2017-2021北京重點校高一(下)期末物理匯編：動能和動能定理

19/192017-2021北京重點校高一（下）期末物理匯編動能和動能定理一、單選題1．（2020·北京·101中學高一期末）一汽車啟動后沿水平公路勻加速行駛，速度達到vm后關(guān)閉發(fā)動機，滑行一段時間后停止運動，其v－t圖像如圖所示。設(shè)行駛中發(fā)動機的牽引力大小為F，摩擦阻力大小為f，牽引力所做的功為W1，克服摩擦阻力所做的功為W2，則（）A．F∶f＝2∶1 B．F∶f＝3∶1C．W1∶W2＝4∶1 D．W1∶W2＝1∶12．（2020·北京·清華附中高一期末）質(zhì)量m=2kg的物塊放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由靜止開始運動，物塊動能Ek與其發(fā)生位移x之間的關(guān)系如圖所示。已知物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，g取10m/s2，則下列說法中正確的是（）A．x=1m時物塊的速度大小為2m/sB．x=3m時物塊的加速度大小為3m/s2C．在前2m的運動過程中物塊所經(jīng)歷的時間為2sD．在前6m的運動過程中拉力對物塊做的功為24J3．（2020·北京·清華附中高一期末）如圖所示，質(zhì)量為m的蹦極運動員從蹦極臺上躍下。設(shè)運動員由靜止開始下落，且下落過程中（蹦極繩被拉直之前）所受阻力恒定，且下落的加速度為。在運動員下落h的過程中（蹦極繩未拉直），下列說法正確的是（）A．運動員克服阻力所做的功為B．運動員的重力勢能減少了C．運動員的機械能減少了D．運動員的動能增加了4．（2018·北京師大附中高一期末）如圖所示，跳水運動員最后踏板的過程可以簡化為下述模型：運動員從高處落到處于自然狀態(tài)的跳板（A位置）上，隨跳板一同向下做變速運動到達最低點（B立置）．對于運動員從開始與跳板接觸到運動至最低點的過程，下列說法中正確的是A．運動員到達最低點時，其所受外力的合力為零B．在這個過程中，運動員的動能一直在減小C．在這個過程中，跳板的彈性勢能先增加再減小D．在這個過程中，運動員所受重力對她做功的絕對值小于跳板的作用力對她做功的絕對值二、多選題5．（2020·北京師大附中高一期末）如圖所示，一個物體由靜止開始，從A點出發(fā)分別經(jīng)三個不同的光滑斜面下滑到同一水平面上的C1、C2、C3處。下列說法正確的是（）A．物體在C1、C2、C3處的動能相同B．物體沿AC3下滑所需時間最長C．物體沿AC2下滑時加速度最大D．物體沿AC3下滑時重力的平均功率最大6．（2021·北京·101中學高一期末）如圖，人們有時用“打夯”的方式把松散的地面夯實。設(shè)某次打夯經(jīng)過以下過程：兩人同時通過繩子對重物各施加一個恒力，力的大小均為300N，方向都與豎直方向成37°，重物離開地面50cm時人停止施力，之后重物先上升，再自由下落把地面砸深10cm。已知重物的質(zhì)量為40kg，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。忽略空氣阻力，則（）A．繩子對重物所做的功為180JB．重物距離地面的最大高度為60cmC．從人停止施力到重物接觸地面之前的過程，重物的機械能守恒D．重物對地面平均沖擊力的大小為2000N7．（2020·北京·101中學高一期末）如圖所示，擺球質(zhì)量為m，懸線的長為L，把懸線拉到水平位置A后放手。擺球運動過程中所受空氣阻力F阻大小不變，且其方向始終與擺球速度方向相反，擺球運動到最低點后繼續(xù)向左擺動，則擺球由A運動到最低點B的過程中，下列說法正確的是（）A．