2024-2025學(xué)年高中物理第七章7動能和動能定理練習(xí)含解析新人教版必修2

PAGEPAGE107.動能和動能定理基礎(chǔ)鞏固1.下列關(guān)于運動物體所受的合力、合力做功和動能變更的關(guān)系,正確的是()A.假如物體所受的合力為零,那么合力對物體做的功肯定為零B.假如合力對物體做的功為零,則合力肯定為零C.物體在合力作用下做勻變速直線運動,則動能在一段過程中變更量肯定不為零D.假如物體的動能不發(fā)生變更,則物體所受合力肯定是零解析:功是力與物體在力的方向上發(fā)生的位移的乘積,假如物體所受的合力為零,那么合力對物體做的功肯定為零,A正確;假如合力對物體做的功為零,可能是合力不為零,而是物體在力的方向上的位移為零,B錯誤;豎直上拋運動是一種勻變速直線運動,在上升和下降階段經(jīng)過同一位置時動能相等,動能在這段過程中變更量為零,C錯誤;動能不變更,只能說明速度大小不變,但速度方向有可能變更,因此合力不肯定為零,D錯誤。答案:A2.變更汽車的質(zhì)量和速度,都能使汽車的動能發(fā)生變更,在下面幾種狀況中,汽車的動能是原來的2倍的是()A.質(zhì)量不變,速度變?yōu)樵瓉淼?倍B.質(zhì)量和速度都變?yōu)樵瓉淼?倍C.質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍,速度變?yōu)樵瓉淼囊话隓.質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话?速度變?yōu)樵瓉淼?倍解析:由Ek=12mv2知,m不變,v變?yōu)樵瓉淼?倍,Ek變?yōu)樵瓉淼?倍。同理,m和v都變?yōu)樵瓉淼?倍時,Ek變?yōu)樵瓉淼?倍;m變?yōu)樵瓉淼?倍,速度減半時,Ek變?yōu)樵瓉淼囊话?m答案:D3.一足夠長的水平傳送帶以2m/s的恒定速度傳送物體,現(xiàn)將質(zhì)量為2kg的物體輕放在傳送帶上,在被傳送過程中()A.摩擦力對物體做的功為2JB.摩擦力對物體做的功為4JC.物體克服摩擦力做的功為2JD.物體克服摩擦力做的功為4J答案:B4.(多選)一個質(zhì)量為0.3kg的彈性小球,在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墻上,碰撞后小球沿相反方向運動,反彈后的速度大小與碰撞前相同。則碰撞前后小球速度變更量的大小Δv和碰撞過程中墻對小球做功的大小W為()A.Δv=0 B.Δv=12m/sC.W=0 D.W=10.8J解析:速度的變更量的求解是同一條直線上矢量的運算,Δv=vt-v0,求得Δv=12m/s。墻對球的作用力是變力,變力做功,只能利用動能定理進(jìn)行計算,ΔEk=12mvt答案:BC5.右圖為10m跳臺跳水示意圖,運動員從10m高的跳臺跳下,設(shè)水的平均阻力約為其體重的3倍,在粗略估算中,把運動員當(dāng)作質(zhì)點處理,為了保證運動員的人身平安,池水深度至少為(不計空氣阻力)()A.5mB.3m C.7mD.1m解析:設(shè)水的深度為h,由動能定理得mg·(10m+h)-3mgh=0,解得h=5m,選項A正確。答案:A6.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由靜止起先滑下,滑到最低點Q時,對軌道的正壓力為2mg,重力加速度大小為g。質(zhì)點自P滑到Q的過程中,克服摩擦力所做的功為()A.B.C.D.解析:在軌道最低點由向心力公式得F-mg=mv2R,其中F=2mg。質(zhì)點由P到Q的過程中由動能定理得mgR-Wf答案:C7.(多選)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起先運動相同的距離s。