零（靜摩擦力）、可能為負(fù)（滑動 摩擦力），

12、但不可能為正。關(guān)于力對物體做功，以下說法正確的是（D ）A. 一對作用力和反作用力在相同時間內(nèi)做的功一定大小相等，正負(fù)相反B.不論怎樣的力對物體做功，都可以用W=Escos。C.合外力對物體不作功，物體必定做勻速直線運動D,滑動摩擦力和靜摩擦力都可以對物體做正功或負(fù)功3.變力做功公式W = f7cos。的適用條件是：力尸為恒力，那怎么求解變力做功問題呢？思路一：將變力演變?yōu)楹懔Γ↖X轉(zhuǎn)化法所謂轉(zhuǎn)化法就是求某個變力做功時，將這個變力好已“直接轉(zhuǎn)化為另外一個恒力做的功，但前提必須是兩個力對物體做的功要一樣./|/?例1、如圖1所示,定滑輪至滑塊的高度為,已 匚AB知細(xì)繩的拉力為尸（恒定），滑塊沿水

13、平面由A點前進(jìn) 力力力力圖1S至3點，滑塊在初、末位置時細(xì)繩與水平方向夾角分別為。和夕.求滑塊由A點運動到6點過程中，繩的拉力對滑塊所做的功？解析：在對物體做功的過程中，繩對物體的拉力大小雖然不變，但其方向時刻在改變, 因此屬于變力做功問題.在滑輪的質(zhì)量以及滑輪與繩間的摩擦不計的情況下，人對繩做的 功就等于繩的拉力對物體做的功.而拉力F的大小和方向都不變，所以產(chǎn)做的功可以用公 式W = /cosa直接計算.由圖1可知，住繩與水平面的夾角由。變到月的過程中，拉力尸的作用點的位移大小為：x =HPWT = Wr = F.x = Fh（-）.sina sin psin a sin p（2）、微元法當(dāng)

14、物體在大小不變、方向始終與物體的運動方向相同的變力作用下作曲線運動時，可 以將曲線分成無限個微元段，每一微元段可認(rèn)為恒力做功，總功即為各個微元段做功的代 數(shù)和.例2、如圖2所示，某力£ = 10N作用于半徑， = lz的轉(zhuǎn)盤 的邊緣上，力尸的大小保持不變，但方向始終保持與作用點的切線（廠 方向一致，則轉(zhuǎn)動一周這個力/做的總功應(yīng)為：,JA、OJ B、20m C . 10J D、20J.<解析：由于廠的方向總與該時刻的速度方向一致，因此尸做功謂；不為零，可把圓周分成很多的小段，每一小段內(nèi)尸的方向幾乎與該 小段的位移方向一致，所以尸做的功為卬=尸-2加 = 20R,故B正確.命題解讀

15、：物體作曲線運動或往復(fù)運動時，若變力尸（方向變，大小不變）始終與速 度在同一條直線上，就可以用上述方法計算功，其大小等于力和路程的乘積，如空氣阻力、 摩擦力等等。其實從結(jié)果可以看出，等效于把曲線拉直。（3）、替代法如果參與做功的變力，其方向不變，而大小隨位移線性變化，則可求出平均力等效代 入公式W = &cosa求解.例3、用鐵錘將一鐵釘擊入木塊，設(shè)木塊對鐵釘?shù)淖枇εc鐵釘進(jìn)入木塊內(nèi)的深度成正 比（不計鐵釘?shù)闹亓Γ?在鐵錘擊打第一次時，能把鐵釘擊入木塊內(nèi)cm .問擊打第二次時, 能擊入多少深度？（設(shè)鐵錘每次做功相等）解析：鐵錘每次做功都用來克服鐵釘阻力做的功，但摩擦阻力不是恒力，其大小與

16、深 度成正比，即/ = kx,可用平均阻力來代替.第一次擊入深度為心，平均阻力7 =所以鐵錘做功為叱-X, =-kx；.222第二次擊入深度為占到，平均阻力豆=AA?，位移為公一項，鐵錘做功為%二伙 '：；心）5_XJ = g攵（君_ X； ）.兩次做功相等：叱=嗎.解得：x2 = 41x = yflcni , Av = x, X1 = y2 - 1卜/思路二：運用W ="求解變力做的功.當(dāng)某變力做功的功率一定時，該變力在時間，內(nèi)做的功可由卬=尸，求解.例4、汽車在平直公路上始終以恒定的功率起動，車的總質(zhì)量為"，所受阻力為車重的k倍，經(jīng)過時間，汽車達(dá)到了最大速度,求