重力做功為mgLB．繩的拉力做功為0C．空氣阻力(F阻)做功為-mgLD．空氣阻力(F阻)做功8．（2019·北京四中高一期末）如圖為兩個高度相同、傾角不同的光滑斜面．讓質(zhì)量相同的兩個物體分別沿兩個斜面由靜止從頂端運動到底端．在此過程中，兩個物體的（）A．重力的沖量相同B．重力的平均功率相同C．合力所做的功相同D．合力的沖量大小相同9．（2019·北京師大附中高一期末）質(zhì)量為m的小球從距地面高H處的A點由靜止釋放，經(jīng)過時間t1后落入泥潭，由于受到阻力f的作用，小球又經(jīng)t2時間后靜止于泥潭中，已知小球在泥潭中下降的距離為h，重力加速度為g，小球剛接觸泥潭的速度為v，不計空氣阻力，關(guān)于小球的下落過程，下列分析正確的是（）A．對小球自由下落的過程，由動量定理可有B．對小球自由下落的過程，由機械能守恒可有C．對小球進入泥潭的過程，由動能定理可有D．對小球下落的整個過程，由動能定理可有三、填空題10．（2019·北京四中高一期末）一質(zhì)量為m的物體被人用手由靜止豎直向上以加速度a勻加速提升h，已知重力加速度為g，則提升過程中，物體的重力勢能的變化為____；動能變化為____；機械能變化為___．11．（2018·北京四中高一期末）如圖所示，水平傳送帶的運行速率為v，將質(zhì)量為m的物體輕放到傳送帶的一端，物體隨傳送帶運動到另一端．若傳送帶足夠長，則整個傳送過程中，物體動能的增量為_________，由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為_________．四、解答題12．（2021·北京·101中學高一期末）動能定理和動量定理不僅適用于質(zhì)點在恒力作用下的運動，也適用于質(zhì)點在變力作用下的運動，這時兩個定理表達式中的力均指平均力，但兩個定理中的平均力的含義不同，在動量定理中的平均力F1是指合力對時間的平均值，動能定理中的平均力F2是指合力對位移的平均值。（1）質(zhì)量為1.0kg的物塊，受變力作用下由靜止開始沿直線運動，在2.0s的時間內(nèi)運動了2.5m的位移，速度達到了2.0m/s。分別應(yīng)用動量定理和動能定理求出平均力F1和F2的值；（2）如圖所示，質(zhì)量為m的物塊，在外力作用下沿直線運動，速度由v0變化到v時，經(jīng)歷的時間為t，發(fā)生的位移為x。分析說明物體的平均速度與v0、v滿足什么條件時，F(xiàn)1和F2是相等的。13．（2020·北京師大附中高一期末）如圖所示，豎直平面內(nèi)固定著一個滑槽軌道，其左半部AB是傾角為θ=37o，高為H=1m的斜槽，右部BC是半徑r=0.4m的光滑圓槽的一部分，OB是其豎直半徑，圓心角為α=60o。兩部分滑槽在B處平滑連接。質(zhì)量為m=0.2kg的小滑塊與斜槽間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3。將小滑塊以初速度從斜槽軌道的最高點A釋放，使其開始沿斜槽下滑，滑塊通過B點時沒有機械能損失。不計空氣阻力，取g=10m/s2，sin37o=0.60，cos37o=0.80，求：（1）小滑塊從A到B克服摩擦力做的功W；（2）小滑塊從C點脫離滑槽后繼續(xù)上升的最大高度h。14．（2020·北京·101中學高一期末）如圖所示，一光滑桿固定在底座上，構(gòu)成支架，放置在水平地面上，光滑桿沿豎直方向，一輕彈簧套在光滑桿上，彈簧勁度系數(shù)為K。一套在桿上的圓環(huán)從距彈簧上端H處由靜止釋放，接觸彈簧后，將彈簧壓縮，接觸過程系統(tǒng)機械能沒有損失，且彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)。