2019-2020学年高中物理 课时跟踪检测（十六）动能和动能定理 新人教版必修2

课时跟踪检测（十六） 动能和动能定理1一物体做变速运动时，下列说法中正确的是()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物体的加速度可能为零解析：选b物体做变速运动，可能是物体的速度方向变化，而大小不变，如匀速圆周运动，此时物体的动能不变，并无外力对物体做功，故选项a、c均错误；物体做变速运动，一定具有加速度，物体所受合外力一定不为零，故选项b正确，选项d错误。2关于动能定理，下列说法中正确的是()a某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和b只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变c在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用d动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程解析：选b公式wek中w为合外力做的功，也可以是各力做功的代数和，a错，b对；动能不变，只能说明合外力的总功w0，动能定理仍适用，c错；动能定理既适用于恒力做功，也可适用于变力做功，d项错误。3一质量为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.mv2bmv2 c.mv2 dmv2解析：选a由动能定理得：wfm(2v)2mv2mv2，a正确。4(多选)甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力f分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s，如图所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则下列关于力f对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是()a力f对甲物体做功多b力f对甲、乙两个物体做的功一样多c甲物体获得的动能比乙大d甲、乙两个物体获得的动能相同解析：选bc由功的公式wflcos fs可知，两种情况下力f对甲、乙两个物体做的功一样多，a错误、b正确；根据动能定理，对甲有fsek1，对乙有，fsfsek2，可知ek1ek2，即甲物体获得的动能比乙大，c正确，d错误。5物体在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止。以a、ek、x和t分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间。则以下各图像中，能正确反映这一过程的是()解析：选c物体在恒定阻力作用下运动，其加速度随时间不变，随位移不变，选项a、b错误；由动能定理，fxekek0，解得ekek0fx，选项c正确、d错误。6.质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点a与一轻弹簧o端相距s，如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为()a.mv02mg(sx) b.mv02mgxcmgs dmg(sx)解析：选a由动能定理得wmg(sx)0mv02，wmv02mg(sx)。7.物体在合外力作用下做直线运动的v t图像如图所示。下列表述正确的是()a在01 s内，合外力做正功b在02 s内，合外力总是做负功c在12 s内，合外力不做功d在03 s内，合外力总是做正功解析：选a由v t图知01 s内，v增加，动能增加，由动能定理可知合外力做正功，a对。12 s内v减小，动能减小，合外力做负功，可见b、c、d错。8.如图所示，木板长为l，木板的a端放一质量为m的小物体，物体与板间的动摩擦因数为。开始时木板水平，在绕o点缓慢转过一个小角度的过程中，若物体始终保持与板相对静止。对于这个过程中各力做功的情况，下列说法中正确的是()a摩擦力对物体所做的功为mglsin (1cos )b弹力对物体所做的功为mglsin cos c木板对物体所做的功为mglsin d合力对物体所做的功为mglcos 解析：选c重力是恒力，可直接用功的计算公式，则wgmgh；摩擦力虽是变力，但因摩擦力方向上物体没有发生位移，所以wf0；因木块缓慢运动，所以合力f合0，则w合0；因支持力fn为变力，不能直接用公式求它做的功，由动能定理w合ek知，wgwn0，所以wnwgmghmglsin 。9质量为m的小球用长度为l的轻绳系住，在竖直平面内做圆周运动，运动过程中小球受空气阻力作用。已知小球经过最低点时轻绳受的拉力为7mg，经过半周小球恰好能通过最高点，则此过程中小球克服空气阻力做的功为()a. b.c. dmgl解析：选c小球经过最低点时，有fnmg，解得v1。小球恰好能通过最高点，有mg，解得v2。根据动能定理mg2lwfmv22mv12，解得小球克服空气阻力做功wfmgl，所以c对。10.如图所示，一半径为r的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点p由静止开始滑下，滑到最低点q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自p滑到q的过程中，克服摩擦力所做的功为()a.mgr b.mgr c.mgr d.mgr解析：选c在q点质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，两力的合力充当向心力，所以有fnmgm，fn2mg，联立解得v，下落过程中重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可得mgrwfmv2，解得wfmgr，所以克服摩擦力做功mgr，c正确。11我国海军歼15舰载机已经在“辽宁”号航母上成功着舰和起飞。现将飞机起飞模型简化为飞机先在水平甲板上做匀加速直线运动，再在倾角为15的斜面甲板上以最大功率做加速运动，最后从甲板飞出的速度为360 km/h，如图所示。若飞机的质量为18吨，甲板ab180 m，bc50 m。(飞机长度忽略当成质点，不计一切摩擦和空气阻力，取sin 150.3，g10 m/s2) (1)如果要求到达甲板b点的速度至少为离开斜面甲板速度的60%，则飞机在水平甲板上运动时的牵引力至少为多少才能使飞机起飞？(2)如果到达b点时飞机刚好达到最大功率，则从飞机开始运动到飞离甲板共需多少时间？解析：(1)由题意知m18 t1.8104 kg，vc360 km/h100 m/s，则b点的速度至少为v0.6vc60 m/s，由动能定理得，fxabmv2，解得f1.8105 n。(2)到达b点时的功率pfv1.08107 w，飞机从a运动到b的时间t1，飞机从b到c的运动过程由动能定理，得pt2mgsin xbcmvc2mv2，tt1t2，联立解得t11.58 s。答案：(1)1.8105 n(2)11.58 s12如图1所示是游乐园的过山车，其局部可简化为如图2的示意图，倾角37的两平行倾斜轨道bc、de的下端与水平半圆形轨道cd顺滑连接，倾斜轨道bc的b端高度h24 m，倾斜轨道de与圆弧ef相切于e点，圆弧ef的圆心o1、水平半圆轨道cd的圆心o2与a点在同一水平面上，do1的距离l20 m。质量m1 000 kg的过山车(包括乘客)从b点自静止滑下，经过水平半圆轨道后，滑上另一倾斜轨道，到达圆弧顶端f时乘客对座椅的压力为自身重力的0.25倍。已知过山车在bcde段运动时所受的摩擦力与轨道对过山车的支持力成正比，比例系数，ef段摩擦力不计，整个运动过程空气阻力不计。(sin 370.6，cos 370.8)(1)求过山车过f点时的速度大小；(2)求从b到f整个运动过程中摩擦力对过山车做的功；(3)如果过d点时发现圆轨道ef段有故障，为保证乘客的安全，立即触发制动装置，使过山车不能到达ef段并保证不再下滑，则过山车受到的摩擦力至少应多大？解析：(1)在f点有m人gm人gm人rlsin 12 m得vf 3 m/s。(2)设整个过程摩擦阻力做功为w，对从b到f的过程利用动能定理mg(hr)wmvf20得w7.5104 j。(3)设触发制动后能恰好到达e点对应的摩擦力为ff1，由动能定理得ff1lc