鲁科版必修2第2章 习题课三　动能定理的应用 作业.doc

习题课三动能定理的应用【二维选题表】物理观念科学思维科学探究科学态度与责任动能的认识1(易)动能定理的理解2(易),3(易),8(中),9(中)动能定理的应用6(易)4(易),5(易),7(中),10(中),11(中),12(中),13(中),14(难)基础训练1.(多选)在下列几种情况中,甲、乙两物体的动能相等的是(cd)a.甲的速度是乙的2倍,乙的质量是甲的2倍b.甲的质量是乙的2倍,乙的速度是甲的2倍c.甲的质量是乙的4倍,乙的速度是甲的2倍d.质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动解析:动能是状态量,反映了物体由于运动所处的能量状态,它本身是一个标量,没有方向.根据动能的表达式ek=12mv2可知,如果甲的速度是乙的两倍,质量应为乙的14,故a错;同理可判断b错,c对;又因动能是标量,没有方向,所以只要两者动能大小相等即可,故d对.2. (多选)物体沿直线运动的v-t图象如图所示,已知在第1秒内合外力对物体所做的功为w,则(cd)a.从第1秒末到第3秒末合外力做功为4wb.从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2wc.从第5秒末到第7秒末合外力做功为wd.从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75w解析:设物体在第1秒末速度为v,由动能定理可得在第1秒内合外力做功w=12mv2-0,从第1秒末到第3秒末物体的速度不变,所以合外力做功为w1=0,从第3秒末到第5秒末合外力做功为w2=0-12mv2=-w,从第5秒末到第7秒末合外力做功为w3=12m(-v)2-0=w,第4秒末的速度v4=v2,所以从第3秒末到第4秒末合外力做功w4=12m(v2)2-12mv2=-34w,故选项c,d正确.3.(多选)一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动能可能(abd)a.一直增大b.先逐渐减小至零,再逐渐增大c.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小d.先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大解析:若恒力的方向与初速度的方向相同或两者夹角为锐角,质点一直做加速运动,选项a正确;若恒力的方向与初速度的方向相反,质点先做匀减速运动,再反向做匀加速运动,选项b正确;若恒力方向与初速度方向之间的夹角为钝角(如斜上抛运动),则选项d正确.4.质量为m的金属块,当初速度为v0时,在水平面上滑行的最大距离为s.如果将金属块质量增加到2m,初速度增大到2v0,在同一水平面上该金属块最多能滑行的距离为(c)a.sb.2sc.4sd.8s解析:设金属块与水平面间的动摩擦因数为.则由动能定理得,-mgs=-12mv02,-2mgs=-122m(2v0)2,解得s=4s.c正确.5.篮球比赛中一运动员在某次投篮过程中对篮球做功为w,出手高度为h1,篮筐距地面高度为h2,球的质量为m,不计空气阻力,则篮球进筐时的动能为(a)a.w+mgh1-mgh2b.mgh2-mgh1-wc.mgh1+mgh2-wd.w+mgh2-mgh1解析:投篮过程中,篮球上升的高度h=h2-h1,根据动能定理得w-mgh=ek-0,故篮球进筐时的动能ek=w-mg(h2-h1)=w+mgh1-mgh2,a正确.6. (多选)质量为m的小车在水平恒力f推动下,从山坡(粗糙)底部a处由静止起运动至高为h的坡顶b,获得速度为v,ab之间的水平距离为x,重力加速度为g.下列说法正确的是(abd)a.小车克服重力所做的功是mghb.合外力对小车做的功是12mv2c.推力对小车做的功是12mv2+mghd.阻力对小车做的功是12mv2+mgh-fx解析:小车克服重力做功w=gh=mgh,选项a正确;由动能定理,小车受到的合力做的功等于小车动能的增加,w合=ek=12mv2,选项b正确;由动能定理,w合=w推+w重+w阻=12mv2,所以推力做的功w推=12mv2-w重-w阻=12mv2+mgh-w阻,选项c错误;阻力对小车做的功w阻=12mv2-w重-w推=12mv2+mgh-fx,选项d正确.7.质量为m=4 kg的小物块静止于水平地面上的a点,现用f=10 n的水平恒力拉动物块一段时间后撤去,物块继续滑动一段位移停在b点,a,b两点相距s=20 m,物块与地面间的动摩擦因数=0.2,g取10 m/s2,求:(1)物块在力f作用过程发生位移s1的大小;(2)撤去力f后物块继续滑动的时间t.解析:(1)设物块受到的滑动摩擦力为f,则f=mg,根据动能定理,对物块由a到b整个过程,有fs1-fs=0,代入数据,解得s1=16 m.