【分层练习】《动能和动能定理》（人教）.docx

7.7动能和动能定理同步练习合肥八中 容兰老师 基础题1起重机以恒定功率P，将原来静止在地面上质量为m的货物提升H高度，这时物体速度达到，在这个过程中（ ）A. 货物上升做匀变速直线运动 B. 货物上升的平均速度大于C. 起重机对货物做功大于 D. 合外力对物体做功m22高空作业须系安全带，如果质量为的高空作业人员不慎跌落。从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前，人下落高度为，运动时间为（可视为自由落体运动，重力加速度为）。此后经历时间安全带达到最大伸长量。下列说法正确的是A. 下落过程中的最大加速度大于B. 下落过程中安全带的最大弹性势能为C. 下落过程中安全带对人的平均作用力大小为，方向向上D. 下落过程中的最大速度为3如图a，点电荷固定在绝缘水平面上x轴的原点O，轴上各点电势与x的关系如图b。可视为质点的滑块质量为0.05kg、电荷量为+8.010-9C，从x=0.2m处由静止释放，到达x=0.4m处时速度达到最大。已知滑块与水平面间的动摩擦因数=0.01，g=10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在x=0.4m处滑块A. 所受电场力大小为5.010-3NB. 所在位置的电势为4.0105VC. 电势能为2.010-3JD. 速度大小为0.2m/s4质点所受的合外力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上，已知t=0时质点的速度为0，1s末速度为v1，2s末速度为v2，在第1s时间内力F对质点做的功为W1，第2s时间内力F对质点做的功为W2，关于质点的运动，下列说法正确的是（）A. 质点在1s末动能最 B. 质点在4s末离出发点最远C. v2=2v1 D. W2=4W15如图所示，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率v1匀速向右运动，一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左的速率v2(v2v1)滑上传送带，最后滑块返回传送带的右端。关于这一过程的下列判靳，正确的有A. 滑块返回传送带右端的速率为v2B. 此过程中传送带对滑块做功为12mv12-12mv22C. 此过程中由于放物块电动机对传送带多做的功为2mv12D. 此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为12m（v12+v22）6如图所示，传送带与水平面之间的夹角为30，传送带两端A、B间的距离为l5m，传送带在电动机的带动下以v1m/s的速度沿顺时针方向匀速运动，现将一质量为m10kg的小物体（可视为质点）轻放在传送带上的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数，在传送带将小物体从A点输送到B点的过程中（g取10m/s2）A. 小物体在传送带上运动的时间为5sB. 传送带对小物体做的功为255 JC. 电动机做的功为255JD. 小物体与传送带间因摩擦产生的热量为15J7如图所示，置于竖直平面内的AB光滑杆，它是以初速为v0，水平射程为s的平抛运动轨迹制成的，A端为抛出点，B端为落地点现将一小球套于其上，由静止开始从轨道A端滑下，重力加速度为g则下列说法正确的是（）A. A端距离地面的高度为B. 小球运动至B端时其水平方向的速度大小为v0C. 小球从A端运动至B端的时间为D. 小球运动至B端的速率为8关于动能,下列说法正确的是( )A. 公式Ek=12mv2中的速度v通常是物体相对于地面的速度B. 如果物体的速度有变化，其动能也一定发生变化C. 动能的大小由物体的质量和速率决定,与物体运动的方向无关D. 物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动,其动能不同9一个人站在阳台上，以相同的速度v0分别把三个小球竖直上抛，竖直下抛，水平抛出，不计空气阻力，关于三球落地的速率下列说法中正确的是（ ）A. 上抛球最大 B. 下抛球最大C. 平抛球最大 D. 三个球一样大10光滑水平面上有一可看做质点的物体，由静止开始先做加速度为a1的匀加速直线运动，经过一段时间后动能为Ek1；然后做加速度为a2的匀减速直线运动，经过相同时间后物体恰好回到初始位置，动能为Ek2。下列说法正确的是A. a1a2 B. a22a1 C. Ek22 Ek1 D. Ek24 Ek1 能力题11如图所示，一物体以6J的初动能从A点沿AB圆弧下滑，滑到B点时动能仍为6J，若物体以8J的初动能从A点沿同一路线滑到B点，则物体到B点时的动能是A. 