17、此過程中汽車牽引力做的功？解析：由于汽車以恒定的功率起動，速度越來越大，其牽引力越來越小，當(dāng)牽引力與 阻力相等時加速度為零，速度達(dá)到最大值匕“，因此恒定功率可以在汽車速度出現(xiàn)最大值的時刻求得，P = Fvm = jv,n = kMg%,所以牽引力做的功為W = Pt = kMg%i .點評：其實在初中己經(jīng)學(xué)過用卬=尸/求功，只是當(dāng)時沒有提及變加速運動而已.雖 然學(xué)過，但由于思維定勢，很多學(xué)生解題時容易忽視這個方法.思路三：運用圖像法求解變力做的功若能畫出整個過程中力與位移變化的圖像，則可以用圖像與位移軸圍成的面積表示這 個變力做的功.如圖3所示表示恒力的力一一位移圖像，橫坐標(biāo)表示物體在力的方向

18、位移, 功W在數(shù)值上等于圖線與橫坐標(biāo)軸所用的''面積"，圖4圖線與橫坐標(biāo)軸所闈的“而積” 表示變力在這一段位移中所做的功.例4、如圖5所示，彈簧的勁度系數(shù) =400N/i,手持繩的一端，當(dāng)用力/向下拉1007?時，物體開始離開地面，繼續(xù)拉繩，使物體緩慢升高到離地面/? = 05高處，不計 彈簧質(zhì)量及滑輪與繩的摩擦，求拉力共做了多少功？解析：由拉力廠與力的作用點的位移X的關(guān)系，做出力一位移的圖像，如圖6所示.拉力/做的總功就可以用圖像與X軸圍成的面積表示：1% =1（0.5 + 0.6）x40 = 22）2思路四:運用功能關(guān)系求解變力做功做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，功

19、是能量轉(zhuǎn)化的量度.由此，可以通過對物理過圖7程的分析，從能量轉(zhuǎn)化多少的角度來求解變力做的功.（1）、重力勢能的增量由重力做功來量度例5、如圖7所示，兩個底面積都是S的圓桶，放在同一水 平面上，桶內(nèi)裝水，水面高度分別為和人，如圖所示，己知水 的密度為p,現(xiàn)在把連接兩桶的閥門打開，最后兩桶水面高度相 等，則這一過程中重力做功為？解析：打開閥門后，左側(cè)部分水向右側(cè)流，最后兩側(cè)水面相平.整個過程相當(dāng)于體積V =（/?色»的水由左側(cè)移到右側(cè)，其重心下降了色）根據(jù)重力的22功等于重力勢能的減小即可得到重力的功.w=用必=外q （九一生» q（4 - h2即。2）2 乙乙*1（2）、物體

20、動能的增量由合力做功來量度在某些問題中，由于力廣的大小或方向的變化，導(dǎo)致無法直接由W = Etcosc求變 力廠做功的值.此時，我們可由合力做功的結(jié)果一一動能的變化來求變力F的功.例6、如圖8所示,質(zhì)量為？的物體被細(xì)繩牽引著在光滑水平而上做勻速圓周運動，。為一光滑孔，當(dāng)拉力為產(chǎn)時，轉(zhuǎn) /7動半徑為R：當(dāng)拉力為8f時，物體仍做勻速圓周運動，其轉(zhuǎn) /D動半徑為2,在此過程中，外力對物體做的功力（）2pA 1FR1FR3FRA國父4、 B、 C. D、 4FR卜242R解析：以小球為研究對象，小球由半徑R到半徑一的過程中，重力和支持力都不做2功，只有繩中張力（變力）對物體做功，根據(jù)動能定理知，繩中張

21、力對物體做的功等于動能的增加量，即W=SEk = -mv； 一，7片.根據(jù)圓周運動知識，尸=竺二，8E = 網(wǎng)工. '2 - 2RR1113所以 W=AE*=2FR FR =FR,故答案選 C.4、兩種啟動a）恒定功率的加速。由公式PM&和上六川。知，由于尸y恒定，隨著V的增大，尸必將減小，”也必將減小，汽車做加一"速度不斷減小的加速運動，直到戶子4=0,這時V達(dá)到最大值速一 v =U 可見恒定功率的加速-定不是勻加速。這種加/罰/ m F f速過程發(fā)動機做的功只能用卬=P/計算，不能用W=Fs計算（因為尸為變力）。運動情況牽引力變化情況功率變化情況恒定牽引力的加速。

