廣西專版2024-2025學(xué)年新教材高中物理第8章機(jī)械能守恒定律3動(dòng)能和動(dòng)能定理課后訓(xùn)練新人教版必修第二冊(cè)

3動(dòng)能和動(dòng)能定理課后·訓(xùn)練提升合格考過關(guān)檢驗(yàn)一、選擇題(第1~4題為單選題,第5~7題為多選題)1.質(zhì)量為4kg的物體A以5m/s的速度向北運(yùn)動(dòng),另一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體B以10m/s的速度向西運(yùn)動(dòng),則下列說法正確的是()A.EkA=EkBB.EkA>EkBC.EkA<EkBD.因運(yùn)動(dòng)方向不同,無(wú)法比較動(dòng)能答案:A解析:依據(jù)Ek=12mv2知,EkA=50J,EkB=50J,而且動(dòng)能是標(biāo)量,所以EkA=EkB2.關(guān)于動(dòng)能定理,下列說法正確的是()A.在某過程中,動(dòng)能的變更等于各個(gè)力單獨(dú)做功的肯定值之和B.只要有力對(duì)物體做功,物體的動(dòng)能就肯定變更C.動(dòng)能定理只適用于直線運(yùn)動(dòng),不適用于曲線運(yùn)動(dòng)D.動(dòng)能定理既適用于恒力做功的狀況,又適用于變力做功的狀況答案:D解析:在某過程中,合力做功等于物體動(dòng)能的變更量,而外力做的總功等于各個(gè)力單獨(dú)做功的代數(shù)和,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;合力做功不為零,物體的動(dòng)能就肯定變更,而不是只要有力對(duì)物體做功,物體的動(dòng)能就肯定變更,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng),也適用于曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;動(dòng)能定理既適用于恒力做功的狀況,也適用于變力做功的狀況,選項(xiàng)D正確。3.一物體的速度為v0時(shí),其動(dòng)能為Ek,當(dāng)其速度變?yōu)?v0時(shí),其動(dòng)能變?yōu)?)A.2Ek B.12EC.4Ek D.14E答案:C解析:由動(dòng)能定義式Ek=12mv2,可知當(dāng)物體的速度增大為原來的2倍時(shí),物體的動(dòng)能變?yōu)镋k'=12m(2v0)2=4E4.質(zhì)量為m的小球,從桌面豎直上拋,桌面離地面的高度為h,小球能達(dá)到的最大高度為h0(距地面),那么小球的初動(dòng)能為()A.mgh0 B.mghC.mg(h0+h) D.mg(h0-h)答案:D解析:設(shè)小球初動(dòng)能為Ek0,從拋出到最高點(diǎn),依據(jù)動(dòng)能定理得,0-Ek0=-mg(h0-h),所以Ek0=mg(h0-h),故選項(xiàng)D正確。5.下列說法正確的是()A.物體的動(dòng)能發(fā)生變更,速度肯定變更B.物體的速度發(fā)生變更,動(dòng)能肯定變更C.物體的合力做了功,動(dòng)能肯定變更D.物體的動(dòng)能增大時(shí),勢(shì)能肯定減小答案:AC解析:物體的動(dòng)能發(fā)生變更,由動(dòng)能的表達(dá)式Ek=12mv2可知,物體的速度大小肯定變更,則速度肯定變更,選項(xiàng)A正確。若物體的速度發(fā)生變更,只是速度方向變更引起的,而速度大小不變,則動(dòng)能不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。依據(jù)動(dòng)能定理W合=ΔEk6.一質(zhì)量為0.1kg的小球,以5m/s的速度在光滑水平面上勻速運(yùn)動(dòng),與豎直墻壁碰撞后以原速率反彈,若以彈回的速度方向?yàn)檎较?則小球碰墻過程中速度的變更和動(dòng)能的變更分別是()A.Δv=10m/s B.Δv=0C.ΔEk=1J D.