2022版新教材高中物理课时素养评价四势能及其改变含解析鲁教版必修2202211011120.doc

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1、动能和动能定理 (25分钟60分)一、选择题(此题共6小题,每题6分,共36分)1.以下关于动能的说法中,正确的选项是()A.运动物体所具有的能就是动能B.物体做匀变速运动,某一时刻的速度为v,那么物体在全过程中的动能都是mv2C.只是改变物体的速度方向时,其动能不变D.物体在外力F作用下做加速运动,当力F减小时,其动能也减小【解析】选C。动能是物体由于运动而具有的能,但运动物体所具有的能不全是动能,还有势能等其他能量,A错误;动能是状态量,它必须对应于某一状态,当状态改变后,物体的动能可能改变,B错误;只改变物体的速度方向,由Ek=mv2可知动能不变,C正确;在物体做加速运动时,尽管F减小但

2、仍在加速,动能仍在增加,D错误。2.质量一定的物体,关于动能的说法正确的选项是()A.速度发生变化时其动能一定变化B.速度发生变化时其动能不一定变化C.速度不变时其动能可能变化D.动能不变时其速度一定不变【解析】选B。速度是矢量,速度变化时可能只有方向变化,而大小不变,动能是标量,所以速度只有方向变化时,动能不变;动能不变时,只能说明速度大小不变,但速度方向不一定不变,那么B正确,A、C、D错误。3.一质量为2 kg的滑块,以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间,滑块的速度方向变为向右,大小为4 m/s,在这段时间里水平力所做的功为()

3、A.0B.8 JC.16 JD.32 J【解析】选A。根据动能定理可知W=m-m=0,因此,水平力做功为零,那么A正确,B、C、D错误。4.放在光滑水平面上的物体,仅在两个同向水平力的共同作用下开始运动。假设这两个力分别做了6 J和8 J的功,那么该物体的动能增加了()A.48 JB.14 JC.10 JD.2 J【解析】选B。合力对物体做功W合=6 J+8 J=14 J。根据动能定理得物体的动能增加量为14 J,那么B正确,A、C、D错误。5.如下图,质量为m的物块,在恒力F的作用下,沿光滑水平面运动,物块通过A点和B点的速度分别是vA和vB,物块由A点运动到B点的过程中,关于力F对物块做的

4、功W,以下选项正确的选项是()A.Wm-mB.W=m-mC.W=m-mD.由于F的方向未知,W无法求出【解析】选B。物块由A点到B点的过程中,只有力F做功,由动能定理可知,W=m-m,那么B正确,A、C、D错误。6.物体在合力作用下做直线运动的v-t图像如下图,以下表述正确的选项是()A.在01 s内,合力做正功B.在02 s内,合力总是做负功C.在12 s内,合力不做功D.在03 s内,合力总是做正功【解析】选A。由v-t图像可知01 s内,v增加,动能增加,由动能定理可知合力做正功,A正确;12 s内v减小,动能减小,合力做负功,可见B、C、D错误。二、实验题(10分)7.(2022江苏高

5、考)某兴趣小组用如图1所示的装置验证动能定理。(1)有两种工作频率均为50 Hz的打点计时器供实验选用:A.电磁打点计时器B.电火花打点计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小,应选择(选填“A或“B)。(2)保持长木板水平,将纸带固定在小车后端,纸带穿过打点计时器的限位孔。实验中,为消除摩擦力的影响,在砝码盘中慢慢参加沙子,直到小车开始运动。同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除。同学乙认为还应从盘中取出适量沙子,直至轻推小车观察到小车做匀速运动。看法正确的同学是_(选填“甲或“乙)。(3)消除摩擦力的影响后,在砝码盘中参加砝码。接通打点计时器电源,松开小车,小车运动。纸带被打出一系列点,其中的一

6、段如图2所示。图中纸带按实际尺寸画出,纸带上A点的速度vA=_m/s。(4)测出小车的质量为M,再测出纸带上起点到A点的距离为L。小车动能的变化量可用Ek=M算出。砝码盘中砝码的质量为m,重力加速度为g;实验中,小车的质量应_(选填“远大于“远小于或“接近)砝码、砝码盘和沙子的总质量,小车所受合力做的功可用W=mgL算出。屡次测量,假设W与Ek均根本相等那么验证了动能定理。【解析】(1)电磁打点计时器振针打点时和纸带接触,影响纸带的运动而产生阻力,电火花打点计时器是火花放电在纸带上留下点迹的,阻力较小,应选B。(2)在砝码盘中慢慢参加沙子直到小车开始运动时,小车是从静止开始加速运动的,拉力大于

7、摩擦力,同学乙认为从盘中取出适量的沙子,直至轻推小车观察到小车做匀速运动,此时砝码盘通过细线对小车的拉力等于摩擦力,故此种做法是正确的,应选乙。(3)由题图2可知,与A点相邻两点间的距离约为1.24 cm,打点时间间隔为0.04 s,所以速度为v=0.31 m/s。(4)对小车由牛顿第二定律有:T=Ma,对砝码盘由牛顿第二定律有:mg-T=ma,联立解得:T=,当Mm时有:Tmg,所以应满足:Mm。答案:(1)B(2)乙(3)0.31(0.300.33都算对)(4)远大于三、计算题(14分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)8.质量M=6.0103 kg的客机,从静止开始沿

8、平直的跑道滑行,当滑行距离l=7.2102 m时,到达起飞速度v=60 m/s。那么:(1)起飞时飞机的动能多大?(2)假设不计滑行过程中所受的阻力,那么飞机受到的牵引力为多大?(3)假设滑行过程中受到的平均阻力大小为F=3.0103 N,牵引力与第(2)问中求得的值相等,那么要到达上述起飞速度,飞机的滑行距离应为多大?【解析】(1)飞机起飞时的动能为Ek=Mv2=1.08107 J。(2)设牵引力为F1,由动能定理得F1l=Ek-0,代入数值解得F1=1.5104 N。(3)设滑行距离为l,由动能定理得F1l-Fl=Ek-0整理得l=9.0102 m答案:(1)1.08107 J(2)1.5

9、104 N(3)9.0102 m【补偿训练】(2022全国卷)为提高冰球运发动的加速能力,教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s130 J,选项D错误。12.(22分)如下图,质量m=0.2 kg的小物体放在光滑的圆弧上端,圆弧半径R=55 cm,下端接一长为1 m的水平轨道AB,最后通过极小圆弧与倾角=37的斜面相接,物体与水平面和斜面轨道的动摩擦因数均为0.1,将物体无初速度释放,(g取10 m/s2,cos 37=0.8,sin 37=0.6)求:(1)物体第一次滑到水平轨道与右侧斜面轨道交接处的速度大小。(2)物体第一次滑上右侧斜轨道的最大高度。【解析】(1)小物体从圆弧上端到B点的过程中,由动能定理得:mgR-mgsAB=m-0,解得vB=3 m/s。(2)设物体第一次滑上右侧轨道的最大高度为H,此时物体离B点的距离为s,由几何关系有=sin;由动能定理得:-mgcoss-mgH=0-m,解得H0.40 m。答案:(1)3 m/s(2)0.40 m【总结提升】应用动能定理求解多过程问题的方法(1)对于物理过程较为复杂的问题,审题时应先画出较为明确的示意图,弄清各物理过程之间的联系。(2)过程较多时要弄清各个力在哪个过程做功,做正功还是做负功,做了多少功。(3)要确定各过程初、末态的动能,然后局部过程用动能定理或全过程用动能定理。- 7 -