【導學案】2021年高中物理人教版必修二教師用書-7.7-動能和動能定理-配套練習

1.下面有關(guān)動能的說法正確的是()。A.物體只有做勻速運動時,動能才不變B.物體做平拋運動時,水平方向速度不變,動能不變C.物體做自由落體運動時,重力做功,物體的動能增加D.物體的動能變化時,速度不肯定變化,速度變化時,動能肯定變化【解析】物體只要速率不變,動能就不變,A錯;做平拋運動的物體速度增大,動能增大,B錯;物體做自由落體運動時,其合力等于重力,重力做功,物體的動能增加,故C選項正確;物體的動能變化時,速度的大小肯定變化,故D錯。【答案】C2.兩輛汽車在同一平直路面上行駛,它們的質(zhì)量之比m1∶m2=1∶2,速度之比v1∶v2=2∶1。當兩車急剎車后,甲車滑行的最大距離為l1,乙車滑行的最大距離為l2,設(shè)兩車與路面間的動摩擦因數(shù)相等,不計空氣阻力,則()。A.l1∶l2=1∶2B.l1∶l2=1∶1C.l1∶l2=2∶1 D.l1∶l2=4∶1【解析】由動能定理,對兩車分別列式:-F1l1=0-m1,-F2l2=0F1=μm1g,F2=μm由以上四式聯(lián)立得l1∶l2=4∶1故選項D是正確的?！敬鸢浮緿3.起重機將物體由靜止舉高h時,物體的速度為v,下列各種說法中正確的是(不計空氣阻力)()。A.拉力對物體所做的功等于物體動能和勢能的增量B.拉力對物體所做的功等于物體動能的增量C.拉力對物體所做的功等于物體勢能的增量D.物體克服重力所做的功大于物體勢能的增量【解析】依據(jù)動能定理WF-WG=mv2,WG=mgh,所以WF=mv2+mgh,選項A正確,B、C錯誤;物體克服重力所做的功等于物體重力勢能的增量,D選項錯誤?！敬鸢浮緼4.如圖所示,質(zhì)量m=1kg、長L=0.8m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上,其右端與桌子邊緣相平,板與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4。現(xiàn)用F=5N的水平力向右推薄板,使它翻下桌子,則力F做的功至少應為(g取10m/s2)(A.1JB.1.6JC.2JD.4J【解析】力F做功最少時,薄板剛好一半被推出桌面。依據(jù)動能定理,有WF-μmg·=0,解得WF=1.6J,所以選項B正確。【答案】B5.有一質(zhì)量為m的木塊,從半徑為r的圓弧曲面上的a點滑向b點,如圖所示。假如由于摩擦使木塊的運動速率保持不變,則以下敘述正確的是()。A.木塊所受的合外力為零B.因木塊所受的力都不對其做功,所以合外力的功為零C.重力和摩擦力的總功為零D.重力和摩擦力的合力為零【解析】物體做曲線運動,速度方向變化,加速度不為零,合外力不為零,A錯。速率不變,動能不變,由動能定理知,合外力做功為零,支持力始終不做功,重力做正功,所以重力做的正功與阻力做的負功代數(shù)和為零,但重力和阻力的合力不為零,C對,B、D錯。【答案】C6.物體在合外力作用下做直線運動的v-t圖象如圖所示。下列表述正確的是()。A.在0~1s內(nèi),合外力做正功B.在0~2s內(nèi),合外力總是做負功C.在1s~2s內(nèi),合外力不做功D.在0~3s內(nèi),合外力總是做正功【解析】由v-t圖知0~1s內(nèi),v增大,動能增加,由動能定理可知合外力做正功,A對。1s~2s內(nèi)v減小,動能削減,合外力做負功,可見B、C、D錯?！敬鸢浮緼7.如圖所示,一半徑為R的光滑圓弧軌道與水平面相切,一小球與圓弧軌道的底端相距為x,現(xiàn)給小球一初速度,它恰能通過圓弧軌道的最高點。已知小球與水平面的動摩擦因數(shù)為μ,求小球初速度的大小?！窘馕觥吭O(shè)小球在最高點時的速度為v,有mg=m小球從開頭運動到圓弧軌道的最高點,在水平面上運動時滑動摩擦力做負功,在圓弧軌道上運動時重力做負功,設(shè)小球的初速度為v0,由動能定理,得-μmgx-2mgR=mv2-m兩式聯(lián)立解得v0=。【答案】8.一輛汽車以v1=6m/s的速度沿水平路面行駛,急剎車后能滑行x1=3.6m;假如以v2=8m/s的速度行駛,在同樣路面上急剎車后滑行的距離x2應為(A.6.4m B.5.6m【解析】急剎車后,車只受摩擦力的作用,且兩種狀況下摩擦力大小是相同的,汽車的末速度均為零設(shè)摩擦力為f,據(jù)動能定理得:-fx1=0-m,-fx2=0-m二式相除,得:=故汽車滑行距離x2=·x1=()2×3.6m=【答案】A9.若電動小車在平直的水泥路上從靜止開頭加速行駛,經(jīng)過時間t前進距離s,速度達到最大值vm,設(shè)這一過程中電動機的功率恒為P,小車所受阻力恒為F,那么下列說法正確的是()。A.這段時間內(nèi)小車先勻加速運動,然后勻速運動B.這段時間內(nèi)電動機所做的功大于PtC.這段時間內(nèi)電動機所做的功為mD.