ΔEk=0答案:AD解析:弄清速度是矢量而動(dòng)能是標(biāo)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(dòng)能是標(biāo)量,初、末狀態(tài)的速度大小相等,故動(dòng)能相等,因此ΔEk=0,故選項(xiàng)A、D正確。7.如圖所示,將質(zhì)量為m的一塊石頭從離地面h'高處由靜止釋放,落入泥潭并陷入泥中h深處,不計(jì)空氣阻力,若h'=3h。則()A.石頭受到泥潭的平均阻力為3mgB.石頭受到泥潭的平均阻力為4mgC.石頭克服阻力所做的功為3mghD.石頭克服阻力所做的功為4mgh答案:BD解析:對(duì)石頭運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程,由動(dòng)能定理可得,mg(h'+h)-Ffh=0-0,又h'=3h解得,石頭受到泥潭的平均阻力為Ff=4mg石頭克服阻力所做的功為Wf=Ffh=4mgh,A、C錯(cuò)誤,B、D正確。二、計(jì)算題8.如圖所示,把質(zhì)量為0.5kg的石塊從某高處以初速度v0=5m/s、沿與水平方向成30°角斜向上拋出,石塊落地速度為v1=15m/s。不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,求:(1)拋出時(shí),人對(duì)石塊做的功W;(2)拋出點(diǎn)離地面的高度h。答案:(1)6.25J(2)10m解析:(1)人對(duì)石塊做的功等于其動(dòng)能增加量,即W=1解得W=6.25J。(2)石塊從拋出到落地過程,由動(dòng)能定理得,mgh=1解得h=10m。等級(jí)考素養(yǎng)提升一、選擇題(第1~4題為單選題,第5~7題為多選題)1.一物體僅在兩個(gè)同向力的共同作用下運(yùn)動(dòng),若這兩個(gè)力對(duì)物體分別做了6J和8J的功,則該物體的動(dòng)能增加了()A.2J B.10JC.14J D.48J答案:C解析:運(yùn)用動(dòng)能定理知ΔEk=W合=6J+8J=14J,所以該物體的動(dòng)能增加了14J,選項(xiàng)C正確。2.如圖所示,物體沿曲面從A點(diǎn)無(wú)初速度滑下,滑至曲面的最低點(diǎn)B時(shí),下滑的高度為5m,速度為6m/s,若物體的質(zhì)量為1kg,g取10m/s2。則下滑過程中物體克服阻力所做的功為()A.50J B.18JC.32J D.0答案:C解析:由動(dòng)能定理得mgh-Wf=12mv2,故Wf=mgh-12mv2=1×10×5J-123.如圖所示,質(zhì)量為m的小車靜止在水平光滑的平臺(tái)上,系在小車上的繩子跨過光滑的定滑輪,由地面的人(示意圖)牽引,已知人以速度v0向右勻速走動(dòng),設(shè)人從地面上平臺(tái)的邊緣起先向右行至繩與水平方向夾角為45°處,在此過程中人對(duì)小車所做的功為()A.12mC.14mv答案:C解析:人在地面上平臺(tái)的邊緣時(shí),小車的速度為零。當(dāng)人向右行至繩與水平方向夾角為45°處時(shí),小車有了肯定的速度,依據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)問,人向右的速度v0可以分解為沿繩子方向的速度v1和垂直于繩子方向的速度v2,如圖所示,其中沿繩子方向的分速度v1就等于小車的速度,則v1=v0cosθ,①對(duì)小車,由動(dòng)能定理得,在此過程中人對(duì)小車所做的功為W=12mv由①②得W=144.如圖所示,小球以初速度v0從A點(diǎn)沿不光滑的軌道運(yùn)動(dòng)到高為h的B點(diǎn)后自動(dòng)返回,其返回途中仍經(jīng)過A點(diǎn),則經(jīng)過A點(diǎn)的速度大小為()A.v02C.v02答案:B解析:設(shè)小球在由A到B的過程中克服阻力做功為W,由A到B的過程中由動(dòng)能定理得12mv02=mgh+W。在小球由B返回到A的過程中,由動(dòng)能定理得mgh-W=125.用力F拉著一個(gè)物體從空中的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中,重力做功-3J,拉力F做功8J,空氣阻力做功-0.5J,則下列推斷正確的是()A.物體的重力勢(shì)能增加了3JB.