（新教材適用）高中物理第八章機械能守恒定律3動能和動能定理課后習(xí)題新人教版

3.動能和動能定理基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于動能定理,下列說法正確的是()A.某過程中合力的總功等于各力做功的絕對值之和B.只要合力對物體做功,物體的動能就一定改變C.在物體動能不改變的過程中,動能定理不適用D.動能定理只適用于受恒力作用而加速運動的過程答案:B解析:公式W=ΔEk中,W為合力做的功,也可以是各力做功的代數(shù)和,A錯誤,B正確。動能不變,只能說明合力做的總功W=0,動能定理仍適用,C錯誤。動能定理既適用于恒力做功,也可適用于變力做功,D錯誤。2.(多選)有甲、乙兩個質(zhì)量相同的物體,用大小相等的力F分別拉它們在水平面上從靜止開始運動相同的距離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對甲、乙兩物體做的功和甲、乙兩物體獲得的動能的說法正確的是()A.力F對甲物體做功多B.力F對甲、乙兩個物體做的功一樣多C.甲物體獲得的動能比乙大D.甲、乙兩個物體獲得的動能相同答案:BC解析:由功的公式W=Flcosα=F·s可知,兩種情況下力F對甲、乙兩個物體做的功一樣多,A錯誤,B正確。根據(jù)動能定理,對甲有Fs=Ek1,對乙有FsFfs=Ek2,可知Ek1>Ek2,即甲物體獲得的動能比乙大,C正確,D錯誤。3.一質(zhì)量為1kg的滑塊以6m/s的初速度在光滑的水平面上向左滑行。從某一時刻起在滑塊上施加一個向右的水平力,經(jīng)過一段時間后,滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴?大小仍為6m/s。在這段時間內(nèi)水平力對滑塊所做的功是()A.0 B.9JC.18J D.無法確定答案:A解析:在這段時間內(nèi)只有水平力對滑塊做功,根據(jù)動能定理可知,W=12m·(6m/s)212m·(6m/s)24.如圖所示,某一足球比賽中,運動員大力踢出的點球恰好擊中橫梁。假定足球擊中橫梁時速度大小為20m/s,足球的質(zhì)量為450g,球門高度約為2.4m,g取10m/s2,不計空氣阻力,則該運動員對足球所做的功的大小約為()A.45J B.90JC.100J D.180J答案:C解析:球門高度約為h=2.4m,對足球從運動員踢球到擊中橫梁的過程,根據(jù)動能定理得Wmgh=12mv20,則W=mgh+12mv2=0.45×10×2.4J+12×0.45×202J=100.8J5.在離地面高為h處豎直上拋一質(zhì)量為m的物塊,拋出時的速度為v0,當(dāng)它落到地面時速度為v,用g表示重力加速度,則在此過程中物塊克服空氣阻力所做的功等于()A.mgh12mv2B.mgh12mv2C.mgh+12mD.mgh+12mv2答案:C解析:設(shè)物塊從剛拋出到正好落地過程空氣阻力做功為Wf,由動能定理可得mgh+Wf=12mv212mv02,可得W克f=Wf6.一架噴氣式飛機,質(zhì)量為m=5×103kg,起飛過程中從靜止開始滑行的路程為x=5.3×102m時(做勻加速直線運動),達到起飛速度v=60m/s,在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重力的k倍(k=0.02),g取10m/s2。求飛機受到的牽引力。答案:1.8×104N解析:以飛機為研究對象,它受到重力、支持力、牽引力和阻力作用,這四個力做的功分別為WG=0,W支=0,W牽=Fx,W阻=kmgx由動能定理得Fxkmgx=12mv2解得F=kmg+mv22x=0.02×5×103×10+5×103×7.如圖所示,質(zhì)量為m的小球自由下落d后,沿豎直面內(nèi)的固定軌道ABC運動,AB段是半徑為d的14光滑圓弧,BC段是直徑為d的粗糙半圓弧(B是軌道的最低點)。小球恰好能運動到C點。(重力加速度為g(1)小球運動到B處時對軌道的壓力大小;(2)小球在BC上運動過程中,摩擦力對小球做的功。答案:(1)5mg(2)34解析:(1)小球下落到B的過程由動能定理得2mgd=12mv在B點FNmg=mv2d,得FN=根據(jù)牛頓第三定律得,FN'=FN=5mg。(2)在C點,mg=mvC2d2。小球從mgd+Wf=12mvC2-12mv能力提升1.(2020·全國卷2)如圖所示,在摩托車越野賽途中的水平路段前方有一個坑,該坑沿摩托車前進方向的水平寬度為3h,其左邊緣a點比右邊緣b點高0.5h。若摩托車經(jīng)過a點時的動能為E1,它會落到坑內(nèi)c點,c與a的水平距離和高度差均為h;若經(jīng)過a點時的動能為E2,該摩托車恰能越過坑到達b點。E2E1A.20 B.18 C.9.0 D.3.0答案:B解析:摩托車做平拋運動,從a到c,h=12gt12,h=v1t1,聯(lián)立可求出v1=gh2;從a到b,0.5h=12gt22,3h=v2t2,聯(lián)立可求出v2=9gh。