這段時間內(nèi)電動機所做的功為Fs+m【解析】小車電動機的功率不變,故加速階段的合力漸漸減小,小車的加速度漸漸減小,當加速度為零時,速度達到最大值,選項A錯誤;功率不變,則電動機做的功W=Pt,選項B錯誤;小車運動過程中摩擦力和牽引力做功,則由動能定理得:W-Fs=m,選項C錯誤、D正確?！敬鸢浮緿10.如圖所示,卷揚機的繩索通過定滑輪用力F拉位于粗糙斜面上的木箱,使之沿斜面加速向上移動。在移動過程中,下列說法正確的是()。A.F對木箱做的功等于木箱增加的動能與木箱克服摩擦力所做的功之和B.F對木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C.木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢能D.F對木箱做的功等于木箱增加的機械能與木箱克服摩擦力做的功之和【解析】木箱加速上滑的過程中,拉力F做正功,重力和摩擦力做負功。支持力不做功,由動能定理得:WF-WG-Wf=mv2,即WF=WG+Wf+mv2,故選項A、B錯誤;又因克服重力做功WG等于物體重力勢能的增加,所以WF=ΔEp+ΔEk+Wf,故選項C、D正確?！敬鸢浮緾D11.如圖所示,斜面AB和水平面BC是由同一板材上截下的兩段,在B處用小圓弧連接。將小鐵塊(可視為質(zhì)點)從A處由靜止釋放后,它沿斜面對下滑行,進入平面,最終靜止于P處。若從該板材上再截下一段,擱置在A、P之間,構(gòu)成一個新的斜面,再將鐵塊放回A處,并輕推一下使之沿新斜面對下滑動,則關(guān)于此狀況下鐵塊運動狀況的描述,下列說法正確的是()。A.鐵塊肯定能夠到達P點B.鐵塊的初速度必需足夠大才能到達P點C.鐵塊能否到達P點與鐵塊質(zhì)量有關(guān)D.鐵塊能否到達P點與鐵塊質(zhì)量無關(guān)【解析】設(shè)AB=x1,BP=x2,AP=x3,動摩擦因數(shù)為μ,由動能定理得:mgx1sinα-μmgx1cosα-μmgx2=0,可得:mgx1sinα=μmg(x1cosα+x2)。設(shè)沿AP滑到P的速度為vP,由動能定理得:mgx1sinα-μmgcosβ·x3=m,因x1cosα+x2=x3cosβ,故得:vP=0,也即鐵塊恰好沿AP滑到P點,且能否達到P點與鐵塊質(zhì)量無關(guān),故選項A、D正確?！敬鸢浮緼D12.如圖所示,有一個質(zhì)量m=0.05kg的小滑塊靜止在高度h=1.25m的水平桌面上,小滑塊到桌子右邊緣的距離s=1.0m,小滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.35,重力加速度g=10m/s2【解析】設(shè)小滑塊滑動到桌面右邊緣時的速度為v1,由動能定理得:-μmgs=-設(shè)小滑塊在桌面上滑動的時間為t1,加速度大小為a,則有t1=,a=μg設(shè)小滑塊離開桌面做平拋運動的時間為t2,則有h=g小滑塊由初速度v0開頭運動直至落到地面所用的時間t=t1+t2聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)得t≈0.79s?！敬鸢浮?.79s13.一個物體從斜面上高h處由靜止滑下并緊接著在水平面上滑行一段距離后停止,測得停止處與動身點的水平距離為s,不考慮物體滑至斜面底端的碰撞作用,并認為斜面與水平面對物體的動摩擦因數(shù)相同,求動摩擦因數(shù)μ。【解析】以物體為爭辯對象,它從靜止開頭運動,最終又靜止在水平面上,全過程中物體的動能沒有變化,即ΔEk=0,因此可以從全過程中各力的總功與物體動能的變化上找出聯(lián)系。設(shè)該面傾角為α,斜坡長為l,則物體沿斜面下滑時,重力和摩擦力在斜面上做的功分別為WG=mglsinα=mgh,=-μmglcosα物體在平面上滑行時僅有摩擦力做功,重力和支持力不做功。設(shè)平面上滑行距離為s2,則=-μmgs2整個運動過程中全部外力的功為:W=WG++=mglsinα-μmglcosα-μmgs2對物體在全過程中應用動能定理:W合=ΔEk,即mglsinα-μmglcosα-μmgs2=0得h-μs1-μs2=0式中s1=lcosα為斜面底端與物體初位置間的水平距離,故μ==?！敬鸢浮?4.總質(zhì)量為80kg的跳傘運動員從離地500m的直升機上跳下,經(jīng)過2s拉開繩索開啟降落傘,圖示是跳傘過程的v-t圖象,試依據(jù)圖象求:(g取10m/s2)(1)t=1s時運動員的加速度和所受阻力的大小。(2)估算14s內(nèi)運動員下落的高度及克服阻力做的功。(3)估算運動員從飛機上跳下到著地的總時間。【解析】(1)從圖中可以看出,在0~2s內(nèi)運動員做勻加速運動,其加速度大小:a==m/s2=8m/s2設(shè)此過程中運動員受到的阻力大小為Ff,依據(jù)牛頓其次定律,有mg-Ff=ma得Ff=m(g-a)=80×(10-8)N=160N。(2)從圖中估算得出運動員在14s內(nèi)下落的高度h=40