小于8J B. 等于8J C. 大于8J D. 不能确定12如图所示，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P，它与容器内壁间的动摩擦因数为，由静止释放的质点P下滑到最低点时，向心加速度的大小为a。重力加速度大小为g。则此时A. 质点P处于失重状态B. 质点P受到的摩擦力大小为mgC. 容器对质点P的支持力大小为ma+mgD. 质点P的动能为mgR13沿水平方向以速度v飞行的子弹，恰好能射穿竖直方向靠在一起固定着的四块完全相同的木板。子弹可视为质点，若子弹在木板中受到的阻力恒定不变，则子弹射穿第一块木板时的速度大小为（ ）A. B. C. D. 14如图所示，相同质量的物块由静止从底边长相同、倾角不同的斜面最高处下滑到底面，下面说法不正确的是（ ）A. 若物块与斜面之间的动摩擦因数相同，物块损失的机械能相同B. 若物块与斜面之间的动摩擦因数相同，物块到达底面时的动能一定不相同C. 若物块到达底面时的动能相同，物块与倾角大的斜面间的动摩擦因数大D. 若物块到达底面时的动能相同，物块与倾角小的斜面间的动摩擦因数大15如图所示在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，并将球从球门右上角贴着球门射入，球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球质量为m，则红队球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力、足球可视为质点)() A. mv2 B. mghC. mv2mgh D. mv2mgh16动能相同的两个物体的质量分别为，且。若他们分别在恒定的阻力的作用下，经过相同的时间停下，发生的位移分别为，则A. B. C. D. 17如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数相同，物体滑至斜面底部C点时的动能分别为E1和E2，下滑过程中克服摩擦力所做功分别为W1和W2，则 ()A. E1E2，W1W2C. E1W2D. E1E2，W1W218如图所示，一个可视为质点的物块，质量为m=lkg，从光滑四分之一圆弧轨道顶端由静止滑下，到达底端时恰好进入与圆弧轨道底端相切的水平传送带，传送带由电动机驱动着匀速逆时针转动，速度大小为v=3m/s.已知圆弧轨道半径R=0.45m，物块与传送带间的动摩擦因数为=0.1，两皮带轮之间的距离为L=4m，物块滑到圆弧轨道底端时对轨道的作用力为F，物块与传送带摩擦产生的热量为Q.重力加速度取g=10m/s2.下列说法正确的是A. F=10N B. F=20N C. Q=10J D. Q=4J19一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动。在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的，重力加速度g取10 ms2。下列说法正确的是 ( )A. 该汽车的质量为3 000 kgB. v0=6msC. 在前5s内，阻力对汽车所做的功为25kJD. 在515s内，汽车的位移大小约为67.19m20甲、乙两辆汽车的质量之比m1：m2=2：1，它们刹车时的初动能相同，若它们与水平地面之间的动摩擦因数相同，则它们滑行的距离之比s1：s2等于（）A. 1：1 B. 1：2C. 1：4 D. 4：1 提升题21一列质量为m=5.0105kg的列车,在平直的轨道上以额定功率3000kW加速行驶，速度由10m/s经过2min加速到最大速度30m/s，试求（1）列车所受到的阻力f是多少？（2）在这段时间内列车前进的距离l是多少?22半径R=1m的1/4圆弧轨道下端与一水平轨道相连，水平轨道距离地面h=1m，如图所示，一质量为m=1.0kg的小滑块自轨道最高点A由静止开始滑下，经过水平轨道末端B点时速度为v0=4m/s，滑块离开B点后最终落在地面上(g取10m/s2)，试求:（1）不计空气阻力，求滑块落在地面上时的速度大小v；（2）滑块在轨道上滑行时克服摩擦力所做的功W.23如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角30，皮带在电动机的带动下，始终保持2 m/s的速率运行。现把一质量为10 kg的工件(可看为质点)轻轻放在皮带的底端，经时间1.9 s，工件被传送到1.5 m的高处，取10 m/s2。