動能和動能定理 第1課時（解析版）

8.3動能和動能定理1.關(guān)于動能，下列說法中正確的是()A．動能是機械能的一種基本形式，凡是運動的物體都有動能B．公式Ek＝eq\f(1,2)mv2中，速度v是物體相對于地面的速度，且動能總是正值C．一定質(zhì)量的物體，動能變化時，速度一定變化，但速度變化時，動能不一定變化D．動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)【答案】AC【解析】動能是物體由于運動而具有的能量，所以運動的物體都有動能．動能是機械能的一種基本形式，A對；Ek＝eq\f(1,2)mv2中的速度v與參考系的選取有關(guān)，但參考系不一定是地面，B錯；速度是矢量，當其只有方向發(fā)生變化時，動能不變化，此時物體并不處于平衡狀態(tài)，C對，D錯．2.改變物體的質(zhì)量和速度都可改變物體的動能，在下列情況下，物體的動能變化最大的是()A．物體的質(zhì)量不變，運動速度增大到原來的2倍B．物體的速度不變，質(zhì)量增大到原來的2倍C．物體的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，運動速度減為原來的一半D．物體的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话耄俣仍黾訛樵瓉淼?倍【答案】D【解析】由動能的計算式Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，D正確．3.韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項目奪冠的運動員．他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對他做功1900J，他克服阻力做功100J．韓曉鵬在此過程中()A．重力勢能減小了2000JB．重力勢能減小了1900JC．動能增加了1900JD．動能增加了2000J【答案】B【解析】重力對物體做功為1900J，是正功，則物體重力勢能減小了1900J，故A錯誤，B正確；外力對物體所做的總功為W總＝WG＋W阻＝1900J－100J＝1800J，是正功，根據(jù)動能定理得：動能增加了1800J，故C、D錯誤．4.一質(zhì)量為0.1kg的小球，以5m/s的速度在光滑水平面上勻速運動，與豎直墻壁碰撞后以原速率反彈，若以彈回的速度方向為正方向，則小球碰墻過程中速度的變化和動能的變化分別是()A．Δv＝10m/s B．Δv＝0C．ΔEk＝1J D．ΔEk＝0【答案】AD【解析】弄清速度的變化是矢量而動能的變化是標量，是分析問題的關(guān)鍵．由于速度是矢量，故Δv＝v2－v1＝5m/s－(－5m/s)＝10m/s.而動能是標量，初、末狀態(tài)的速度大小相等，故動能相等，因此ΔEk＝0.故選A、D.5.下列關(guān)于運動物體所受合力做功和動能變化的關(guān)系正確的是()A．如果物體所受合力為0，則合力對物體做的功一定為0B．如果合力對物體所做的功為0，則合力一定為0C．物體在合力作用下做變速運動，動能一定發(fā)生變化D．物體的動能不變，所受合力一定為0【答案】A【解析】由功的定義可知，選項A正確；如果合力做的功為0，但合力不一定為0，例如物體的合力和運動方向垂直而不做功，選項B錯誤；物體做變速運動可能是速度方向變化而速度大小不變，所以，做變速運動的物體，動能可能不變，選項C錯誤；物體動能不變，只能說合力不做功，但合力不一定為0，選項D錯誤．6.取水平地面為重力勢能零點。一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點其動能與重力勢能恰好相等。不計空氣阻力，該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角為（） B． C． D．【答案】B【解析】設(shè)物塊的初速度為v0，質(zhì)量為m，依題意有設(shè)物塊落地瞬間水平速度分量為vx，豎直速度分量為vy，則根據(jù)平拋運動的規(guī)律可得,即,所以物塊落地時速度方向與水平方向夾角為,故選B。7．速度，其實也是一種破壞力！