2022年高中物理必修2第四章第三節(jié)《探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系》word導(dǎo)學(xué)案

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1、2022年高中物理必修2第四章第三節(jié)《探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系》word導(dǎo)學(xué)案 課前自主預(yù)習(xí) 1. 動(dòng)能定理： 對(duì)物體所做的功等于物體 的變化． 2．表達(dá)式：W＝ 或W＝ . 3．當(dāng)外力對(duì)物體做正功時(shí)，末動(dòng)能 初動(dòng)能；當(dāng)外力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)，末動(dòng)能 初動(dòng)能． 4. 1．在離地面高為h處以初速度v0斜向上拋出一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，當(dāng)它落地時(shí)速度為v，用g表示重力加速度，則在此過程中，阻力對(duì)物體做的功( ) A．mgh－mv2－mv B．mgh＋mv－mv2 C.m

2、v2－mv－mgh D．mgh＋mv2－mv 解析：由動(dòng)能定理mgh＋Wf＝mv2－mv，得阻力對(duì)物體所做的功為Wf＝mv2－mv－mgh. 答案：C 5．一個(gè)25 kg的小孩從高度為3 m的滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時(shí)的速度為2 m/s，g取10 m/s2，關(guān)于力對(duì)小孩做的功，以下結(jié)果正確的是( ) A．合外力做功50 J B．阻力做功500 J C．重力做功500 J D．支持力做功50 J 解析：合外力做功為W合＝mv2－0＝×25×22 J＝50 J，重力做功為WG＝mgh＝25×10×3 J＝750 J，又W合＝WG＋Wf.所以阻力做功為W

3、f＝－700 J；支持力做功為WN＝0. 答案：A 答案：1.合外力，動(dòng)能；2. Ek2－Ek1， ΔEk ；3.大于，小于 課堂互動(dòng)探究 知識(shí)點(diǎn)1 實(shí)驗(yàn)探究 新知探究 在給定的路面上，汽車的初速度越大，剎車距離也 ，摩擦力做功就 ?？梢?，研究做功與動(dòng)能變化的關(guān)系，實(shí)際上就是研究力、位移、速度和質(zhì)量的關(guān)系。若利用自由落體運(yùn)動(dòng)，則可利用刻度尺直接測(cè)出 ，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出各點(diǎn)的 。 答案：越大，越多，位移，瞬時(shí)速度 重點(diǎn)歸納 對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的理解 1.重力做功的特點(diǎn)：重力做功只與初末位置的高度差有關(guān)，即。 2.

4、動(dòng)能：物體的質(zhì)量與速度平方乘積的一半，。 3.利用物體由靜止自由下落時(shí)，重力做功，動(dòng)能的變化，探究兩者的關(guān)系。 [例1] 請(qǐng)用卷尺一把、彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè)、鋼球一個(gè)(帶小孔)、重錘、復(fù)寫紙和白紙，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量你水平拋出鋼球時(shí)對(duì)鋼球所做的功，并寫出實(shí)驗(yàn)步驟． 解析：用卷尺可測(cè)出鋼球拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)的水平距離和豎直高度；根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可求得拋出點(diǎn)的初速度；由動(dòng)能定理，可求得對(duì)鋼球所做的功． 解析：(1)將鋼球用手固定在某一位置，用力將鋼球水平推出，觀察鋼球落地點(diǎn)的大概位置； 答案：見解析 觸類旁通 圖4－3－1 1. (xx年佛山一中期末)某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度

5、傳感器探究“動(dòng)能定理”，如圖4－3－1所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大?。谒阶烂嫔舷嗑?0.0 cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器記錄小車通過A、B時(shí)的速度大?。≤囍锌梢苑胖庙来a． (1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下： ①測(cè)量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M1，把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連，正確連接所需電路； ②將小車停在C點(diǎn)，然后釋放小車，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄( ) A．細(xì)線拉力及小車通過A、B時(shí)的速度 B．鉤碼的質(zhì)量和小車的質(zhì)量 C．鉤碼的質(zhì)量及小車通過A、B時(shí)

6、的速度 D．小車的質(zhì)量和細(xì)線的長度 ③在小車中增加砝碼，或減少砝碼，重復(fù)步驟②的操作． (2)表1是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量m之和，|v－v|是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量ΔE，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功．表格中ΔE3＝ ，W3＝ .(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 表1　數(shù)據(jù)記錄表 次數(shù) M/kg |v－v|/ (m·s－1)2 ΔE/J F/N W/J 1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200 2 0.500 1.65 0.4