22、由公式P=4和上勺知，由于尸恒定，所以。恒定，汽車 做勻加速運動，而隨著U的增大，P也將不斷增大，直到P達(dá)到額定功率Pm，功率不能再 增大了。這時勻加速運動結(jié)束:，其最大速度為江=Cl<Cl = u ,此后汽車要想維續(xù)加 hi l/*m f速就只能做恒定功率的變加速運動了?？梢姾愣恳Φ募铀贂r功率一定不恒定。這種加 速過程發(fā)動機做的功只能用卬=戶5計算，不能用卬=?，計算（因為尸為變功率）運動情況牽引力變化情況功率變化情況三、動能定理1 .動能定理的表述合外力做的功等于物體動能的變化。（這里的合外力指物體受到的所有外力的合力, 包括重力工表達(dá)式為W=4Ek動能定理也可以表述為：外力對物

23、體做的總功等于物體動能的變化。實際應(yīng)用時，后 一種表述比較好操作。不必求合力，特別是在全過程的各個階段受力有變化的情況下，只 要把各個力在各個階段所做的功都按照代數(shù)和加起來，就可以得到總功。例1、一個質(zhì)量為，的物體靜止放在光滑水平而上，在互成60°角的大小相等的兩 個水平恒力作用下，經(jīng)過一段時間，物體獲得的速度為V,在力的方 向上獲得的速度分別為vb V2,那么在這段時間內(nèi)，其中一個力做的 功為B上ZA. mv2 B. mv2 C. mv2 D. mv264322 .對外力做功與動能變化關(guān)系的理解外力對物體做正功，物體的動能增加，這一外力有助于物體的運動，是動力：外力對 物體做負(fù)功，

24、物體的動能減少，這一外力是阻礙物體的運動，是阻力，外力對物體做負(fù)功 往往又稱物體克服阻力做功.功是能量轉(zhuǎn)化的量度，外力對物體做了多少功：就有多少 動能與K它形式的能發(fā)生了轉(zhuǎn)化.所以外力對物體所做的功就等于物體動能的變化量.即 W =.3 .應(yīng)用動能定理解題的步驟確定研究對象和研究過程對研究對象進(jìn)行受力分析。（研究對象以外的物體施于研究對象的力都要分析，含重力）。寫出該過程中合外力做的功，或分別寫出各個力做的功（注意功的正負(fù)）。如果研 究過程中物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個階段做的功。寫出物體的初、末動能。按照動能定理列式求解。動能定理的綜合應(yīng)用 動能定理與圓周運動如圖所示，傾角837

25、°的斜而底端8平滑連接著半徑正 的豎直光滑圓軌道。質(zhì)量尸的小物塊，從距地面/尸處沿斜面 由靜止開始下滑，小物塊與斜而間的動摩擦因數(shù)二，求：（sin37° =, cos370 =, g=lOrn/s'）（1）物塊滑到斜面底端6時的速度大小。B（2）物塊運動到圓軌道的最高點A時，對圓軌道的壓力 大小。解析：（1）物塊沿斜面下滑過程中，在重力、支持力和摩擦力作用下做勻加速運動，設(shè)下滑加速度為a ,到達(dá)斜面底端B時的速度為v,則 mg sin 0 一cos0 = ma代入數(shù)據(jù)解得：v = 6.0nVs（2）設(shè)物塊運動到圓軌道的最高點A時的速度為i，a,在A點受到圓軌道的壓力

26、為N, 由機械能守恒定律得：-mv2 = -tnv + mg - 2r物塊運動到圓軌道的最高點A時，由牛頓第二定律得：N +吆=機幺 r代入數(shù)據(jù)解得：N=20N由牛頓第三定律可知，物塊運動到圓軌道的最高點A時，對圓軌道的壓力大小 Na=N=20N全過程利用動能定理動能定理的表達(dá)式是W = E<2-E心，等號左邊的W為合外力對物體所做的功，也可以理解成作用在物體上的各力對物體所做功的代數(shù)和，即W1+W、+，這時，物體 所受的各力并不一定作用在全過程中，請看下而的例子：例題4.如圖3所示，48和。為兩個對稱斜面，其上部足夠長，下部分別與一個光 滑圓弧面的兩端相切，圓弧所對圓心角為120

