1、 1 第三节 探究外力做功与 物体动能变化的关 系 一、单 项选 择题 1 利 用重 锤下 落探 究外 力 做功与 物体 动能 变化 实验 中，下 面叙 述正 确的 是( ) A 应 该用 天平 称出 物体 的 质量 B 应 该选 用点 迹清 晰、 特 别是第 一点 没有 拉成 长条 的纸带 C 操 作时 应先 放纸 带再 通 电 D 打 点计 时器 应接 在电 压 为 46 V 的直 流电 源上 【答案 】B 【解析 】 因为 要记录 重锤 自由下 落的 情况 ， 所 以操 作时应 先通 电再 放纸 带 且用交 流 电 源，因 求 证mgh 1 2 mv 2 ，故 不需要 称物 体的 质量
2、图 43 9 2 物 体在 合力 作用 下做 直 线运动 的 vt 图象 如 图 439 所示 ，下列 表述 正确的 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 【答案 】A 【解析 】 由动 能定 理知， 合力做 正功， 物体 动能 增 加， 合力 做负 功， 物 体动 能减少， 因 此A 正 确 3 被竖 直上抛 的物体 的初 速度与回 到抛 出点时 速度 大小之比 为 k ，而空 气阻 力在运 动 过程中 大小 不变 ，则 重力 与空气 阻力 的大 小之 比
3、为( ) A. k 2 1 k 2 1B. k1 k1C k D. 1 k【答案 】A 图 4310 4 如 图 4310 所 示， 用同种 材料 制成 的一 个轨 道，AB 段为 1 4 圆弧 ，半 径为 R，水 平 放置 的BC 段长 度为R. 一 小物块 质量 为m， 与轨 道间 动摩擦 因数 为 ， 当 它从 轨道顶 端 A 由 静止下 滑时 ，恰 好运 动 到C 点静 止， 那么 物块 在 AB 段克服 摩擦 力做 的功 为( ) A m gR BmgR(1 ) C. mgR 2D. mgR 2【答案 】B 【解析 】 全 过程 应用 动能 定理 mgR W mgR 0 ，则 Wmg
4、R(1 )， 故选B. 二、双 项选 择题 5 质 量 为 m 的子 弹， 以水 平速 度 v 射入 静止 在光 滑 水平面 上质 量 为 M 的木 块 ，并留 在 其中， 下列 说法 正确 的是( ) A 阻 力对 子弹 做的 功与 子 弹动能 的减 少相 等 2 B 阻 力对 子弹 做的 功与 子 弹对木 块做 的功 相等 C 子 弹克 服阻 力做 的功 与 子弹对 木块 做的 功相 等 D 子 弹克 服阻 力做 的功 大 于子弹 对木 块做 的功 【答案 】AD 【解析】 子弹 击中木 块打 入一定的 深度 并留在 其中 ，子弹和 木块 所受水 平作 用力(相互 摩擦力) 大小相 等，
5、可认为 是恒力 ，但子 弹的位 移大 于木块 的位移 ，故子 弹克 服阻力 做的功 大于子 弹对 木 块 做的 功， 所以做 功不 同， 二者 的动 能变化 并不 相等 6 一物 体静止 在升降 机的 地板上， 在升 降机加 速上 升的过程 中， 地板对 物体 的支持 力 所做的 功等 于( ) A 物 体势 能的 增加 量 B 物 体动 能的 增加 量 C 物 体动 能的 增加 量加 上 物体势 能的 增加 量 D 物 体动 能的 增加 量加 上 克服重 力所 做的 功 【答案 】CD 【解析 】 物体 受到的 支持 力大于 重力 ， 物体加 速上 升， 支持 力做 功不仅 增加 了物体 重
6、 力 势能， 而且 还增 加了 物体 的动能 ， 即 支持 力做 的功 等于物 体动 能的 增量 加上 物体势 能的 增加 量 7 将 质量 为m 的 小球 在距 地面高 度 为 h 处 抛出 ，抛 出时的 速度 大小 为 v0 ， 小 球落地 时 的速度 大小 为 2v0 ，若 小球 受到的 空气 阻力 不能 忽略 ，则对 于小 球下 落的 整个 过程， 下面 说 法中正 确的 是( ) A 小 球克 服空 气阻 力做 的 功小 于 mgh B 重 力对 小球 做的 功等 于 mgh C 合 外力 对小 球做 的功 小 于 mv 2 0 D 合 外力 对小 球做 的功 等 于 mv 2 0
