人教版高中物理必修第二册课后习题 第8章 机械能守恒定律 习题课四 动能定理 机械能守恒定律应用中的几类典型问题.docVIP

第PAGE6页共NUMPAGES8页

习题课四动能定理机械能守恒定律应用中的几类典型问题

课后·训练提升

合格考过关检验

一、选择题(第1~3题为单选题,第4~6题为多选题)

1.如图所示,质量为m的小球,从离桌面高H处由静止下落,桌面离地高度为h。若以桌面为参考平面,那么小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力势能的变化分别为()

A.mgh,减少mg(H-h)

B.mgh,增加mg(H+h)

C.-mgh,增加mg(H-h)

D.-mgh,减少mg(H+h)

答案:D

解析:若以桌面为参考平面,小球开始下落的重力势能为mgH,小球落地时的重力势能为-mgh,全程重力势能的变化量为ΔEp=-mgh-mgH=-mg(H+h),即小球重力势能减少mg(H+h),选项D正确。

2.如图所示,一均质杆长为2r,从图示位置由静止开始沿光滑面ABD滑动,AB是半径为r的14

A.gr2 B.

C.2gr D.2gr

答案:B

解析:虽然杆在下滑过程有转动发生,但初始位置静止,末状态匀速平动,整个过程无机械能损失,故有12mv2=mg·r2,解得v=

3.一质量为m=0.2kg的物体,在合力F作用下由静止开始做直线运动,F与位移x的关系图像如图所示,由图像可知()

A.在过程中,物体做匀加速直线运动,运动时间t=0.2s

B.在过程中,物体做变加速直线运动,F做功5J

C.物体运动到/s

D.物体运动到/s

答案:C

解析:由题图可知在过程中,F为恒力,所以物体做匀加速直线运动,其加速度大小为a=Fm=5m/s2,根据运动学公式可得运动时间为t=2xa=0.4s,选项A错误。在过程中,物体先做匀加速直线运动,后做变加速直线运动,根据F-x图像的面积表示功,可知此过程中F做功为W=1×1J+

4.如图所示,木块静止在光滑水平桌面上,一子弹(可视为质点)水平射入木块的深度为d时,子弹与木块相对静止,在子弹入射的过程中,木块沿桌面移动的距离为x,木块对子弹的平均阻力为Ff,那么在这一过程中,下列说法正确的是()

A.木块的机械能增加量为Ffx

B.子弹的机械能减少量为Ff(x+d)

C.系统的机械能减少量为Ffd

D.系统的机械能减少量为Ff(x+d)

答案:ABC

解析:木块的机械能增加量等于Ff对它做的正功,即ΔE1=Ffx,选项A正确。子弹的机械能减少量等于子弹克服阻力所做的功即ΔE2=Ff(x+d),选项B正确。系统的机械能减少量等于滑动摩擦力与子弹相对于木块的相对位移的乘积,即ΔE=Ffd,选项C正确,D错误。

5.如图所示,将一轻弹簧下端固定在倾角为θ的粗糙斜面底端,弹簧处于自然状态时上端位于A点。质量为m的物体从斜面上的B点静止下滑,与弹簧发生相互作用后,最终停在斜面上。下列说法正确的是()

A.物体最终将停在A点

B.物体第一次反弹后不可能到达B点

C.整个过程中重力势能的减少量大于克服摩擦力做的功

D.整个过程中物体的最大动能大于弹簧的最大弹性势能

答案:BC

解析:由题意可知,物体从静止沿斜面向下运动,说明重力的下滑分力大于最大静摩擦力,因此物体不可能最终停于A点,选项A错误。由于运动过程中存在摩擦力,导致摩擦力做功,所以物体第一次反弹后不可能到达B点,选项B正确。根据功能关系可知,从静止到速度为零,则有重力做功等于克服弹簧弹力做功与物体克服摩擦力做的功之和,选项C正确。整个过程中,当物体第一次向下运动到A点下方某点,使得弹力与摩擦力的合力等于重力的下滑分力时,物体速度最大,此时有最大动能Ekm,此后物体继续向下压缩弹簧,当物体速度为0时,弹簧具有最大弹性势能,从最大动能到最大势能过程中,动能和重力势能转化为弹性势能和摩擦力做功,即ΔEp=Ekm+mgh-Wf,由于重力做功大于克服摩擦力做功,所以弹性势能的增加量大于最大动能,所以最大弹性势能大于最大动能,选项D错误。

6.某中学生对刚买来的一辆小型遥控车的性能进行研究。他让这辆小车在水平的地面上由静止开始沿直线轨道运动,并将小车运动的全过程通过传感器记录下来,通过数据处理得到如图所示的v-t图像。已知小车在0~2s内做匀加速直线运动,2~11s内小车牵引力的功率保持不变,9~11s内小车做匀速直线运动,在11s末小车失去动力而开始自由滑行。已知小车质量m=1kg,整个过程中小车受到的阻力大小不变,下列说法正确的是()

A.小车受到的阻力大小为8N

B.在2~11s内小车牵引力的功率P是16W

C.小车在2s末的速度大小v

答案:BD

解析:根据题意,在11s末撤去牵引力后,小车只在阻力Ff作用下做匀减速直线运动,设其加速度大小为a,根据图像可知a=ΔvΔt=2m/s2,根据牛顿第二定律有Ff=ma=2N