27、76;,半徑R = 2z,整個裝置處在豎直平而上。 一個物體在離弧底E的高度/? = 處以速率小、 丫Q% =4?/s沿斜面向下運動，若物體與斜面間的動摩 式 。/' /標(biāo)，、/擦因數(shù) = 0.02,試求物體在斜而（不包括圓弧部分）j上能走多長的路程？”解析：設(shè)物體在斜而上走過的路程為s,經(jīng)分析，物體在運動過程中只有重力和摩擦力對它做功，最后的狀態(tài)是在8、C之間來回運動，則 在全過程中，由動能定理得fjmg - s - cos600 = 0 一%代入數(shù)據(jù)，解得s = 280/7命題解讀：本題中，摩擦力并不是作用在整個過程中，如果分段考慮各力做功并利用 動能定理列方程求解的話，那將是非常

28、麻煩的。另外，準(zhǔn)確的判斷并利用物體的最后狀態(tài) （8或。位置），也是全過程利用動能定理的關(guān)鍵所在。運用動能定理巧測摩擦系數(shù)例7.如圖所示，小滑塊從斜而頂點A由靜止滑至水平部分。點而停止。己知斜而高 為/?,滑塊運動的整個水平距離為s,設(shè)轉(zhuǎn)角B處無動能損失，斜而和水平部分與小滑塊 的動摩擦因數(shù)相同，求此動摩擦因數(shù)。解析s滑塊從A點滑到C點，只有重力和摩擦力做功，設(shè)滑塊質(zhì)量為m,動摩擦因 數(shù)為U,斜而傾角為a,斜而底邊長si,水平部分長S2,由動能定理得：mgh 一 mg cos & /«gs2 = 0acos a卜4得 口 =h/sh s377/77777777777777777

29、77777777777777777LXJr s152 n根據(jù)動能定理求解變力做功的大小例題3.質(zhì)量為，小球被系在輕繩的一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，運 動過程中小球受到空氣阻力的作用。設(shè)某一時刻小球通過軌道的最低點，此時繩子的張力 為7吆，此后小球繼續(xù)做圓周運動，經(jīng)過半個圓周恰好能通過最高點，則在此過程中小球 克服空氣阻力所做的功力A 姻 B.辿 C.2 D. mgR432解析：設(shè)小球在圓周最低點和最高點時速度分別為和心,則27 nig - mg = m -設(shè)經(jīng)過半個圓周的過程中，小球克服空氣阻力所做的功為W,則由動能定理得-mg 2R W = rnv ，匕22解式得W二皿2故，本題

30、的正確選項為C。命題解讀：該題中，空氣阻力是變化的（方向在變，大小也可能在變），又不知道其 大小，所以只能根據(jù)動能定理求解功的大小。再如，機車以恒定功率起動過程中，發(fā)動機 的牽引力不是恒力，求解發(fā)動機牽引力所做功的大小時，如果知道功率和時間，可以用 卬=尸，進(jìn)行求解：可如果不知道功率的大小，那就只好用動能定理進(jìn)行求解。另外，本 題中如果空氣阻力的大小恒定，就可以用例題2中的方法求解小球克服空氣阻力所做功。終結(jié)性測試卷專題測試卷一、單項選擇題：1 .一個25kg的小孩從高度為3.0m的滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時的速度為2.0m /s。取g=10m/s2,關(guān)于力對小孩做的功，以下結(jié)果正確的

31、是：A.合外力做功50JB.阻力做功500JC.重力做功500JD.支持力做功50J答案：A解析：合外力做功等于小孩動能的變化量，KpWf=mgh-w£=A£K=50J,選項A正確。 重力做功為750J,阻力做功一250J,支持力不做功，選項B、C、D錯誤。2 .汽車沿一段坡面向下行駛，通過剎車使速度逐漸減小，在剎車過程中：A.重力勢能增加B.動能增加C.重力做負(fù)功D.機械能不守恒答案：D 解析：向下運動，高度在降低，重力勢能在減小，選項A錯誤。向下運動，重力做正功， 選項C錯誤。已知剎車時速度在減小，所以動能減小，選項B錯誤。剎車過程，摩擦力做 負(fù)功，發(fā)熱了，所以機械能減

