课后提升训练(6) 拓展课一 变力做功和功能关系（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第二册（鲁科版2019）

课后提升训练(六) [对应学生用书P132] 1．(2021·广东高一期末)质量为m1、m2的两物体，静止在光滑的水平面上，质量为m的人站在m1上用恒力F拉绳子，经过一段时间后，两物体的速度大小分别为v1和v2，位移分别为s1和s2，如图所示．则这段时间内此人所做的功的大小等于(　　) A．(m＋m1)v1 B．m2v1 C．m2v2＋(m＋m1)v1 D．m2v2 C　解析：根据功能关系知道：人做的功都转化成了系统的动能，即m1、m2和人的动能W＝m2v2＋(m＋m1)v1 2．(2021·广西南宁市·高一月考)如图所示，旺旺老师为了亲身体验各种能量的变化，从悬停在离地10 m高处的直升机上沿绳竖直速降，质量为60 kg的旺旺老师握住绳子下降时受到的摩擦力为520 N，重力加速度g＝10 m/s2，下降过程中若把人视为质点，则从静止开始到刚接触地面的过程中(　　) A．旺旺老师重力势能减少了600 J B．旺旺老师机械能增加了5 200 J C．旺旺老师机械能减少了6 000 J D．旺旺老师动能增加了800 J D　解析：A． 旺旺老师重力势能减少了 ΔEp＝mgh＝6 000 J 选项A错误； BC． 旺旺老师克服摩擦力做功为 Wf＝fh＝5 200 J 则机械能减小了5 200 J，选项BC错误； D． 根据动能定理，则旺旺老师动能增加了 ΔEk＝mgh－fh＝800 J 选项D正确． 3．(多选)(2021·临洮县文峰中学高一月考)如图所示，摆球质量为m(视为质点)，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球运动过程中空气阻力f的大小不变，重力加速度为g，则在摆球从A到B的过程中，下列说法正确的是(　　) A．重力做功为mgL B．绳的拉力做功为0 C．空气阻力f做功为－mgL D．空气阻力f做功为－fL AB　解析：A．重力做功为mgL，A正确； B．绳的拉力始终与运动方向垂直，故拉力不做功，B正确； CD．由于空气阻力大小不变，始终与运动方向相反，采用微元法可得，所做的功为Wf＝－f··2πL＝－fL CD错误． 4．(多选)(2021·福建福州市·高一期中)质量为2 kg的物体在水平面上沿直线运动，受阻力大小恒定．经某点开始沿运动方向的水平拉力F与运动距离x的关系如图所示，0～3 m物体做匀速直线运动．下列对图示过程的说法正确的是(　　) A．在x＝5 m处物体加速度大小为3 m/s2 B．0～7 m拉力对物体做功为40 J C．0～7 m物体克服阻力做功为28 J D．0～7 m合力对物体做功为68 J BC　解析：A．由题意可知，物体受到的阻力为4 N，由图可知，在x＝5 m处物体受到的拉力为 F＝(4＋×2)N＝7 N 由物体的加速度为 a＝＝ m/s2＝1.5 m/s2 故A错误； B．F­x图像所围面积表示功，则 W＝(3×4＋×4)J＝40 J 故B正确； C．0～7 m物体克服阻力做功为 Wf＝fx＝4×7 J＝28 J 故C正确； D．0～7 m合力对物体做功为 W合＝W－Wf＝12 J 故D错误． 5.(多选)(2021·全国)如图所示，质量为m的滑块(可视为质点)，从半径为R的半球面的上端A点处以初速度v0滑下，B为最低点，O为球心，A、O、C三点等高，从A到C滑动过程中滑块所受的摩擦力大小恒为Ff.则滑块(　　) A．从A到B过程，重力做功为零 B．从A到B过程，弹力做功为零 C．从A到B过程，摩擦力做功为－πRFf D．从A到C过程，摩擦力做功为－πRFf BD　解析：A．滑块从A到B过程，重力做功不为零，A错误； B．弹力始终与位移方向垂直，弹力做功为零，B正确； C．从A到B过程，摩擦力方向始终与速度方向相反，摩擦力做功为 W1＝－FfsAB＝－Ff(×2πR)＝－πRFf C错误； D．同理，滑块从A到C过程，摩擦力做功 W2＝－Ff(×2πR)＝－πRFf D正确． 6．(多选)(2021·江西省石城中学高一月考)某人用手将质量为1 kg的哑铃由静止向上提起2 m，这时哑铃的速度为4 m/s(g取10 m/s2)，在这个过程中，下列说法不正确的是(　　) A．哑铃克服重力做功－20 J B．合力对哑铃做功8 J C．手对哑铃做功8 J D．哑铃的机械能增加28 J AC　解析：A．哑铃克服重力做功 W克＝mgh＝1×10×2 J＝20 J 故A错误； B．由动能定理可得 W合＝mv2－0＝8 J 故B正确； C．由动能定理得 W－mgh＝mv2－0 解得手对哑铃做功为W＝28 J 故C错误； D．