已知支架和圓環(huán)的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，不計空氣阻力。（1）如圖所示，取圓環(huán)剛接觸彈簧時的位置為坐標原點O，取豎直向下為正方向，建立x軸。在圓環(huán)壓縮彈簧的過程中，圓環(huán)的位移為x，在圖中畫出彈力F隨位移x變化關(guān)系的圖象，并求出該過程彈簧彈力對圓環(huán)所做的功；（2）求圓環(huán)向下運動過程中的最大動能；（3）當圓環(huán)運動到最低點時，求地面對底座支持力的大小。15．（2020·北京·清華附中高一期末）如圖所示，位于豎直面內(nèi)光滑曲線軌道的最低點的切線沿水平方向，且與一位于同一豎直面內(nèi)、半徑R=0.2m的粗糙圓形軌道的最低點B點平滑連接。有一質(zhì)量為M=0.1kg的滑塊1靜止于B點，另一質(zhì)量m=0.20kg的滑塊2（兩滑塊均可視為質(zhì)點），從位于軌道上的A點由靜止開始滑下，已知A點到B點的高度h=1.8m，滑塊1與滑塊2相撞后粘在一起共同運動，他們恰好能通過圓軌道的最高點C，重力加速度g=10m/s2，空氣阻力可忽略不計，求：（1）兩滑塊相撞前瞬間滑塊2的速度大??；（2）相撞后瞬間，粘在一起的滑塊對圓軌道B點的壓力的大小；（3）粘在一起的滑塊從B點滑至C點的過程中，克服摩擦阻力所做的功。16．（2021·北京二中高一期末）如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊在粗糙水平桌面上做直線運動，經(jīng)距離l后以速度v飛離桌面，最終落在水平地面上。已知l=1.4m，v=3.0m/s，m=0.10kg，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)，桌面高h=0.45m。不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，求（1）小物塊落地點距飛出點的水平距離s；（2）小物塊落地時的動能Ek；（3）小物塊的初速度大小v0。

參考答案1．D【詳解】AB．對汽車，由動量定理得，加速過程（F-f）t=mvm-0減速過程-f（4t-t）=0-mvm解得F：f=4：1故AB錯誤；CD．對整個過程，由動能定理得W1-W2=0-0解得W1：W2=1：1故C錯誤，D正確。故選D。2．C【詳解】A．根據(jù)圖象知，x=1m時，動能為2J，即解得v=m/s故A錯誤。B．對x=2m到x=4m段運用動能定理，有Fx-μmgx=△Ek解得F=6.5N故B錯誤。C．對前2m運用動能定理得Fx-μmgx=△Ek解得F=6N物體的加速度末速度根據(jù)v=at得t=2s故C正確。D．由圖像可得6m處的動能為14J，對全過程運用動能定理得WF-μmgs=△Ek解得WF=38J故D錯誤。故選C。3．D【詳解】B．重力做的功為重力勢能減少了B錯誤；D．由牛頓第二定律知，運動員所受的合力為根據(jù)動能定理D正確；AC．運動員的動能增加了，重力勢能減少了，則機械能減少了根據(jù)功能原理知，運動員克服阻力所做的功等于機械能的減少量為，AC錯誤。故選D。4．D【詳解】從接觸跳板到最低點，彈力一直增大，重力與彈力的合力先減小后增大，最低點合力不為零，A錯誤；加速度的方向先向下后向上，速度先和加速度同向再和加速度反向，可知速度先增大后減小，動能先增大后減小，所以合力先做正功，后做負功，B錯誤；彈力一直向上，位移向下，所以彈力一直做負功，跳板的彈性勢能一直增加，C錯誤；根據(jù)動能定理可得，所以，在這個過程中，運動員所受重力對她做功的絕對值小于跳板的作用力對她做功的絕對值，D正確．