物體的重力勢(shì)能削減了3JC.物體的動(dòng)能增加了4.5JD.物體的動(dòng)能增加了8J答案:AC解析:因?yàn)橹亓ψ龉?3J,所以重力勢(shì)能增加3J,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;依據(jù)動(dòng)能定理W合=ΔEk,得ΔEk=-3J+8J-0.5J=4.5J,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。6.甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體,用大小相等的力F分別拉它們?cè)谒矫嫔蠌撵o止起先運(yùn)動(dòng)相同的距離s。如圖所示,甲在光滑面上,乙在粗糙面上,則下列關(guān)于力F對(duì)甲、乙兩物體做的功和甲、乙兩物體獲得的動(dòng)能的說法正確的是()A.力F對(duì)甲物體做的功多B.力F對(duì)甲、乙兩個(gè)物體做的功一樣多C.甲物體獲得的動(dòng)能比乙大D.甲、乙兩個(gè)物體獲得的動(dòng)能相同答案:BC解析:由功的公式W=Flcosα=Fs可知,力F對(duì)甲、乙兩個(gè)物體做的功一樣多,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;依據(jù)動(dòng)能定理,對(duì)甲有Fs=Ek1,對(duì)乙有Fs-Ffs=Ek2,可知Ek1>Ek2,即甲物體獲得的動(dòng)能比乙大,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。7.在平直馬路上,汽車由靜止起先做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度達(dá)到vmax后馬上關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直到停止,v-t圖像如圖所示。設(shè)汽車的牽引力為F,摩擦力為Ff,全過程中牽引力做功W1,克服摩擦力做功W2,則()A.F∶Ff=1∶3 B.F∶Ff=4∶1C.W1∶W2=1∶1 D.W1∶W2=1∶3答案:BC解析:全過程初、末狀態(tài)的動(dòng)能都為零,對(duì)全過程應(yīng)用動(dòng)能定理得W1-W2=0①即W1=W2,C正確。設(shè)物體在0~1s內(nèi)和1~4s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大小分別為s1、s2,則W1=Fs1②W2=Ff(s1+s2)③在v-t圖像中,圖像與時(shí)間軸包圍的面積表示位移,由圖像可知,s2=3s1④由②③④式解得F∶Ff=4∶1,選項(xiàng)B正確。二、計(jì)算題8.一個(gè)人站在距地面20m的高處,將質(zhì)量為0.2kg的石塊以v0=12m/s的速度斜向上拋出,石塊的初速度方向與水平方向之間的夾角為30°,g取10m/s2。(1)人拋石塊過程中對(duì)石塊做了多少功?(2)若不計(jì)空氣阻力,石塊落地時(shí)的速度大小是多少?(3)若落地時(shí)的速度大小為22m/s,石塊在空中運(yùn)動(dòng)過程中克服阻力做了多少功?答案:(1)14.4J(2)23.32m/s(3)6J解析:(1)依據(jù)動(dòng)能定理知,W=12mv0(2)不計(jì)空氣阻力,依據(jù)動(dòng)能定理得mgh=1解得v1=v02+2g(3)由動(dòng)能定理得mgh-Wf=m解得Wf=mgh-mv29.冰壺競(jìng)賽的場(chǎng)地如圖所示,假設(shè)質(zhì)量為m的冰壺在運(yùn)動(dòng)員的操控下,先從起滑架A點(diǎn)由靜止起先加速啟動(dòng),經(jīng)過投擲線B時(shí)釋放,以后勻減速自由滑行剛好能滑至營(yíng)壘中心O停下。已知A、B相距l(xiāng)1,B、O相距l(xiāng)2,冰壺與冰面各處的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g。求:(1)冰壺運(yùn)動(dòng)的最大速度vmax;(2)在AB段,運(yùn)動(dòng)員水平推冰壺做