7、13 0.840 0.420 3 0.500 2.40 ΔE3 1.220 W3 4 1.000 2.40 1.20 2.420 1.21 5 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43 (3)根據(jù)表1提供的數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D4－3－2中作出ΔE－W圖線． 圖4－3－2 解析：根據(jù)可得，ΔE3＝0.600，根據(jù)W3＝0.610. 如答圖4-3-2所示 答圖4-3-2 答案：A；ΔE3＝0.600， W3＝0.610.，如答圖4-3-2所示

8、 圖4-3-3 知識(shí)點(diǎn)2 合外力做功和物體動(dòng)能的變化 加圖4-3-3所示，射箭運(yùn)動(dòng)員拉弓射箭，箭在彈力作用下，獲得很大的速度射出去。在行駛中的汽車，因前方有路障而緊急剎車，汽車在阻力作用下逐漸停下來。前者有彈力對(duì)箭做功，則箭的 發(fā)生了改變， 也發(fā)生了改變；后者摩擦阻力對(duì)汽車做功，使汽車的 減小， 也減小。這兩種情況的共同特點(diǎn)是有力對(duì)物體做功，則物體的 發(fā)生變化。 答案：速度，動(dòng)能，速度，動(dòng)能，速度和動(dòng)能 重點(diǎn)歸納 對(duì)合外力做功和物體動(dòng)能的變化的理解 (1)W為物體所受外力的總功(包括物體所受

9、重力)． (2)動(dòng)能定理揭示了合外力對(duì)物體做功與物體動(dòng)能的變化之間的因果聯(lián)系和定量關(guān)系．定理表明，合外力對(duì)物體做了多少功，物體的動(dòng)能就增加(減少)多少．合外力做正功，物體的動(dòng)能增加；合外力做負(fù)功，物體的動(dòng)能減少． (3)適用條件：動(dòng)能定理雖然是在物體受恒力作用沿直線做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的情況下推導(dǎo)出來的，但是對(duì)于外力是變力或物體做曲線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能定理都成立． 2．優(yōu)越性 (1)對(duì)于變力作用或曲線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能定理提供了一種計(jì)算變力做功的簡便方法．功的計(jì)算公式W＝Fscos α只能求恒力做的功，不能求變力做的功，而由于動(dòng)能定理提供了一個(gè)物體的動(dòng)能變化ΔEk與合外力對(duì)物體所做功具有等量代換關(guān)系，因此

10、已知(或求出)物體動(dòng)能變化ΔEk＝Ek2－Ek1，就可以間接求得變力做的功． (2)與用牛頓定律解題的比較 牛頓定律 動(dòng)能定理 不同點(diǎn) 適用條件 一般只能研究在恒力作用下物體做直線運(yùn)動(dòng)的情況 對(duì)于物體在恒力或變力作用下，物體做直線或曲線運(yùn)動(dòng)均適用 應(yīng)用方法 要考慮運(yùn)動(dòng)過程的每一個(gè)細(xì)節(jié)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題 只考慮各力的做功情況及初、末狀態(tài)的動(dòng)能 運(yùn)算方法 矢量運(yùn)算 代數(shù)運(yùn)算 相同點(diǎn) 確定研究對(duì)象，對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析 3.運(yùn)用動(dòng)能定理解題的一般步驟 (1)明確研究對(duì)象和運(yùn)動(dòng)過程． (2)分析過程中力做功情況． (3)明確初、末

11、狀態(tài)的動(dòng)能． (4)列方程，并求解． 【例2】一鉛球運(yùn)動(dòng)員，奮力一推，將8 kg的鉛球推出10 m遠(yuǎn)．鉛球落地后將地面擊出一坑，有經(jīng)驗(yàn)的專家根據(jù)坑的深度形狀認(rèn)為鉛球落地的速度大約是12 m/s.若鉛球出手時(shí)的高度是2 m，求推球過程中運(yùn)動(dòng)員對(duì)球做的功大約是多少？(g取10 m/s2) 解：方法一：分段法 設(shè)鉛球出手時(shí)的速度大小是v0，鉛球從出手到落地這一過程中只有重力對(duì)鉛球做功，根據(jù)動(dòng)能定理有 mgh＝mv2－mv 對(duì)運(yùn)動(dòng)員推鉛球的過程應(yīng)用動(dòng)能定理，推力是對(duì)鉛球的合力，則人對(duì)球做的功為 W人＝mv－0＝mv＝mv2－mgh 代入數(shù)據(jù)解得W人＝416 J. 方法二：全過程法

