2020高中物理 第七章 机械能守恒定律 第7节 动能和动能定理优练（含解析）新人教版必修2

动能和动能定理 基础夯实 一、选择题(14题为单选题，5、6题为多选题)1在水平路面上，有一辆以36 km/h行驶的客车，在车厢后座有一位乘客甲，把一个质量为4 kg的行李以相对客车5 m/s的速度抛给前方座位的另一位乘客乙，则以地面为参考系行李的动能和以客车为参考系行李的动能分别是(b)a200 j50 jb450 j50 jc50 j50 jd450 j450 j解析：行李相对地面的速度vv车v相对15 m/s，所以行李的动能ekmv2450 j。行李相对客车的速度v5 m/s，所以行李的动能ekmv250 j2如图所示，某人骑自行车下坡，坡长l500 m，坡高h8 m，人和车总质量为100 kg，下坡时初速度为4 m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10 m/s，g取10 m/s2，则下坡过程中阻力所做的功为(b)a4 000 jb3 800 jc5 000 jd4 200 j解析：由动能定理有mghwfm(vv)，解得：wfmghm(vv)3 800 j，故b正确。3某同学用200 n的力将质量为0.44 kg的足球踢出，足球以10 m/s的初速度沿水平草坪滚出60 m后静止，则足球在水平草坪上滚动过程中克服阻力做的功是(b)a4.4 jb22 jc132 jd12 000 j解析：根据动能定理，wmv20.44102 j22 j。4(2018河南省洛阳市高一下学期期中)如图所示，一物体以6 j的初动能从a点沿ab圆弧下滑，滑到b点时动能仍为6 j，若物体以8 j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)a小于8 jb等于8 jc大于8 j d不能确定解析：当物体以6j的初动能从a点沿ab圆弧下滑，滑到b点时动能仍为6 j，根据动能定理有：wgwf0，当以8 j的初动能从a点下滑时，由于物体沿圆弧下滑，指向圆心的合力提供向心力，由于速度变大，圆弧轨道给物体的弹力变大，根据滑动摩擦力大小的计算式：ffn，可得物体受到的摩擦力增大，在从a到b的过程中，物体通过的圆弧长度不变，所以物体在从a到b的过程中，克服摩擦力做功增大，重力做功不变，所以到达b点时动能小于8 j，故a正确，bcd错误。5关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化，下列说法正确的是(bcd)a运动物体所受的合力不为零，合力必做功，物体的动能一定要变化b运动物体所受的合力为零，则物体的动能一定不变c运动物体的动能保持不变，则该物体所受合力不一定为零d运动物体所受合力不为零，则该物体一定做变速运动解析：由功的公式wflcos知，合力不为零，但若90，合力的功也为零，a错误。若合力为零，则合力的功也为零，由动能定理w总ek2ek1，合力做的总功必为零，则物体的动能不发生改变，b正确，另外，由牛顿第二定律，有合力作用，就一定会改变物体的运动状态，物体做变速运动。6物体沿直线运动的vt图像如图所示，已知在第1 s内合力对物体做的功为w，则(cd)a从第1 s末到第3 s末合力做的功为4wb从第3 s末到第5 s末合力做功为2wc从第5 s末到第7s末合力做的功为wd从第3 s末到第4 s末合力做的功为0.75w解析：物体在第1s末到第3s末做匀速直线运动，合力为零，做功为零，故a错误；从第3 s末到第5 s末动能的变化量与第1 s内动能的变化量相反，合力的功相反，等于w，故b错误；从第5 s末到第7 s末动能的变化量与第1 s内动能的变化量相同，合力做功相同，即为w，故c正确。从第3 s末到第4 s末动能变化量是负值，大小等于第1 s内动能的变化量的，则合力做功为0.75 w，故d正确。二、非选择题7冰壶场地如图所示，假设质量为m的冰壶在运动员的操控下，先从起滑架a点由静止开始加速启动，经过投掷线b时释放，以后匀减速自由滑行刚好能滑至营垒中心o停下。已知a、b相距l1，b、o相距l2，冰壶与冰面各处的动摩擦因数均为，重力加速度为g。求：(1)冰壶运动的最大速度vmax；(2)在ab段，运动员水平推冰壶做的功w。解析：(1)由题意知，在b点冰壶有最大速度，设为vmax，在bo段运用动能定理有mgl20mv，解得vmax。(2)全过程运用动能定理。对ao过程：wmg(l1l2)0，解得wmg(l1l2)。 能力提升 一、选择题(13题为单选题，46题为多选题)1某同学参加学校运动会立定跳远项目比赛，起跳直至着地过程如图，测量得到比赛成绩是2.4 m，目测空中脚离地最大高度约0.8 m，忽略空气阻力，则起跳过程该同学所做功大约为(a)a625 jb250 jc50 jd2 500 j解析：该同学做抛体运动，从起跳到达到最大高度的过程中，竖直方向做加速度为g的匀减速直线运动，则ts0.4 s竖直方向初速度 vygt4 m/s水平方向做匀速直线运动，则v0 m/s3 m/s则起跳时的速度 vm/s5 m/s设中学生的质量为50 kg，根据动能定理得：wmv2625 j，故选a。