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第四章机械能和能源
第三节探究外力做功与物体动能
变化的关系
第2课时动能定理
A级抓基础
1.关于功和物体动能变化的关系,不正确的是()
A.有力对物体做功,物体动能就会变化
B.合力不做功,物体的动能就不变化
C.合力做正功,物体的动能就增加
D.所有外力做功的代数和为负值,物体的动能就减少
解析:合力所做的功等于动能的变化,合力做正功,动能增加,合力做负功,动能减小,故选项B、C、D正确.若有力对物体做功,但合力做功为零,动能就不会变化,故选项A错误.
答案:A
2.下列说法正确的是()
A.做直线运动的物体动能不变,做曲线运动的物体动能变化
B.物体的速度变化越大,物体的动能变化也越大
C.物体的速度变化越快,物体的动能变化也越快
D.物体的速率变化越大,物体的动能变化也越大
解析:对于给定的物体来说,只要速度的大小发生变化它的动能就改变,与是直线运动还是曲线运动无关,且速率变化越大,动能变化也越大,故选项A错误,D正确;速度是矢量,它的变化可以只是速度方向的变化,故选项B错误;速度变化的快慢是指加速度,加速度的大小与速度大小之间无必然的联系,故选项C错误.
答案:D
3.一个质量为0.3kg的弹性小球,在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同.则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv或碰撞过程中小球的动能变化量ΔEk
A.Δv=0m/s B.Δv=12
C.ΔEk=J D.ΔEk=J
解析:取末速度方向为正方向,则Δv=(6+6)m/s=12m/s;由于速度大小没变,动能不变,故动能变化量为0,故只有选择B正确.
答案:B
4.质量为m的物体静止在水平地面上,起重机将其竖直吊起,上升高度为h时,物体的速度为v,此过程中()
A.重力对物体做功为eq\f(1,2)mv2
B.起重机对物体做功为mgh
C.合外力对物体做功为eq\f(1,2)mv2
D.合外力对物体做功为eq\f(1,2)mv2+mgh
解析:由动能定理可求得合外力的功,由重力做功的特点可求得重力所做的功.重力做功W=-mgh,故B错误;由动能定理可知,合外力做功W=eq\f(1,2)mv2,故C正确,D错误;而物体受重力、拉力,合力为F-mg,有(F-mg)h=eq\f(1,2)mv2,重力做功不等于eq\f(1,2)mv2,故A错误.
答案:C
5.有一质量为m的木块,从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点,如图所示.如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变,则以下叙述正确的是()
A.木块所受的合力为零
B.因木块所受的力都不对其做功,所以合力做的功为零
C.重力和摩擦力做的功代数和为零
D.重力和摩擦力的合力为零
解析:物体做曲线运动,速度方向变化,加速度不为零,合外力不为零,A错;速率不变,动能不变,由动能定理知,合外力做功为零,支持力始终不做功,重力做正功,所以重力做的功与阻力做的功代数和为零,但重力和阻力的合力不为零,C对,B、D错.
答案:C
6.(多选)如图所示,质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡底部A由静止运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB的水平距离为s,下列说法正确的是()
A.小车克服重力所做的功是-mgh
B.合力对小车做的功是eq\f(1,2)mv2
C.推力对小车做的功是Fs-mgh
D.小车阻力做的功是eq\f(1,2)mv2+mgh-Fs
解析:小车受重力G、推力F、支持力N、摩擦力f作用,全程重力做功WG=-mgh,即小车克服重力所做的功是mgh,选项A错误.推力F做功WF=Fs,选项C错误.支持力N不做功,由动能定理得合力做功为Fs-mgh+Wf=eq\f(1,2)mv2,选项B正确.且得出阻力对小车做的功Wf=eq\f(1,2)mv2+mgh-Fs,选项D正确.
答案:BD
B级提能力
7.一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点.第一次小球在水平拉力F1作用下,从平衡位置P点缓慢地移到Q点,此时绳与竖直方向夹角为θ(如图所示),在这个过程中水平拉力做功为W1.第二次小球在水平恒力F2作用下,从P点移到Q点,水平恒力做功为W2,重力加速度为g,且θ90°,则()
A.W1=F1lsinθ,W2=F2lsinθ
B.W1=W2=mgl(1-cosθ)
C.W1=mgl(1-cosθ),W2=F2lsinθ
D.W1=F1lsinθ,W2=mgl(1-cosθ)
解析:第一次水平拉力为变力,由动能定理可求得W1=mgl(1-cosθ);第二次水平拉力为恒力,由功的公式可求得W2=F2lsinθ,故C项对.
答案:C
8.如图所示,一块足够大的光滑平板能绕水
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