12、對(duì)人開始推鉛球到鉛球落地整個(gè)過程應(yīng)用動(dòng)能定理得 W人＋mgh＝mv2 所以W人＝mv2－mgh＝416 J. 觸類旁通 圖4－3－4 2.如圖4－3－4所示，在高為H的平臺(tái)上以初速v0拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)它到達(dá)離拋出點(diǎn)的豎直距離為h的B點(diǎn)時(shí)，小球的動(dòng)能增量為( ) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.mv B.mv＋mgh C．mgH－mgh D．mgh 解析：由動(dòng)能定理可得mgh＝mv2－mv＝ΔEk. 答案：D 　　　 觸類旁通 圖4-3-5 3. 一個(gè)質(zhì)量為m的小球，用長為l的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在水平拉力F作用下，從平衡

13、位置P點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)，如圖4－3－5所示，則拉力F所做的功為( ) A．mglcos θ B．Flcos θ C．mgl(1－cos θ) D．mglcos θ 解析：題中“很緩慢地移動(dòng)”的隱含條件是速度大小不變，由動(dòng)能定理有WF－mgl(1－cos θ)＝0，WF＝mgl(1－cos θ)． 答案：C 方法技巧\易錯(cuò)易混\實(shí)驗(yàn)透視 實(shí)驗(yàn)透視 探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 探究外力做功與物體動(dòng)動(dòng)能改變的定量關(guān)系 【實(shí)驗(yàn)原理】 電源頻率 【實(shí)驗(yàn)器材】 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘、鐵架臺(tái)、鉤碼、夾子、刻度尺、學(xué)生電源、導(dǎo)線若

14、干． 【實(shí)驗(yàn)步驟】 圖4－3－6 1. A．按圖4－3－6所示，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，并接好電路； B．紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，豎直提起紙帶使重錘靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用夾子把紙帶上端夾?。? C．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，待穩(wěn)定后，釋放紙帶，讓重錘自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)； D．重復(fù)幾次(3～5次)，挑選出點(diǎn)跡清晰的紙帶用來分析； E．在選取紙帶中，選取點(diǎn)跡間距較大的點(diǎn)，并標(biāo)上0、1、2、3、4、…，量出各點(diǎn)到0點(diǎn)的距離h1、h2、h3、…； F．利用公式vn＝求出各點(diǎn)的速度大??； G．并求出相鄰兩點(diǎn)間重錘動(dòng)能的增量ΔEk和重錘重

15、力做的功W； H．比較重力所做的功W和動(dòng)能增量ΔEk的關(guān)系，得出結(jié)論． 2．測(cè)量與記錄 3．?dāng)?shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)論 測(cè)出起始點(diǎn)O到B點(diǎn)的距離，就是物體自由下落的高度sOB。再求出O點(diǎn)和B點(diǎn)的速度（vB).，以同樣的方法得到其他點(diǎn)的瞬時(shí)速度。再驗(yàn)證這個(gè)過程是否滿足動(dòng)能定理。 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 在誤差范圍內(nèi)，重力所做的功等于物體動(dòng)能的增量． 【注意事項(xiàng)】 1.實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)記時(shí)器的安裝，兩紙帶限位孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦力． 2.實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先接通電源，讓打點(diǎn)記時(shí)器工作正常后才松開紙帶讓重錘下落． 3.打點(diǎn)記時(shí)器必須接50Hz交流低壓電源. 4.必須保留紙帶上打出點(diǎn)跡的第一點(diǎn)