根据功能关系可知，哑铃的机械能增加等于重力外的力对物体做的功，故哑铃的机械能增加28 J，故D正确． 7．(多选)(2021·广东高一期末)一同学将小球从地面以100 J的初动能竖直向上抛出，上升时经过A点，动能减少20 J，重力势能增加12 J．设空气阻力大小不变，小球可视为质点，以地面为零势能面，则(　　) A．小球所受重力大小是空气阻力大小的1.5倍 B．到达最高点时，小球的重力势能增加100 J C．落回地面前瞬间，小球机械能为20 J D．下降过程，小球的动能和重力势能相等时其动能为15 J ACD　解析：A．物体以100 J的初动能竖直向上抛出，做竖直上抛运动，当上升到A点时，动能减少了20 J，重力势能增加了12 J，机械能损失了8 J．对从抛出点到A点的过程，根据功能关系mgh＋fh＝20 J，fh＝8 J 则得：空气阻力与重力大小之比为f∶mg＝2∶3 所以A正确； B．根据功能关系可知：合力做功为－20 J，空气阻力做功为－8 J，合力做功是阻力做功的2.5倍，则当上升到最高点时，动能为零，动能减小了100 J，合力做功为－100 J，则阻力做功为－40 J，机械能减小40 J，因此在最高点时机械能为100 J－40 J＝60 J，故B错误； C．由上知，从A点到最高点机械能减小40 J，当下落过程中，由于阻力做功不变，所以又损失了40 J．因此该物体回到出发点A时的机械能为100 J－40 J－40 J＝20 J．故C正确； D．在最高点时机械能为100 J－40 J＝60 J，即重力势能为60 J mg＝1.5f 下降过程中阻力做功fx＝40 J 设下降离地面x2时，动能和重力势能相等，有 60－mgx2－f(x－x2)＝mgx2 则得x2＝x f(x－x2)＝30 J 则动能和重力势能相等时的机械能为30 J，故D正确． 8．(2021·四川省珙县第一高级中学校高一月考)如图所示，绷紧的水平传送带足够长，始终以v1＝4 m/s的恒定速率运行．初速度大小为v2＝2 m/s的小墨块从与传送带等高的光滑水平面上的A处滑上传进带．若从小墨块滑上传送带开始计时，小墨块在传送带上运动4 s后与传送带的速度相同，墨块质量为1 kg，取g＝10 m/s2 ，下列说法正确的是(　　) A．墨块与传送带之间的动摩擦因数为0.2 B．0～4 s，摩擦力对墨块做的功为6 J C．0～4 s，墨块与传送带间产生的内能为6 J D．传送带多消耗的电能为10 J B　解析：A．小墨块的加速度大小为 a＝ m/s2＝1.5 m/s2 根据牛顿第二定律μmg＝ma 解得μ＝0.15 A错误； B．根据动能定理Wf＝mv1－mv2＝6 J B正确； C．小墨块向左运动的时间为 t1＝＝ s 向右运动的时间为 t2＝＝ s 痕迹的长度为 x＝＋＝ m 产生的内能为Q＝μmgx＝14 J D．多消耗的电能为 E＝＋Q＝20 J 9．(2021·长岭县第三中学高一月考)如图所示，某人用大小不变的力F拉着放在光滑平面上的物体，开始时与物体相连的绳和水平面间的夹角是α，当拉力F作用一段时间后，绳与水平面间的夹角为β.已知图中的高度h，绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计．绳的拉力FT对物体所做的功是___________． F 解析：F的作用点的位移是 x＝－ 因为拉力F为恒力，则 W＝Fx＝F 10．(2021·江西九江市·高一期末)如图所示，某快递公司使用电动传输机输送快件，倾角θ＝30°的传送带在电动机的带动下以v＝1 m/s的恒定速率逆时针运转．现把一质量为m＝4 kg的快件(可视为质点)轻轻放在皮带的底端，快件被传送到顶端，已知快件与传送带间的动摩擦因数μ＝，重力加速度大小g＝10 m/s2，在传送带将快件从底端传送到h＝2.5 m的顶端的过程中，求： (1)当快件的速度为v＝1 m/s时，位移的大小； (2)在传送带将快件从底端传送到顶端的过程中，快件相对传送带位移的大小； (3)在传送带将快件从底端传送到顶端的过程中，电动机做的功． (1)0.2 m　(2)0.2 m　(3)108 J 解析：(1)快件轻放在传送带上时，受力分析如图所示． 根据牛顿第二定律得沿斜面方向 μmg cos θ－mg sin θ＝ma 可知，快件上升的加速度为a＝2.5 m/s2 当快件的速度为v＝1 m/s时，位移 x＝＝0.2 m； (2)由v＝at得t＝＝0.4 s 相对位移x′＝vt－at2＝0.2 m (3)因摩擦产生的热量 Q＝μmgx′cos θ＝6 J 由功能关系W＝mv2＋mgh＋Q 带入数据，电动机做的功为W＝108 J． 学科网（北京）股份有限公司 $$