32、小，選項D正確。3 .伽利略曾設(shè)計如圖所示的一個實驗，將擺球拉至M點放開，擺球會達(dá)到同一水平高度上 的N點。如果在E或F處釘子，擺球?qū)⒀夭煌膱A弧達(dá)到同一高度的對應(yīng)點：反過來， 如果讓擺球從這些點下落，它同樣會達(dá)到原水平高度上的M點。這個實驗可以說明，物 體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜而（或弧線）下滑時，其末速度的大?。篈.只與斜面的傾角有關(guān) B.只與斜面的長度有關(guān) C.只與下滑的高度有關(guān) D.只與物體的質(zhì)量有關(guān) 答案：C 解析：伽利略的理想斜而和擺球?qū)嶒?，斜面上的小球和擺線上 的小球好像“記得”起自己的起始高度，實質(zhì)是動能與勢能的轉(zhuǎn) 化過程中，總能量不變。物體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜 面

33、（或弧線）下滑時，高度越大，初始的勢能越大轉(zhuǎn)化后的末動能也就越大，速度越大。 選項C正確。4 .如圖，一輕繩的一端系在固定粗糙斜面上的。點，另一端系一小球。給小球一足夠大的 初速度，使小球在斜面上做圓周運動。在此過程中：A.小球的機械能守恒B.重力對小球不做功C.繩的張力對小球不做功D.在任何一段時間內(nèi)，小球克服摩擦力所做的功總是等于小球動能的減少答案：C解析：斜而粗糙，小球受到重力、支持力、摩擦力、繩子拉力，由于除重力做功外，摩擦 力做負(fù)功，機械能減少，A、B錯；繩子張力總是與運動方向垂直，故不做功，C對；小 球動能的變化等于合外力做功，即重力與摩擦力做功，D錯。5.一滑塊在水平地而上沿直線

34、滑行，仁0時其速度為1 m/s。從此刻開始滑塊運動方向上再 施加一水平而作用F,力F和滑塊的速度v隨時間的變化規(guī)律分別如圖a和圖b所示。設(shè) 在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)力F對滑塊做的功分別為嵋、嗎、%,則以下關(guān)系正確的是：A.W=嗎=嗎B.W vW2 c 嗎C.叫 v % < W2 d.w=w2<w3 答案：B 解析：本題考查v-r圖像、功的概念。力F做功等于每段恒力廠與該段滑塊運動的位移（回 圖像中圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積），第1秒內(nèi)，位移為一個小三角形面枳S,第2秒內(nèi)，位 移也為一個小三角形面積S，第3秒內(nèi)，位移為兩個小三角形而積2S,故W尸IxS, W2=xS,Wi=2xS,

35、 WW2VW3 o二、多項選擇題：本體共4小題，每小題4分，共計16分。每小題有多個選項符合題意, 全部選對的得4分選對但不全的得2分，錯選或不答得得。分。6 .游樂場中的一種滑梯如圖3所示。小朋友從軌道頂端由靜止開始下滑，沿水平軌道滑動了一段距離后停下來，貝lj：IA.下滑過程中支持力對小朋友做功b.下滑過程中小朋友的重力勢能降低C.整個運動過程中小朋友的機械能守恒D.在水平面滑動過程中摩擦力對小朋友做負(fù)功答案：BD解析：在滑動的過程中，人受三個力重力做正功，勢能降低B正確，支持力不做功，摩擦 力做負(fù)功，所以機械能不守恒，AC皆錯。D正確。7 .如圖所示，在外力作用下某質(zhì)點運動的圖象為正弦曲

36、線。從圖中可以判斷：A.在0L時間內(nèi)，外力做正功8 .在0h時間內(nèi)，外力的功率逐漸增大C.在t?時刻，外力的功率最大h_一7D.在ht2時間內(nèi)，外力做的總功為零|:答案：AD解析：根據(jù)P=Fv和圖象斜率表示力口速度，加速度對應(yīng)合外力，外力的功率先減小后增大, B錯誤。t2時刻外力的功率為零，C錯誤8 .圖示為某探究活動小組設(shè)計的門能運動系統(tǒng)。斜面軌道傾角為30。，質(zhì)量為M的木箱與 軌道的動摩擦因數(shù)為木箱在軌道端時，自動裝貨裝置將質(zhì)量為/的貨物裝入木箱， 然后木箱載著貨物沿軌道無初速滑下，與輕彈簧被壓縮至最短時，自動卸貨裝置立刻將貨 物卸下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，再重復(fù)上述過程。下列選項