16、,且第1、2點(diǎn)間距約為2mm的紙帶誤差小。 5.實(shí)驗(yàn)中，只要驗(yàn)證gh是否等于v2/2即可，不用測(cè)重錘的質(zhì)量。 6.【誤差分析】由于重錘克服阻力作功，所以動(dòng)能增加量略小于重力勢(shì)能減少量 [例3]（雙選）在用落體法探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系時(shí)，下列說法正確的是( ) A．在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)選擇體積小、密度大的物體做重錘 B．在選擇紙帶時(shí)，第1、2點(diǎn)間的間距要大于2 cm C．測(cè)量下落的高度不一定從起點(diǎn)量起 D．紙帶越長越好 解析：運(yùn)用落體法探究外力做功與動(dòng)能變化關(guān)系時(shí)，合外力認(rèn)為是重力，因?yàn)榭諝庾枇h(yuǎn)小于重力，A選項(xiàng)正確；在理想情況下，重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)，s12＝g

17、t2＝×10×0.022 m＝2 mm，因而第1、2點(diǎn)間距近似等于2 mm的紙帶較理想；在數(shù)據(jù)處理中運(yùn)用v＝分別求出任意兩點(diǎn)的速度(一般情況下適當(dāng)選取間距較大的兩點(diǎn))及兩點(diǎn)間距即可；紙帶適量長度即可． 答案：AC 觸類旁通 4. （雙選）某同學(xué)想利用自由落體運(yùn)動(dòng)研究“外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)中下列四組物理量中需要直接或間接測(cè)量的量有( ) A．重錘的質(zhì)量 B．重力加速度 C．重錘下落的高度 D．與重錘下落高度對(duì)應(yīng)的重錘瞬時(shí)速度 解析：物體受力不變，可以利用下降高度關(guān)系代表功的關(guān)系，所以必須測(cè)量下落高度，再利用下落高度計(jì)算對(duì)應(yīng)各點(diǎn)瞬時(shí)速度，故選項(xiàng)C、D對(duì)，

18、A、B錯(cuò)． 答案：CD 隨堂練習(xí) 一、單項(xiàng)選擇題 1. 1．在離地面高為h處以初速度v0斜向上拋出一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，當(dāng)它落地時(shí)速度為v，用g表示重力加速度，則在此過程中，阻力對(duì)物體做的功( ) A．mgh－mv2－mv B．mgh＋mv－mv2 C.mv2－mv－mgh D．mgh＋mv2－mv 解析：由動(dòng)能定理mgh＋Wf＝mv2－mv，得阻力對(duì)物體所做的功為Wf＝mv2－mv－mgh. 答案：C 2．一個(gè)25 kg的小孩從高度為3 m的滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時(shí)的速度為2 m/s，g取10 m/s2，關(guān)于力對(duì)小孩做的功，以下結(jié)果正確的是(

19、 ) A．合外力做功50 J B．阻力做功500 J C．重力做功500 J D．支持力做功50 J 解析：合外力做功為W合＝mv2－0＝×25×22 J＝50 J，重力做功為WG＝mgh＝25×10×3 J＝750 J，又W合＝WG＋Wf.所以阻力做功為Wf＝－700 J；支持力做功為WN＝0. 答案：A 3．靜止在光滑水平面上的物體在恒力F作用下，前半段時(shí)間動(dòng)能變化了ΔEk1，后半段時(shí)間動(dòng)能變化了ΔEk2，則ΔEk1∶ΔEk2為( ) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4 解析：由WF＝ΔEk有Fs1∶Fs2＝ΔEk1∶ΔEk2，而s1∶s2

20、＝1∶3，所以＝. 答案：C 二．雙項(xiàng)選擇題 4.質(zhì)量為m的物體，受到水平拉力F作用，在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是( ) A．如果物體做加速運(yùn)動(dòng)，則拉力F一定對(duì)物體做正功 B．如果物體做減速運(yùn)動(dòng)，則拉力F一定對(duì)物體做正功 C．如果物體做減速運(yùn)動(dòng)，則拉力F一定對(duì)物體做負(fù)功 D．如果物體做勻速運(yùn)動(dòng)，則拉力F一定對(duì)物體做正功 解析：判斷一個(gè)力對(duì)物體做正功還是負(fù)功，主要看F與s之間的夾角．物體做加速、勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)與s同方向，一定做正功．物體做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)可能與s同向，也可能與s反向，可能做正功或負(fù)功． 答案：AD 5. 下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合外力、