2(2018湖北孝感高级中学高一下学期期中)如图所示，半圆形轨道mon竖直放置且固定在地面上，直径mn是水平的，一小物块从m点正上方高度为h处自由下落，正好在m点滑入半圆轨道，测得其第一次离开n点后上升的最大高度为h/2，小物块接着下落从n点滑入半圆轨道，在向m点滑行过程中(整个过程不计空气阻力)(c)a小物块正好能到达m点b小物块一定到不了m点c小物块一定能冲出m点d不能确定小物块能否冲出m点解析：质点第一次在半圆轨道中运动的过程，由动能定理得：mg(h)(wf)00(wf为质点克服摩擦力做功大小)，解得：wfmgh；由于第二次小球在半圆轨道中运动时，对应位置处速度变小，因此半圆轨道给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于mgh，因此小球再次冲出m点时，能上升的高度大于零而小于h；故abd错误，c正确；故选c。3如图所示，abcd是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底bc的连接处都是一段与bc相切的圆弧，bc为水平的，其距离d0.50 m，盆边缘的高度h0.30 m，在a处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑，已知盆内侧壁是光滑的，而盆底bc面与小物块间的动摩擦因数为0.10，小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的地点到b的距离为(d)a0.50 mb0.25 mc0.10 md0解析：分析小物块的运动过程，可知由于克服摩擦力做功，物块的机械能不断减小。设物块在bc上运动的总路程为l。根据动能定理得mghmgl0，解得l m3 m6d，即小物块正好停在b点，所以d选项正确。4在平直公路上， 汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，vt图像如图所示。设汽车的牵引力为f，摩擦力为f，全过程中牵引力做功w1，克服摩擦力做功w2，则(bc)aff13bff41cw1w211dw1w213解析：全过程初、末状态的动能都为零，对全过程应用动能定理得w1w20即w1w2，选项c正确。设物体在01 s内和14 s内运动的位移大小分别为s1、s2，则w1fs1w2f(s1s2)在vt图像中，图像与时间轴包围的面积表示位移，由图像可知，s23s1由式解得ff41，选项b正确。5如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45和37的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin370.6，cos370.8)。则(ab)a动摩擦因数b载人滑草车最大速度为c载人滑草车克服摩擦力做功为mghd载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为g解析：由题意根据动能定理得，2mghwf0，即2mghmgcos45mgcos370，得动摩擦因数，故a项正确；载人滑草车克服摩擦力做的功为wf2mgh，故c项错误；载人滑草车在上下两段的加速度分别为a1g(sin45cos45)g，a2g(sin37cos37)g，则载人滑草车在上下两段滑道上分别做加速运动和减速运动，则在上段底端时达到最大速度v，由运动学公式有2a1v2得，v，故b项正确，d项错误。6(2018江苏省无锡市江阴四校高一下学期期中)在光滑的水平面上，质量为m的小滑块停放在质量为m、长度为l的静止的长木板的最右端，滑块和木板之间的动摩擦因数为.现用一个大小为f的恒力作用在m上，当小滑块滑到木板的最左端时，滑块和木板的速度大小分别为v1、v2，滑块和木板相对于地面的位移大小分别为s1、s2，下列关系式正确的是(abd)amgs1mvb fs2mgs2mvcmglmvdfs2mgs2mgs1mvmv解析：对m由动能定理得：mgs1mv，故a正确c错误；对m由动能定理得：fs2mgs2mv，故b正确由以上两式整理得fs2mgs2mgs1mvmv，故d正确。二、非选择题7(2018首都师大二附中高一下学期期中)如图所示，借助一长为l的粗糙斜面，将一质量为m的物体(视为质点)移上货车。第一次使物体以初速度v从斜面底端沿斜面上滑，滑行的最大距离为3l/5；第二次使物体以相同的初速度向上滑行的同时，施加沿斜面向上的恒定推力，作用一段距离后撤去该力，物体继续上滑，恰好到达斜面顶端。(1)求第一次上滑过程中物体的加速度大小a。(2)定性说明第二次上滑过程中物体可能的运动情况。(3)求第二次上滑过程中推力对物体做的功w。答案：(1)(2)见解析(3)mv2解析：(1)第1次上滑过程中物体的加速度大小a，根据匀变