如圖所示,甲在光滑平面上,乙在粗糙平面上,則下列關(guān)于力F對甲、乙做的功和甲、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解析:由功的公式可知W=Fs,兩種狀況下力F對甲、乙兩個物體做的功一樣多,選項A錯誤,B正確;依據(jù)動能定理,對甲有Fs=Ek1,對乙有Fs-Ffs=Ek2,可知Ek1>Ek2,即甲物體獲得的動能比乙大,選項C正確,D錯誤。答案:BC8.沿水平方向以速度v飛行的子彈,恰好能射穿豎直方向靠在一起固定著的四塊完全相同的木板。子彈可視為質(zhì)點,若子彈在木板中受到的阻力恒定不變,則子彈射穿第一塊木板時的速度大小為()A.B.C.D.解析:設(shè)子彈所受的阻力大小為Ff,每塊木板的厚度為d,子彈射穿四塊木板的過程中,只有阻力做功,依據(jù)動能定理,有-Ff(4d)=0-12mv2,對于射穿第一塊木板的過程,依據(jù)動能定理,有-F答案:C9.一輛汽車在平直馬路上行駛,受到恒定的阻力作用。已知阻力大小為Ff,汽車的質(zhì)量為m。(1)若汽車在恒定的牽引力F作用下由靜止起先運動,求汽車行駛的距離為s時的速度v和功率P1。(2)若汽車以額定功率由靜止啟動,當(dāng)行駛的時間為t時,速度達(dá)到最大值vm,求汽車的額定功率P0及在時間t內(nèi)運動的位移s'。解析:(1)汽車以恒定牽引力運動,由動能定理得Fs-Ffs=12汽車的功率P1=Fv=F(2)汽車做勻速直線運動時速度達(dá)到最大值,由平衡條件可得,此時的牽引力F'=Ff;由P=Fv可知,汽車的額定功率P0=Fvm=Ffvm,由動能定理得P0t-Ffs'=12mv答案:(1)(2)Ffvmvmt-10.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)μ=0.25,桌面高h(yuǎn)=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。解析:(1)由h=s=vt解得s=0.9m。(2)依據(jù)動能定理mgh=Ek-解得Ek=mgh+1(3)由動能定理-μmgl=故v0==3=4m/s。答案:(1)0.9m(2)0.9J(3)4m/s實力提升1.兩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(dāng)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∶2 B.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=0-12m1v12,-答案:D2.(多選)在一次冰壺競賽中,運動員以肯定的初速度將冰壺沿水平面拋出,由于摩擦阻力的作用,其動能隨位移變更圖線如圖所示,已知冰壺質(zhì)量為19kg,g取10m/s2,則以下說法正確的是()A.μ=0.05 B.μ=0.01C.滑行時間t=5s D.滑行時間t=10s解析:對冰壺由動能定理得-μmgx=0-12mv冰壺運動時:a=μg=0.1m/s2由運動學(xué)公式x=12答案:BD3.如圖所示,在足球賽中,紅隊球員在白隊禁區(qū)旁邊主罰定位球,并將球從球門右上角貼著球門射入,球門高度為h,足球飛入球門的速度為v,足球質(zhì)量為m,則紅隊球員將足球踢出時對足球做的功W為(不計空氣阻力、足球可視為質(zhì)點)()A.B.C.D.解析:依據(jù)動能定理可得W-mgh=所以W=答案:C4.如圖所示,質(zhì)量為m的小球被系在輕繩一端,在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動,運動過程中小球受到空氣阻力的作用。設(shè)某一時刻小球通過軌道的最低點,此時繩子的張力為7mg,此后小球接著做圓周運動,經(jīng)過半個圓周恰好通過最高點,則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功為()A.B.C.D.