21、合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系，正確的是（ ） A．如果物體所受合外力為零，則合外力對(duì)物體做的功一定為零 B．如果合外力對(duì)物體所做的功為零，則合外力不一定為零 C．物體在合外力作用下做變速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能一定發(fā)生變化 D．物體的動(dòng)能不變，所受合外力一定為零 解析：如果合外力做的功為零，但合外力不一定為零.可能物體的合外力和運(yùn)動(dòng)方向垂直而不做功，B選項(xiàng)正確.物體做變速運(yùn)動(dòng)可能是速度方向變化而速度大小不變.所以，做變速運(yùn)動(dòng)的物體，動(dòng)能可能不變，C選項(xiàng)錯(cuò).物體動(dòng)能不變，只能說合外力不做功，但合外力不一定為零，D選項(xiàng)錯(cuò). 答案: AB 課后鞏固提升 一、單項(xiàng)選擇題 1.關(guān)于功

22、和物體動(dòng)能變化的關(guān)系，下列說法不正確的是( ) A．有力對(duì)物體做功，物體的動(dòng)能就會(huì)變化 B．合力不做功，物體動(dòng)能不改變 C．合力對(duì)物體做正功，物體的動(dòng)能一定增加 D．所有外力做功的代數(shù)和為負(fù)值，則物體動(dòng)能減少 解析：由動(dòng)能定理W合＝ΔEk，可知選項(xiàng)A錯(cuò)誤． 答案：A 2．一物體速度由零增大到v，再從v增大到2v，外力做功分別為W1和W2，則W1和W2的關(guān)系正確的是( ) A．W1＝W2 B．W2＝2W1 C．W2＝3W1 D．W2＝4W1 解析：由W＝ΔEk，得W1＝mv2，W2＝m(2v)2－mv2＝3×mv2＝3W1. 答案：C 3．物體A和B質(zhì)量

23、相等，A置于光滑的水平面上，B置于粗糙的水平面上，開始時(shí)都處于靜止?fàn)顟B(tài)，在相同的水平力F作用下移動(dòng)相同的位移，則( ) A．力F對(duì)A做功較多，A的動(dòng)能較大 B．力F對(duì)B做功較多，B的動(dòng)能較大 C．力F對(duì)A和B做功相同，A和B的動(dòng)能相同 D．力F對(duì)A和B做功相同，但A的動(dòng)能較大 解析：由可知力F對(duì)A、B做功相同，但B有摩擦阻力做負(fù)功，由可知A的動(dòng)能比較大，故答案選D。 答案：D 4．一質(zhì)量為1 kg的物體被人用手由靜止向上提升1 m，這時(shí)物體的速度為2 m/s，g取10 m/s2，則下列說法不正確的是( ) A．手對(duì)物體做功12 J B．合外力對(duì)物體做功12 J

24、 C．合外力對(duì)物體做功2 J D．物體克服重力做功10 J 解析：,且知道速度為2 m/s，可知手對(duì)物體做功為22J，合外力做功為12J.故答案B正確。 答案：B 二、雙項(xiàng)選擇題 5. 5．水平光滑地面上放著質(zhì)量為0.5 kg的足球，一小孩用10 N力踢球，使球沿水平面向前運(yùn)動(dòng)了2 m，速度大小為6 m/s，與豎直墻壁碰撞，撞后小球沿相反方向以大小相等的速度反彈回來，下列說法正確的是( ) A．小孩對(duì)球做的功為20 J B．小孩對(duì)球做功為9 J C．墻對(duì)小球做的功為0 D．墻對(duì)小球做功為18 J 解析：小球的末動(dòng)能，可知小孩對(duì)球做功為9J，答案B正確；小

25、球撞墻后動(dòng)能大小沒有改變，故墻對(duì)球做功為零，答案C正確。 答案：BC 6．關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合力、合力做的功和運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的變化，下列說法正確的是( ) A．運(yùn)動(dòng)物體所受合力不為零，合力必做功，則物體的動(dòng)能一定變化 B．運(yùn)動(dòng)物體所受合力為零，則物體的動(dòng)能一定不變 C．運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能保持不變，則物體所受合力必為零 D．運(yùn)動(dòng)物體所受合力不為零，則該物體一定做變速運(yùn)動(dòng) 解析：當(dāng)合外力與位移的方向垂直，則合外力不做功，故答案A、C錯(cuò)誤；合外力為零時(shí)，合外力做功也時(shí)刻為零，故答案B正確；合外力不為零速度一定發(fā)生改變，故答案D正確。 答案：BD 7．質(zhì)量不同而具有相同動(dòng)能的兩個(gè)