動能E1=2.物體在合力作用下做直線運動的vt圖像如圖所示,下列表述正確的是()A.在0~1s內(nèi),合力做正功B.在0~2s內(nèi),合力總是做負功C.在1~2s內(nèi),合力不做功D.在0~3s內(nèi),合力總是做正功答案:A解析:由vt圖知,0~1s內(nèi),v增加,動能增加,由動能定理可知合力做正功,A正確。1~2s內(nèi),v減小,動能減小,合力做負功,0~2s內(nèi)合力先做正功,后做負功,整個過程做正功;0~3s內(nèi)合力先做正功,后做負功,整個過程做功為零,B、C、D錯誤。3.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的物體在水平恒力F的推動下,從山坡底部A處由靜止開始運動至高為h的坡頂B處,獲得的速度為v,A、B間的水平距離為s,下列說法正確的是()A.物體克服重力所做的功是mghB.合力對物體做的功是12mvC.推力對物體做的功是FsmghD.物體克服阻力做的功是12mv2答案:AB解析:設(shè)物體克服阻力做的功為W,由動能定理得FsmghW=12mv20,得W=Fsmgh12mv2,故D錯誤。因為F是水平恒力,s是水平位移,推力對物體做的功可由W=Fs計算,故C錯誤。由動能定理知,B正確。物體克服重力所做的功為4.如圖所示,一半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置,軌道兩端等高;質(zhì)量為m的質(zhì)點自軌道端點P由靜止開始滑下,滑到最低點Q時,對軌道的正壓力為2mg,重力加速度為g。質(zhì)點自P滑到Q的過程中,克服摩擦力所做的功為()A.14mgR B.1C.12mgR D.π答案:C解析:在Q點質(zhì)點受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力,兩力的合力充當(dāng)向心力,所以有FNmg=mv2R,FN=2mg,聯(lián)立解得v=gR。質(zhì)點自P滑到Q的過程中,重力做正功,摩擦力做負功,根據(jù)動能定理可得mgRWf=12mv2,解得Wf=12mgR5.(多選)(2021·全國卷Ⅱ)一質(zhì)量為m的物體自傾角為α的固定斜面底端沿斜面向上滑動。該物體開始滑動時動能為Ek,向上滑動一段距離后速度減小為零,此后物體向下滑動,到達斜面底端時動能為Ek5。已知sinα=0.6,重力加速度大小為g。下列說法正確的是(A.物體向上滑動的距離為EB.物體向下滑動時的加速度大小為gC.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)等于0.5D.物體向上滑動所用的時間比向下滑動所用的時間長答案:BC解析:設(shè)物體向上滑動的距離為x,斜面的動摩擦因數(shù)為μ,對物體從斜面底端滑到最高點和從最高點滑到底端的過程用動能定理有0Ek=mgxsinαμmgxcosαEk50=mgxsinαμmgx聯(lián)立解得x=Ekmg,μ=0物體向下滑動的加速度a2=gsinαμgcosα=15g物體向上滑動和向下滑動的距離相同,而向上滑動的加速度a1=gsinα+μgcosα=g,大于向下滑動的加速度a2,由x=12at26.如圖所示,粗糙水平軌道AB與半徑為R的光滑半圓形軌道BC相切于B點,現(xiàn)有質(zhì)量為m的小球(可看作質(zhì)點)以初速度v0=6gR,從A點開始向右運動,并進入半圓形軌道,若小球恰好能到達半圓形軌道的最高點C,最終又落回水平軌道上的A處,重力加速度為g(1)小球落到水平軌道上的A點時速度的大小vA;(2)水平軌道與小球間的動摩擦因數(shù)μ。答案:(1)5(2)0.25解析:(1)由mg=mvC2R,得v從C到A由動能定理得mg·2R=12mvA2-(2)AB的距離為xAB=vCt=gR×2×從A出發(fā)回到A由動能定理得μmgxAB=12mvA2-7.如圖所示,固定在水平地面上的工件,由AB和BD兩部分組成,其中AB部分為光滑的圓弧,圓心為O,∠AOB=37°,圓弧的半徑R=0.5m;BD部分水平,長度為0.2m,C為BD的中點?，F(xiàn)有一質(zhì)量m=1kg、可視為質(zhì)點的物塊從A端由靜止釋放,恰好能運動到D點。g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)求物塊運動到B點時,對工件的壓力大小。(2)為使物塊恰好運動到C點靜止,可以在物塊運動到B點后,對它施加一豎直向下的恒力F,F應(yīng)為多大?答案:(1)14N(2)10N解析:(1)物塊由A運動到B點的過程中,由動能定理有mgR(1cos37°)=12mv解得v2=2gR(1cos37°)=2×10×0.5×(10.8)m2/s2=2