7、【答案 】AB 【解析 】 小 球整 个运 动过 程中， 有两 个力 做功， 一 个是重 力做 功 WG mgh ，B 选项正 确； 一个是 阻力 做功， 根据 动 能定理 有 ：WG Wf 1 2 m(2v0) 2 1 2 mv 2 0 ， 显 然合 外力 对小 球 做的功 等于 3 2 mv 2 0 ，C 、D 选项 错误 ；小 球 克服阻 力做 的 功 Wf WG 3 2 mv 2 0 mgh ，A 选项 也正 确 8 如图 43 11 所示 ，A 、B 质量 相等 ，它 们与 地 面间的 动摩 擦因 数也 相等 ，且 FA FB ，如 果A 、B 由静 止开 始 运动相 同的 距离 ，
8、那 么( ) 图 4311 A FA 对A 做 的功 与 FB 对B 做的功 相同 B FA 对A 做 的功 大于 FB 对B 做 的功 C 到 终点 时物 体 A 获得 的 动能大 于物 体B 获得 的动 能 D 到 终点 时物 体 A 获得 的 动能小 于物 体B 获得 的动 能 【答案 】AD 【解析 】 由 功的 表达 式 W Fscos 知 ，两 力 对 A 、B 做功 相等 ，A 对 B 错 ； 两力的 水 平分力 相等 ， 而 A 所 受的 滑动摩 擦力 大 于 B 所 受的 摩擦力 ， 故 A 所受的合力 F1 小于 B 所受 合力F2 ，由 动能 定理 有 F 合sEk 0，
9、故 Ek1 Ek2 ，C 错 D 对 三、非 选择 题 9 (1) 在探 究动 能定 理的 实验中 ，实 验装 置已 安装 完毕， 请完 成如 下实 验操 作： 将纸 带穿 过打 点计 时器 的_ _ ， 纸带下 端固 定在 重锤 上， 上端用 手提 住， 纸带 不与 限位孔 接触 3 接通 打点 计时 器的 电源 使它工 作， 让纸 带从_ 状 态开 始释 放， 计 时器 在纸带 上 打出一 系列 的点 取纸 带上 的 第1 个 点记 为O， 在 第1 个点 后距 离较 远处任 意选 取一 点P，记 P 点为 n ， 用刻度 尺测 出_ 的距 离h. 打点 计时 器工 作电 源频 率为 50
10、 Hz ， 则打 点间 隔时 间为_s 根据 公式_ 计算 出P 点 的速 度v. 由上面的 h 和 v 分别计算_ 和 _ ，看两者 _ 在其 他纸 带上 再另 选几 个点， 重复 步骤 . (2)在利 用打点 计时 器探究 动能定理 的实 验中， 如果 纸带上前 面几 点比较 密集 ，不够 清 晰， 可 舍去 前面 的比 较密 集的点 ， 在 后面 取一 段打 点较为 清晰 的纸 带， 同样 可以验 证， 如图 4312 所示 ， 取 O 点为 起始点 ，各 点间 的间 距已 量出并 标在 纸带 上， 所用 交流电 的频 率 为50 Hz ， 重物 的质 量为m kg. 图 4312 打A
11、 点时 ，重 物下 落速 度为 vA _ ， 重物 动能 k A E _. 打F 点时 ，重 物下 落速 度为 vF _ ， 重物 动能 k F E _. 打点 计时 器自 打 下 A 点 开始到 打 出F 点 ， 重 物重 力做的 功为_ ， 动 能的增 加量 为_ 根据纸 带提 供的数 据， 在误差允 许的 范围内 ，重 物从打点 计时 器打 出 A 点 到打出 F 点的过 程中 ， 得到 的结 论是_ 【答案 】 (1) 限 位 孔 并 在 复 写 纸 下 面 经 过 静止 O 点到 P 点 0.02 vn hn1 hn 1 2T 重锤 重力 做的 功WG mgh 重锤 动能 增加 量
12、Ek 1 2 mv 2是 否近 似相 等 (2)1.30 m/s 0.85m J 2.28 m/s 2.60m J 1.75m J 1.75m J 在实验 误差 允许 范围 内 WG Ek ，动 能定 理成 立 图 4313 10 半 径R1 m 的 1 4 圆弧导 轨末端 切线 与水 平导 轨相 切 ， 从 圆弧 导轨 顶端A 静 止释放 一 个质 量m20 g 的木 块， 测 得其滑 至底 端 B 的速 度 vB 3 m/s ， 以后 又沿 水平 导 轨滑行 了 3 m ， 最终停 在C 点， 如 图4 3 13 所示 ，求 ： (1)圆 弧导 轨的 摩擦 力对 木 块所做 的功 ； (2)BC 段导 轨的 动摩 擦因 数(g 10 m/s 2 ) 【答案 】(1) 0.11 J (2)0.15 【解析 】(1) 对AB 段 用动 能定理 ：mgR Wf 1 2 mv 2 B ， 所以Wf 1 2 mv 2 B mgR 1 2 20 10 3 9 20 10 3 10 1 J0.11 J. (2)对BC 段 用动 能定 理得 ： mgsBC 0 1 2 mv 2 B ，解 得 0.15.