解析:如題圖所示,小球在最低點A處時由牛頓其次定律可得7mg-mg=m則小球在最高點B處由牛頓其次定律mg=m則小球從A經(jīng)半個圓周到B的過程中由動能定理得W-mg·2R=可得W=-答案:C5.(多選)在某平直馬路上,汽車由靜止起先做勻加速運動,當(dāng)速度達(dá)到某一值時,馬上關(guān)閉發(fā)動機后滑行至停止,其v-t圖像如圖所示。汽車牽引力為F,運動過程中所受的摩擦阻力恒為Ff,全過程中牽引力所做的功為W1,克服摩擦阻力所做的功為W2,則下列關(guān)系中正確的是()A.F∶Ff=4∶1 B.F∶Ff=1∶3C.W1∶W2=4∶3 D.W1∶W2=1∶1解析:依據(jù)題圖可知,汽車加速運動時的加速度a1=v01s,又F-Ff=ma1①,減速時的加速度a2=a13,又Ff=ma2②,由①②可得F∶Ff=4∶1;全過程依據(jù)動能定理有W1-W2=0,所以W答案:AD6.★(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的小車在水平恒力F推動下,從山坡底部A處由靜止起運動至高為h的坡頂B,獲得速度為v,AB的水平距離為s。下列說法正確的是()A.小車克服重力所做的功是mghB.合力對小車做的功是C.推力對小車做的功是Fs-mghD.小車克服阻力做的功是解析:若克服阻力做的功為W,由動能定理可得Fs-mgh-W=12mv2-0,得W=Fs-mgh-12答案:AB7.如圖所示,質(zhì)量m=60kg的高山滑雪運動員,從A點由靜止起先沿滑雪道滑下,從B點水平飛出后又落在與水平面成θ=37°的斜坡上C點。已知A、B兩點間的高度差為hAB=25m,B、C兩點間的距離為s=75m,已知sin37°=0.6,g取10m/s2,求:(1)運動員從B點水平飛出時的速度大小;(2)運動員從A點到B點的過程中克服摩擦力做的功。解析:(1)設(shè)由B到C,運動員做平拋運動的時間為t豎直方向:hBC=ssin37°=水平方向:scos37°=vBt代入數(shù)據(jù),解得vB=20m/s。(2)A到B過程,由動能定理有mghAB+Wf=代入數(shù)據(jù),解得Wf=-3000J所以運動員克服摩擦力所做的功為3000J。答案:(1)20m/s(2)3000J8.如圖所示,傾角θ=37°的斜面底端B平滑連接著半徑r=0.40m的豎直光滑圓軌道。質(zhì)量m=0.50kg的小物塊,從距地面h=2.7m處沿斜面由靜止起先下滑,小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:(1)物塊滑到斜面底端B時的速度大小;(2)物塊運動到圓軌道的最高點A時,對圓軌道的壓力的大小。解析:(1)物塊沿斜面下滑到B的過程中,在重力、支持力和摩擦力的作用下做勻加速運動,設(shè)下滑到達(dá)斜面底端B時的速度為v,則由動能定理可得mgh-μmgcosθ·h所以v=代入數(shù)據(jù)解得v=6.0m/s。(2)設(shè)物塊運動到圓軌道的最高點A時的速度為vA,在A點受到圓軌道的壓力為FN。物塊沿圓軌道上滑到A的過程中由動能定理得-mg·2r=物塊運動到圓軌道的最高點A時,由牛頓其次定律得FN+mg=m由以上兩式代入數(shù)據(jù)解得FN=20N由牛頓第三定律可知,物塊運動到圓軌道的最高點A時,對圓軌道的壓力大小FNA=FN=20N。答案:(1)6.0m/s(2)20N9.★如圖所示,ABCD為一豎直平面的軌道,其中BC水平,A點比BC高出10m,BC長1m,AB和CD軌道光滑,一質(zhì)量為1kg的物體,從A點以4m/s的速度起先運動,經(jīng)過BC后滑到高出C點10.3m的D點速度為零。(g取10m/s2)求:(1)物體與BC軌道間的動摩擦因數(shù);(2)物體第5次經(jīng)過B點時的