(2)设刚撤去力f时物块的速度为v,此后物块的加速度为a,滑动的位移为s2,则s2=s-s1,由牛顿第二定律得a=fm,由匀变速直线运动公式得v2=2as2,s2=12vt,代入数据,解得t=2 s.答案:(1)16 m(2)2 s素养提升8.关于动能定理,下列说法中正确的是(d)a.在某过程中,外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和b.只要有力对物体做功,物体的动能就一定改变c.动能定理只适用于直线运动,不适用于曲线运动d.动能定理既适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况解析:外力做的总功等于各个力单独做功的代数和,a错.根据动能定理,决定动能是否改变的是总功,而不是某一个力做的功,b错.动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动;既适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况,c错,d正确.9.(多选)一物体做变速运动时,下列说法正确的有(bd)a.合外力一定对物体做功,使物体动能改变b.物体所受合外力一定不为零c.合外力一定对物体做功,但物体动能可能不变d.物体加速度一定不为零解析:物体的速度发生了变化,则合外力一定不为零,加速度也一定不为零,b,d正确;物体的速度变化,可能是大小不变,方向变化,故动能不一定变化,合外力不一定做功,a,c错误.10.一质量为m的滑块,以速度v在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度变为-2v(方向与原来相反),在这段时间内,水平力所做的功为(a)a.32mv2 b.-32mv2c.52mv2 d.-52mv2解析:由动能定理得w=12m(2v)2-12mv2=32mv2.故a正确.11.某人把质量为0.1 kg的一块小石头,从距地面为5 m的高处以60角斜向上抛出,抛出时的初速度大小为10 m/s,则当石头着地时,其速度大小约为(g取10 m/s2,不计空气阻力)(a)a.14 m/s b.12 m/sc.28 m/s d.20 m/s解析:由动能定理,重力对物体所做的功等于物体动能的变化,则mgh=12mv22-12mv12,v2=v12+2gh=10 m/s14 m/s,a正确.12. 如图所示,物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零,运动中无碰撞能量损失.do是水平面,ab是斜面,初速度为v0的物体从d点出发沿dba滑动到顶点a时速度刚好为零.如果斜面改为ac,让该物体从d点出发沿dca滑动到a点时速度也刚好为零,则此时物体具有的初速度v(b)a.大于v0 b.等于v0c.小于v0 d.决定于斜面的倾角解析:设斜面的倾角为,则滑动摩擦力对物体所做的功为wf=-mgbd-mgcos ab=-mgbd-mgob=-mgod.可见,wf与无关,也就是说,物体从d点出发沿dba或沿dca滑动到a点,滑动摩擦力对物体所做的功相同.根据动能定理,沿dba有wg+wf=0-12mv02;沿dca有wg+wf=0-12mv2,解得v=v0.13.(多选)质量为m的汽车在平直公路上行驶,发动机的功率p和汽车受到的阻力f均恒定不变,在时间t内,汽车的速度由v0增加到最大速度vm,汽车前进的距离为s,则此段时间内发动机所做的功w可表示为(ac)a.w=ptb.w=fsc.w=12mvm2-12mv02+fsd.w=12mvm2+fs解析:由题意知,发动机功率不变,故t时间内发动机做功w=pt,所以a正确;汽车做加速运动,故牵引力大于阻力f,故b错误;根据动能定理w-fs=12mvm2-12mv02,所以c正确,d错误.14.近年来全国多地雾霾频发,且有愈演愈烈的趋势,空气质量问题备受关注,在雾霾天气下,能见度下降,机动车行驶速度降低,道路通行效率下降,对城市快速路、桥梁和高速公路的影响很大.如果路上能见度小于200米,应开启机动车的大灯、雾灯、应急灯,将车速控制在60 km/h以下,并与同道前车保持50米的车距;当能见度小于100米时,驾驶员将车速控制在40 km/h以下,车距控制在100米.已知汽车保持匀速正常行驶时受到地面的阻力为车重的0.1倍,刹车时受到地面的阻力为车重的0.5倍,重力加速度为g=10 m/s2(空气阻力忽略不计),则(1)若汽车在雾霾天行驶的速度为v=54 km/h,则刹车后经过多长时间才会停下来?(2)若前车因故障停在车道上,当质量为m=1 300 kg的后车距已经停止的前车为90 m时紧急刹车,刚好不与前车相撞,则后车正常行驶时的功率为多大?解析:(1)汽车的初速度v=54 km/h=15 m/s,刹车后,由牛