26、物體，在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的水平面上滑行到停止，則( ) A．質(zhì)量大的物體滑動(dòng)距離大 B．質(zhì)量大的物體滑行距離小 C．質(zhì)量大的物體做功多 D．它們運(yùn)動(dòng)的加速度一樣大 解析：由動(dòng)能定理有－μmgs＝0－Ek，則s＝，知B正確；由μmg＝ma得a＝μg知D正確． 答案：BD 8．物體以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑，滑到一定高度后又沿斜面下滑，最后回到底端，在此過程中，以下判斷正確的是( ) A．在上滑和下滑兩過程中，物體克服摩擦力做的功一樣多 B．在上滑過程中動(dòng)能的減少等于下滑過程中動(dòng)能的增加 C．在上滑過程中克服重力做的功等于下滑過程中重力做的功 D．上

27、滑時(shí)間比下滑時(shí)間長 解析：上滑和下滑的過程中，摩擦力大小相等，位移大小也相同，且摩擦力和位移的方向均相反，故知答案A正確；上滑的過程中要克服摩擦力和重力做功，下滑過程中重力做正功但摩擦力仍做負(fù)功，上滑和下滑過程的高度差相等，故克服重力做的功和重力做的功相等；可知答案B錯(cuò)誤，答案C正確；上滑的平均速度大，故時(shí)間短，答案D錯(cuò)誤。 答案：AC 9．質(zhì)量為m的物體從距地面h高處由靜止開始以加速度a＝豎直下落到地面，在這個(gè)過程中( ) A．物體的動(dòng)能增加mgh B．物體的重力勢(shì)能減少mgh C．物體的動(dòng)能增加mgh D．物體的重力勢(shì)能減小mgh 解析：由W＝mah＝mv2可知A

28、選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；題中所示的過程中重力做功為mgh，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確． 答案：AD 三．非選擇題 10. 如圖4－3－7所示的凹形場(chǎng)地，兩端是半徑為L的光滑圓弧面，中間長為4L的粗糙水平面．質(zhì)量為3m的滑塊乙開始停在水平面的中點(diǎn)O處，質(zhì)量為m的滑塊甲從光滑圓弧面頂端A處無初速度滑下，進(jìn)入水平面內(nèi)并與乙發(fā)生碰撞，碰后以碰前一半的速度反彈．已知甲、乙與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2，且μ1＝2μ2，甲、乙的體積大小忽略不計(jì)．求甲與乙碰撞前甲的速度． 圖4-3-7 解：設(shè)甲到達(dá)O處與乙碰撞前的速度為v甲，由動(dòng)能定理： m甲gL－μ

29、1m甲g·2L＝m甲v 得v甲＝. 圖4－3－8 11．如圖4－3－8所示，用拉力F使一個(gè)質(zhì)量為m的木箱由靜止開始在水平地面上移動(dòng)了l，拉力F跟木箱前進(jìn)方向的夾角為α，木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求木箱獲得的速度． 答圖4-3-8 解：對(duì)物體進(jìn)行受力分析，受到豎直向下的重力mg、垂直地面的支持力FN、拉力F和水平向左的摩擦力Ff，如答圖4-3-8所示． 由動(dòng)能定理： Flcos α－Ffl＝mv2－0 而Ff＝μ(mg－Fsin α) 圖4－3－9 聯(lián)立解得v＝. 12．如圖4－3－9所示，物體由靜止自由下落高度H后陷入一沙坑中，陷入深度為h，不考慮空氣阻力．問：物體在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？ 解：方法一：分段法 物體運(yùn)動(dòng)分兩個(gè)過程，先做自由落體運(yùn)動(dòng)，然后做勻減速運(yùn)動(dòng)．設(shè)物體落至地面時(shí)速度為v，對(duì)自由落體過程由動(dòng)能定理可得mgH＝mv2　　① 第二個(gè)過程中物體受重力和阻力作用，同理可得 mgh－fh＝0－mv2　　② 由式①②可得＝＝1＋ 方法二：整過程法 對(duì)全過程進(jìn)行分析，由于物體的初、末動(dòng)能均為零，即其動(dòng)能不發(fā)生變化，由動(dòng)能定理可知，重力對(duì)物體做的功與物體克服阻力做的功相等，有mg(H＋h)＝fh 所以＝＝1＋ 所以物體在沙坑中受到的平均阻力是其重力的1＋倍．