一只0.40kg的飛鳥在空中與速度為900km/h的飛機相撞后嵌到了飛機上，則可估算出飛機對飛鳥做的功約為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】飛鳥的初速度相比飛機速度可忽略不計，所以根據(jù)動能定理得故選B。8．港珠澳大橋是中國境內(nèi)一座連接香港、珠海和澳門的橋隧工程。2018年10月24日上午9時正式通車。大橋設(shè)計使用壽命120年，可抵御8級地震、16級臺風、允許30萬噸級油輪通過。假設(shè)一艘質(zhì)量為m的輪船由于失控，以速度v撞向大橋（大橋無損），最后沒有反彈而停下來，事故勘察測量發(fā)現(xiàn)輪船迎面相撞處下凹深度d，據(jù)此估算出船對橋的平均撞擊力F，關(guān)于F的表達式正確的是（）A． B． C． D．Mv【答案】B【解析】根據(jù)動能定理可得解得故A正確，BCD錯誤。故選A。9.如圖所示，質(zhì)量為m的小車在水平恒力F的推動下，從山坡(粗糙)底部A處由靜止開始運動至高為h的坡頂B，獲得的速度為v，A、B之間的水平距離為x，重力加速度為g。下列說法正確的是()A．小車克服重力所做的功是mghB．合外力對小車做的功是eq\f(1,2)mv2C．推力對小車做的功是eq\f(1,2)mv2＋mghD．阻力對小車做的功是eq\f(1,2)mv2＋mgh－Fx【答案】ABD【解析】小車克服重力做功W＝mgh，A正確；由動能定理可知，小車受到的合力所做的功等于小車動能的增量，即W合＝ΔEk＝eq\f(1,2)mv2，B正確；由動能定理可知，W合＝W推＋W重＋W阻＝eq\f(1,2)mv2，所以推力做的功W推＝eq\f(1,2)mv2－W阻－W重＝eq\f(1,2)mv2＋mgh－W阻，C錯誤；阻力對小車做的功W阻＝eq\f(1,2)mv2－W推－W重＝eq\f(1,2)mv2＋mgh－Fx，D正確。10．如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一小球向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面。設(shè)小球在斜面最低點A的速度為v，壓縮彈簧至C點時彈簧最短，C點距地面高度為h，不計小球與彈簧碰撞過程中的能量損失，則彈簧被壓縮至C點過程中，彈簧對小球做的功為（）A．mgh-mv2 B．mv2-mgh C．mgh＋mv2 D．mgh【答案】ABD【解析】小球從A點運動到C點的過程中，重力和彈簧彈力對小球做負功，由于斜面支持力與位移方向始終垂直，則支持力對小球不做功，由動能定理可得重力做功為則彈簧彈力對小球做的功為故選A。11．一物體沿直線運動的圖像如圖所示，已知在第1秒內(nèi)合外力對物體做的功為，則（）A．從第1秒末到第2秒末合外力做功為B．從第3秒末到第5秒末合外力做功為C．從第5秒末到第7秒末合外力做功為D．從第4秒末到第5秒末合外力做功為【答案】ABD【解析】A．物體在第1秒末到第2秒末做勻速直線運動，合力為零，合外力做功為零，故A錯誤；B．從第3秒末到第5秒末動能的變化量與第1秒內(nèi)動能的變化量相反，合外力做的功相反，等于－W，故B錯誤；C．從第5秒末到第7秒末動能的變化量與第1秒內(nèi)動能的變化量相同，合外力做功相同，即為W，故C錯誤；D．第4秒末到第5秒末動能變化量為負值，物體的速度由最大值的變到零，則動能變化量的大小等于動能最大值的，即為第1秒內(nèi)動能變化量的，則合外力做功為－0.25W，故D正確。故選D。非選擇題12．質(zhì)量為m=4kg的小物塊靜止于水平地面上的A點，現(xiàn)用F=10N的水平恒力拉動物塊一段時間后撤去，物塊繼續(xù)滑動一段位移停在B點，A、B兩點相距x=20m，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)，g取，求：（1）物塊在力F作用過程發(fā)生位移的大??；（2）整個過程中物體運動的最大速度的大??；（3）撤去力F后物塊繼續(xù)滑動的時間t?！敬鸢浮浚?）16m；（2）4m/s；（3）2s【解析】（1）對全過程，根據(jù)動能定理有解得x1=16m（2）物體運動x1=16m時，運動的速度最大，根據(jù)動能定理有解得v=4m/s（3）撤去力F后，根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)運動學規(guī)律解得t=2s13．某大學生研制