37、正確的是：=M=2Mc.木箱不與彈簧接觸時，上滑的加速度大于下滑的加速度號D.在木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中，減少的重力勢 、2/ 能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能L答案：BC解析：受力分析可知，下滑時加速度為gcose,上滑時加速度為g+gcos，所 以C正確。設(shè)下滑的距離為1,根據(jù)能量守恒有M）glcos0 +cos0 = mglsin,得m=2M° 也可以根據(jù)除了重力、彈性力做功以外，還有K他力（非重力、彈性力）做的功之和等于系統(tǒng)機械能的變化量，B正確。在 木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能和內(nèi)能， 所以D不正確。9 .如圖所示.一根不可伸長

38、的輕繩兩端各系一個小球“和從 跨在b兩根固定在同一高度的光滑水平細(xì)桿上，質(zhì)量為3皿的"球置于地面上，質(zhì)量為，的。球從水平位置靜止釋放.當(dāng)“球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱銜r，球擺過的角度為夕下列結(jié)論正確的是ILA. 6 =90。B.0=45°球擺動到最低點的過程中，重力對小球做功的功率先增大后減小球擺動到最低點的過程中，重力對小球做功的功率一直增大答案：AC解析：考查向心加速度公式、動能定理、功率等概念和規(guī)律。設(shè)人球的擺動半徑為凡 當(dāng) 擺過角度8時的速度為y,對球由動能定理：典力冶=此時繩子拉力為7=3遭， 在繩子方向由向心力公式：TrngsinO =e,解得柒90。，A對B錯：故方球

39、擺動到最低 點的過程中一直機械能守恒，豎直方向的分速度先從零開始逐漸增大，然后逐漸減小到零, 故重力的瞬時功率尸/,= 喏，較先增大后減小，C對D錯。三、簡答題：10 .如圖所示，nIA=4kg, nw=l kg, A與桌面間的動摩擦因數(shù)卜=0. 2, B與地面間的距離 h=0. 8m, A、B原來靜止，則B落到地而時的速度為 m/s： B落地后，A在桌面上能繼續(xù)滑行 m遠(yuǎn)才能靜止下來.（g取10m/s2：）答案：s解析:從開始運動到B落地時,A、B兩物體速率相等.（1）日 不以A與B構(gòu)成的系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)動能定理：11“勸-西的="以+”2,解得： = 0.8?/$ （2） B

40、I地后對A物體應(yīng)用動能定理：w1Ags=一以、,2解得：s=0.16m11 .在“驗證機械能守恒定律''的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz,查得當(dāng) 地的重力加速度g=9.80m$2,測得所用的重物的質(zhì)量為1. 00kg.實驗中得到一條點跡清 晰的紙帶，把第一個點記作O,另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點.如圖所示, 經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62 . 99cm、70. 18cm, 77. 76cm、 85. 73cm,根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量等于百度文庫-讓每個人平等地提升自我J,動能的增加量等于 J (

41、取3位有效數(shù)字).F7 X c. <答案：7. 62J： 7. 56J解析：本題主要考查考生是否理解“驗證機械能守恒定律''實驗的原理及其數(shù)據(jù)處理的方 法.根據(jù)機械能守恒定律，在自由落體運動中，如果忽略各種阻力，則物體重力勢能的減 少員應(yīng)等于其動能的增加量，用公式表示為Lmv'mghv為卜落即高為h時的速度.本次2驗的目的就是要驗證住自由落體運動中，這個關(guān)系;mv2=mgh確定成立。重物由O點運動到C點時，下落距離為77. 76cm,就得到物體減少的重力勢能為mgh, 代入數(shù)據(jù)得1. 00x9. 80x0. 7776=7. 62Jvc=22二紅，代入數(shù)據(jù)得Ar(85.73-70.18)x10-2 =3. SSm/s2(2x0.02)則動能的增加量為56J2可見在3.確度范圍內(nèi)，關(guān)系式Lnvlndh成立.2四.計算題：本題共3小題，共計47