4. 专题探究3 动能定理和机械能守恒定律的应用-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步全程学习课时作业word（教科版2019）

专题探究3　动能定理和机械能守恒定律的应用 课时作业·巩固提升 类型一　利用动能定理求变力做功 1.篮球比赛中一运动员在某次投篮过程中对篮球做功为W,出手高度为h1,篮筐距地面高度为h2,球的质量为m,不计空气阻力,则篮球进筐时的动能为(　A　) A.W+mgh1-mgh2 B.mgh2-mgh1-W C.mgh1+mgh2-W D.W+mgh2-mgh1 解析:投篮过程中,篮球上升的高度h=h2-h1,根据动能定理得W-mgh= Ek-0,故篮球进筐时的动能Ek=W-mg(h2-h1)=W+mgh1-mgh2,A正确。 2.如图所示,左端固定的轻质弹簧被物块压缩,物块被释放后,由静止开始从A点沿粗糙水平面向右运动。离开弹簧后,经过B点的动能为Ek,该过程中,弹簧对物块做的功为W,则物块所受摩擦力做的功Wf为(　C　) A.Wf=Ek B.Wf=Ek+W C.Wf=Ek-W D.Wf=W-Ek 解析:对物块从A到B应用动能定理有W+Wf=Ek,解得Wf=Ek-W。故C 正确。 3.(2021·山东卷,3)如图所示,粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆,一端可绕竖直光滑轴O转动,另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度v0出发,恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中,木块所受摩擦力的大小为(　B　) A. B. C. D. 解析:在运动过程中,只有摩擦力做功,而摩擦力做功与路径有关,根据动能定理有-f·2πL=0-m,可得摩擦力的大小f=,选项B 正确。 4.(多选)质量为m的汽车,发动机的功率恒为P,阻力恒为F1,牵引力为F,汽车由静止开始,经过时间t行驶了位移x时,速度达到最大值vmax,则发动机所做的功为(　AD　) A.Pt B.F1x C.m D.+ 解析:发动机的功率恒为P,经过时间t,发动机做的功为W=Pt,A正确;当达到最大速度时,有P=F1vmax,得vmax=,整个过程中发动机做的功应等于克服阻力做的功与汽车获得的动能之和,则W=m+F1x= +,B、C错误,D正确。 5.(多选)一质量为2 kg的物体,在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动,当运动一段时间后拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动。如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像,g取10 m/s2,则据此可以求得(　BD　) A.物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.25 B.物体匀速运动时的速度v=4 m/s C.合力对物体所做的功W合=32 J D.摩擦力对物体所做的功Wf=-64 J 解析:物体做匀速运动时,受力平衡,则f=8 N,μ====0.4,故A错误;Fx图像与x轴围成的面积表示拉力做的功,则由题图可知,WF= ×(4+8)×8 J=48 J,滑动摩擦力做的功Wf=-μmgx=-0.4×2×10× 8 J=-64 J,所以合力做的功为W合=-64 J+48 J=-16 J,故C错误,D正确;根据动能定理得W合=0-mv2,解得v=4 m/s,故B正确。 6.如图所示,斜槽轨道下端与一个半径为0.4 m的圆形轨道相连接。一个质量为 0.1 kg 的物体从高为H=2 m的A点由静止开始下滑,运动到圆形轨道的最高点C时,对轨道的压力等于物体的重力。求物体从A点运动到C点的过程中克服摩擦力所做的功。(g取10 m/s2) 解析:物体运动到C点时受到重力和轨道对它的支持力,由圆周运动知识可知 N+mg=, 由牛顿第三定律可知 N=mg, 联立得vC==2 m/s。 在物体从A点运动到C点的过程中,由动能定理有 mg(H-2r)-Wf=m-0, 代入数据解得Wf=0.8 J。 答案:0.8 J 类型二　利用动能定理分析多过程问题 1.人在距地面h高处抛出一个质量为m的小球,落地时小球的速度为v,不计空气阻力,人对小球做的功是(　D　) A.mv2 B.mgh+mv2 C.mgh-mv2 D.mv2-mgh 解析:对全过程运用动能定理得mgh+W=mv2-0,解得W=mv2-mgh,故D正确,A、B、C错误。 2.将距离沙坑表面上方1 m高处质量为0.2 kg的小球由静止释放,测得小球落入沙坑静止时距离沙坑表面的深度为10 cm。若忽略空气阻力,g取10 m/s2,则小球克服沙坑的阻力所做的功为(　C　) A.0.4 J B.2 J C.2.2 J D.4 J 解析:由动能定理得mg(h+d)-Wf=0,解得小球克服沙坑的阻力所做的功为Wf=2.2 J,故C正确,A、B、D错误。 3.如图所示,AB为四分之一圆弧轨道,BC为水平直轨道,圆弧轨道的半径为R,BC的长度也为R。一质量为m的物体,与两个轨道的动摩擦因数