求：（1）工件与皮带间的动摩擦因数；（2）电动机由于传送此工件多消耗的电能。24如图所示，用F=10N的恒力，使一个质量为1kg的物体由静止开始沿水平地面移动的位移为2m，力F跟物体前进的方向的夹角为37o，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，已知sin370=0.6，cos370=0.8求：(1)力F对物体做功W的大小；(2)地面对物体的摩擦力Ff的大小；(3)物体获得的动能Ek.25如图所示，竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成，AB恰与圆弧CD在C点相切，轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块（可视为质点）从轨道的A端以初速度冲上水平轨道AB，沿着轨道运动。已知水平轨道AB长为L=1m，小物块与水平轨道的动摩擦因数。求：（1）为了保证小物块不从轨道的D端离开轨道，圆弧轨道的半径R至少是多大？（2）小物块最终停在离点A多远处？26如图所示，BCD是半径R = 0.4m的竖直圆形光滑轨道，D是轨道的最高点，水平面AB与圆轨道在B点相切。一质量为m= 1kg可以看成质点的物体静止于水平面上的A点。现用F=7N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达B点时撤去外力F，之后物体沿BCD轨道运动，物体到达D点时的速度大小vD= 4m/s。已知物体与水平面间的动摩擦因数= 0.3，取重力加速度g = 10m/s。求：（1）在D点轨道对物体的压力大小FN；（2）物体运动到B点时的速度大小vB；（3）A与B之间的距离x。27如图所示，倾角a37的斜面固定在水平面上，质量为m1kg的滑块（可视为质点）由斜面上最低点P以初动能Ek020J沿斜面向上运动，当其向上经过A点时动能EkA8J，机械能的变化量E机3J。重力加速度g10m/s2，sin370.6，求：（1）物块所受摩擦力的大小；（2）物块回到P点时速度的大小。28如图所示，一带电荷量为+q、质量为m的小物块处于一倾角为53长为L的斜面项端上，斜面固定在桌面上，斜面和水平面问由一段小圆须平滑连接，当整个装置被置于一水平的匀强电场中时，小物块恰好静止不计一切摩撒，重力加速度取g，sin53=0.8，cos53=0.6，求：(1)求水平电场的电场强度；(2)若将电场强度减小为原来的，物块在水平桌面滑行的最大距离。详细解析 基础题1BCD【解析】起重机以恒定功率P提升货物时，由P=Fv知，速度v增大时，牵引力F减小，货物做加速度减小的变加速运动，平均速度不等于v/2若做出v-t图像如图，由图像可知货物速度到达v时的位移大于货物做匀加速运动的位移，可知货物上升的平均速度大于/2，故A错误，B正确。 起重机对货物的牵引力F是变力，当速度为v时F最小，则整个过程中F平均值大于，根据公式W=FH可知起重机对货物做功大于，故C正确。根据动能定理知，合外力对物体做功等于物体动能的变化为mv2故D正确。故选BCD。点睛：解决本题时要明确货物的运动情况，类似于汽车起动，知道货物做变加速运动，平均速度公式只适用于匀变速直线运动.2AB【解析】A、人先做自由落体运动，在安全带的作用下做变加速运动后做变减速运动到最低点速度变为零，根据运动的对称性可知最低点的加速度向上大于g，故A正确。B、根据全程的能量守恒可知，可得，故B正确。C、取向下为正，对下落过程根据动量定理，得，故C错误。D、当，解得，此时安全绳处于原长，而人还要继续加速，当重力等于安全绳的弹力时加速度为零速度最大，故最大速度大于，D错误。故选AB.【点睛】本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，然后对自由落体运动过程和全程封闭列式求解，注意运用动量定理前要先规定正方向3ACD【解析】Ax=0.4m处时速度达到最大，电场力等于摩擦力，F=mg=0.010.0510N=510-3N，故A正确；B由图可知，x=0.4m即1/x=2.5m-1处电势为2.5105V，故B错误；C根据电势能，Ep=8.010-9C2.5105V=2.010-3J，故C正确；D从x=0.2m处到达x=0.4m处，根据动能定理， ，8.010-9（5105-2.5105）-0.010.05100.2=0.05v2 ，解得，v=0.2m/s，故D正确。故选：ACD4BC【解析】A、在时间内，质点的受力方向不变，加速度方向不变，一直做加速运动， 时间内，质点受力方向与速度方向相反，做减速运动，根据对称性， 末速度为零。