【名师伴你行】2016高考物理二轮复习 题能演练 专题2 功和能 2.1 功、功率和动能定理（含解析）.doc

【名师伴你行】2016高考物理二轮复习 题能演练 专题2 功和能 2.1 功、功率和动能定理（含解析）.doc-1- 功、功率和动能定理[ 真题再现] 1. (2015 · 北京理综) 如图所示,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,( 可视为质点) 的质量为 m ,在水平桌面上沿 x 轴运动,与桌面间的动摩擦因数为μ. 以弹簧原长时物块的位置为坐标原点 O, 当弹簧的伸长量为 x时, 物块所受弹簧弹力大小为 F = kx,k 为常量. (1) 请画出 F随x 变化的示意图;并根据 F-x 图象求物块沿 x 轴从 O 点运动到位置 x的过程中弹力所做的功. (2) 物块由 x 1 向右运动到 x 3 ,然后由 x 3 返回到 x 2 ,在这个过程中, a .求弹力所做的功,并据此求弹性势能的变化量; b. 求滑动摩擦力所做的功, 并与弹力做功比较, 说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念. 答案: (1) 见解析图- 12 kx 2 (2)a. 12 kx 21- 12 kx 22 12 kx 22- 12 kx 21b .- μ mg (2x 3-x 1-x 2) 见解析解析: (1) F-x 图象如图所示. 物块沿 x 轴从 O 点运动到位置 x 的过程中,弹力做负功; F-x -2- W T =- 12 · kx·x =- 12 kx 2. (2)a. 物块由 x 1 向右运动到 x 3 的过程中,弹力做功 W T1 =- 12 ·( kx 1+ kx 3)·(x 3-x 1)= 12 kx 21- 12 kx 23 物块由 x 3 向左运动到 x 2 的过程中,弹力做功 W T2= 12 ·( kx 2+ kx 3)·(x 3-x 2)= 12 kx 23- 12 kx 22 整个过程中,弹力做功 W T=W T1+W T2= 12 kx 21- 12 kx 22 弹性势能的变化量ΔE p =- W T= 12 kx 22- 12 kx 21b .整个过程中,摩擦力做功 W f =- μ mg (2x 3-x 1-x 2) 与弹力做功比较,弹力做功与 x 3 无关,即与实际路径无关,只与始末位置有关,所以, 我们可以定义一个由物体之间的相互作用力( 弹力) 和相对位置决定的能量—— x 3 有关, 即与实际路径有关, 所以, 不可以定义与摩擦力对应的“摩擦力势能”. 2.(2015 · 江苏单科) 一转动装置如图所示,四根轻杆 OA、 OC、 AB和 CB 与两小球及一小环通过铰链连接,轻杆长均为 l ,球和环的质量均为 m,O O 与小环之间,原长为 L. 装置静止时,弹簧长为 32 L. 转动该装置并缓慢增大转速,,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为 g. 求: (1) 弹簧的劲度系数 k; -3- (2) AB 杆中弹力为零时,装置转动的角速度ω 0; (3) 弹簧长度从 32 L 缓慢缩短为 12 L 的过程中,外界对转动装置所做的功 W. 答案: (1) 4 mg L (2) 8g5L (3) mgL + 16 mgl 2L 解析: (1) 装置静止时,设 OA、 AB 杆中的弹力分别为 F 1、T 1, OA 杆与转轴的夹角为θ 1. 小环受到弹簧的弹力 F 弹