5．AD【詳解】A．物體下滑過程中，機械能守恒，則知在C1、C2、C3處的動能相等。故A正確。B．C1、C2、C3處的動能相等，速率相等，則平均速度大小相同，根據(jù)可知，物體沿AC3下滑所需時間最短。故B錯誤。C．設(shè)斜面的傾角為α，由牛頓第二定律得mgsinα=ma得a=gsinα斜面傾角越大，加速度越大，故物體在三個斜面上的運動都是勻加速運動，在AC3上下滑時加速度最大。故C錯誤。D．根據(jù)可知，在AC3上下滑時所用時間最少，則重力的平均功率最大。故D正確。故選AD。6．BC【詳解】A.繩子拉力對重物所做的功為A錯誤；B.重物從離開地面到最高點，由動能定理解得B正確；C.從人停止施力到重物接觸地面之前的過程中，重物只受重力作用，所以重物的機械能守恒，C正確；D.重物從離開地面到把地面砸深停在坑中，整體過程，由動能定理解得由牛頓第三定律，重物對地面平均沖擊力的大小為D錯誤。故選BC。7．ABD【詳解】A．重力的功WG=mgL，故A正確；B．繩子拉力與擺球的速度方向始終垂直，拉力對擺球不做功，故拉力的功為零，故B正確；C．根據(jù)動能定理則即克服空氣阻力做功小于mgh，即空氣阻力做功小于-mgh，故C錯誤；D．空氣阻力與速度方向相反，空氣阻力做負功故D正確；故選ABD。8．CD【詳解】對于任意一個傾角為θ的斜面，設(shè)物體運動的時間為t，則：得：由圖知h相同，而θ不同，則物體運動的時間不同.A.重力的沖量為I=mgt，由于時間t不同，所以重力的沖量不同；故A項不合題意.B.兩斜面重力做功都為WG=mgh，由平均功率公式知，因時間不同可知重力的平均功率不同；故B項不合題意.C.物體下滑過程中，只有重力做功，而重力做功相同，所以合力所做的功相同；故C項符合題意.D.兩物體下滑由動能定理：可得物塊到底端的速度，速度大小相等；根據(jù)動量定理得知合力的沖量等于物體動量的變化量，而初動量為零，則合力的沖量等于物體滑到斜面底端時的動量，即；由圖知，斜面的傾角不同，物體滑到斜面底端時速度方向不同，動量方向則不同，所以動量變化量不同，故合力的沖量大小相同，而合力的沖量方向不同；故D項符合題意.9．ACD【詳解】A.對小球自由下落的過程，小球只受重力作用，由動量定理可有，選項A正確；B.對小球自由下落的過程，由機械能守恒可有，選項B錯誤；C.對小球進入泥潭的過程，由動能定理可有，選項C正確；D.對小球下落的整個過程，由動能定理可有，選項D正確.10．mghmahm(a+g)h【詳解】[1]物體上升高度為h，則重力做負功mgh，重力勢能增加mgh.[2]物體所受合外力為，由動能定理：可得動能變化：[3]由功能關(guān)系除重力以外的力做功衡量機械能變化，由：，可知，則機械能增加.11．；；【詳解】傳送帶足夠長，故物體末速度為v，由動能定理得Ek=Wf=mv2；運動過程中，物體的加速度為a=μg，由v=μgt可得：t=，相對位移為：△x=x傳-x物=vt-=，所以全過程中物體與傳送帶摩擦產(chǎn)生內(nèi)能為：Q=μmg?△x=μmg?=mv2．【點睛】了解研究對象的運動過程是解決問題的前提，工件從靜止到與傳送帶相對靜止這個過程，物塊與傳送帶的位移不等，所以摩擦力對兩者做功大小也不等；系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能等于滑動摩擦力乘以相對位移．12．（1）1.0N，0.8N；（2）【詳解】（1）物塊在加速運動過程中，應(yīng)用動量定理解得N=1.0N物塊在加速運動過程中，應(yīng)用動能定理有解得