可知物体一直向前运动， 末质点速度最大，动能最大， 末离出发点最远，故B正确，A错误；C、图象与坐标轴围成的面积表示合外力的冲量，则根据动量定理可知： ， ，解得： ，故C正确；根据动能定理得： ， ，解得： ，故D错误。点睛：本题考查力与运动的关系，知道质点在时间内做加速运动， 时间内做减速运动，两段时间内的运动具有对称性，知道合外力F随时间变化图象与标轴围成的面积表示合外力的冲量。5BD【解析】A由于传送带足够长，物体减速向左滑行，直到速度减为零，然后物体会在滑动摩擦力的作用下向右加速，由于v1m2，故有：f1f2；由动能定理可知：f1s1=0-EK；f2s2=0-Ek；两式相比可得： ；故s1s2，故选D.点睛：本题考查动量定理及动能定理的应用，要注意正确列式，从而得出准确的比例关系知道动能与动量的关系.17D【解析】设斜面的倾角为，滑动摩擦力大小为mgcos，则物体克服摩擦力所做的功为mgscos而scos相同，所以克服摩擦力做功相等根据动能定理得，mgh-mgscos=EK-0，在AC斜面上滑动时重力做功多，克服摩擦力做功相等，则在AC面上滑到底端的动能大于在BC面上滑到底端的动能，即E1E2故D正确，A、B、C错误。点晴：根据摩擦力做功的公式比较在两个斜面上物体克服摩擦力所做的功，再通过动能定理比较到达底部的动能。18C【解析】物块滑到圆弧轨道底端的过程中，由机械能守恒： ，解得： ，在轨道的底端，由牛顿第二定律得： ，代入数据解得F=30N，故AB错误；物块滑上传送带将作匀减速运动，设匀减速运动的最大距离sm，加速度大小为a，由牛顿第二定律得：mg=ma，解得 a=1m/s2，可得： ，因为两皮带轮之间的距离为L=4m，所以物块将从传送带的右端离开传送带。设物块在传送带滑行时间为t，则有： ，解得： ，在t=2s时间内传送带的位移大小为x=vt=23m=6m，物块相对于传送带的位移为x=x+L=10m，热量Q=mgx=10J，所以C正确，D错误。所以C正确，ABD错误。19D【解析】由图像可知，汽车匀加速阶段的加速度，汽车匀加速阶段的牵引力为,匀加速阶段由牛顿第二定律：F-0.2mg=ma，解得m=1000kg，选项A错误；牵引力的功率为15kW时，汽车行驶的最大速度： ，选项B错误；前5s内汽车的位移：x=at2=12.5m,阻力做功WFf=-0.2mgx=-25J，选项C错误；5-15s内，由动能定理：Pt-0.2mgs=解得s=67.1875m，选项D正确；故选D.点睛：本题属于恒定加速度启动方式，由于牵引力不变，根据p=Fv可知随着汽车速度的增加，汽车的实际功率在增加，此过程汽车做匀加速运动，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值20B【解析】两汽车的初动能相同，末动能均为零，则根据动能定理可知，mgs=Ek，解得： ，故滑行距离与质量成反比，故位移之比为：s1：s2=m2：m1=1：2，故B正确，ACD错误。 提升题21（1）1.0105N（2）l=1.6km【解析】（1）当汽车的速度最大时，牵引力与阻力平衡，即有由得： ；（2）运用动能定理研究汽车速度由加速到最大速率过程，得： 代入解得： 。点睛：本题是汽车的启动问题，抓住汽车速度最大的条件是关键，对功率一定的变速运动，往往由W=Pt求功。22（1）v=6m/s（2）2J【解析】（1）根据动能定理得： 代入数据解得： ；（2）对A到B运用动能定理得： 解得： 。点睛：本题考查动能定理的基本运用，动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，不需考虑速度的方向，这就是动能定理解题的优越性。23(1) (2) 【解析】(1)由题意得，皮带长为工件速度达到v0之前，从静止开始做匀加速运动，设匀加速运动的时间为t1，位移为x1，有假设工件最终取得了与传送带相同的速度，则达到v0之后工件将做匀速运动，有Lx1v0(tt1)，解得t10.8 s1.9 s，故工件最终取得与传送带相同的速度的假设正确。加速运动阶段的加速度为在加速运动阶段，根据牛顿第二定律，有mgcos mgsin ma解得(2)在时间t1内，传送带的位移为xv0t11.6m工件的位移为所以在时间t1内，工件相对传送带的位移xxx10.8m在时间t1内，因摩擦而产生的热量为Qmgcos x60J工件到达最高点时获得的动能为工件增加的势能为Epmgh150J所以电动机由于传送工件多消耗的电能为EQEkEp230J【点睛】本题一方面要分析工件的运动情况，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解相对位移，即可求出摩擦产生的热量，另一方面要分析能量如何转化，由能量守恒定律求解电动机多消耗的