2019-2020学年高中物理 第四章 机械能和能源 第4节 动能 动能定理练习（含解析）教科版必修2

动能 动能定理(多选)关于动能的理解，下列说法正确的是( )a动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能b动能有可能为负值c一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化d动能不变的物体，一定处于平衡状态解析：选ac机械能包括动能和势能，而动能是物体由于运动具有的能，且ekmv20，故a正确，b错误；一定质量的物体的动能变化时，速度的大小一定变化，但速度变化时，动能不一定变化，如匀速圆周运动，动能不变，但速度变化，故c正确，d错误2有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是( )a木块所受的合外力为零b因木块所受的力都不对其做功，所以合外力的功为零c重力和摩擦力的功为零d重力和摩擦力的合力为零解析：选c木块做曲线运动，速度方向变化，加速度不为零，合外力不为零，a错速率不变，动能不变，由动能定理知，合外力做功为零，支持力始终不做功，重力做正功，所以重力做的正功与阻力做的负功代数和为零，但重力和阻力的合力不为零，c对，b、d错某物体同时受到两个在同一直线上的力f1、f2的作用，由静止开始做直线运动，力f1、f2与位移x的关系图像如图所示，在物体开始运动后的前40 m内，物体具有最大动能时对应的位移是( )a20 m b10 mc30 m d40 m解析：选a由题图知x20 m时，f合0，此前f合做正功，而此后f合做负功，故x20 m时物体的动能最大，故a正确水平面上，一白球与一静止的灰球碰撞，两球质量相等碰撞过程的频闪照片如图所示，据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的( )a30% b50%c70% d90%解析：选a根据v和ekmv2解决问题碰撞前的小球间距与碰撞后的小球间距之比约为127，即碰撞后两球速度大小v与碰撞前白球速度v的比值，所以损失的动能ekmv22mv2，30%，故选项a正确如图所示，一个质量为m20 kg的滑块静止放在水平地面上的a点，受到一个大小为10 n，与水平方向成37角的斜向上恒力f作用开始运动，当滑块前进l10 m到达b点时，撤去力f，滑块最终停在水平面上的c点，滑块与地面间的动摩擦因数02，求bc间的距离x(cos 3708，sin 3706，g取10 m/s2)解析：对滑块从a到c全过程应用动能定理得flcos (mgfsin )lmgx0，整理得x m13 m答案：13 m课时作业学生用书p117(单独成册)一、单项选择题关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化，下列说法中正确的是( )a运动物体所受的合力不为零，合力一定做功，物体的动能一定变化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，则该物体所受合力一定为零d运动物体所受合力不为零，则该物体不一定做变速运动答案：b2物体在合外力作用下做直线运动的vt图像如图所示下列表述错误的是( )a在02 s内，合外力做正功b在07 s内，合外力总是做功c在23 s内，合外力不做功d在47 s内，合外力做负功解析：选b根据动能定理，由动能的变化来判断合外力做功情况02 s内，加速度为正值，合外力与位移方向相同，a项正确23 s内，合外力为零，c项正确，b项错误；47 s内，合外力与位移方向相反，d项正确如图所示，质量相等的物体a和物体b与地面间的动摩擦因数相等，在力f的作用下，一起沿水平地面向右移动x，则( )a摩擦力对a、b做功相等ba、b动能的增量相同cf对a做的功与f对b做的功相等d合外力对a做的功与合外力对b做的功不相等解析：选b因f斜向下作用在物体a上，a、b受的摩擦力不相同，因此，摩擦力对a、b做的功不相等，a错误；但a、b两物体一起运动，速度始终相同，故a、b动能增量一定相同，b正确；f不作用在b上，不能说f对b做功，c错误；合外力对物体做的功应等于物体动能增量，故d错误一质量为m的物体在水平恒力f的作用下沿水平面运动，在t0时刻撤去f，其vt图像如图所示，已知物体与水平面间的动摩擦因数为，则下列关于力f的大小和力f做的功w大小的关系式正确的是( )af2mg bf3mgcwmgv0t0 dwmgv0t0解析：选b0t0的位移为x1v0t0，03t0的位移为x2v03t0v0t0全过程由动能定理得：fx1fx20，fmg得f3mg，a错误，b正确；f做的功为：wfx1mgv0t0，c、d错误运动员以一定的初速度将冰壶沿水平面推出，由于摩擦阻力的作用，其动能随位移变化图线如图所示，已知冰壶质量为19 kg，g取10 m/s2，则以下说法正确的是( )a005b003c滑行时间t5 sd滑行时间t10 s解析：选d对冰壶由动能定理得mgx0mv，得001冰壶运动时：ag01 m/s2由运动学公式xat2得：t10 s如图所示，质量为m、长度为l的木板静止在光滑的水平面上，质量为m的小物体(可视为质点)放在木板上最左端，现用一水平恒力f作用在小物体上，使物体从静止开始做匀加速直线运动已知物体和木板之间的摩擦力为f当物体滑到木板的最右端时，木板运动的距离为x，则在此过程中( )a物体到达木板最右端时具有的动能为(ff)(lx)b物体到达木板最右端时，木板具有的动能为fxc物体克服摩擦力所做的功为fld物体和木板增加的动能之和为fx解析：选b由题意画示意图可知，由动能定理对小物体：(ff)(lx)mv2，故a错误对木板：fxmv2，故b正确物体克服摩擦力所做的功为f(lx)，故c错物体和木板增加的动能之和为：mv2mv2f(lx)fl(ff)lfx，故d错物体与转台间的动摩擦因数为，与转轴间距离为r，m随转台由静止开始加速转动，当转速增加至某值时，m即将在转台上相对滑动，此时起转台匀速转动此过程中摩擦力对m做的功为( )a0 b2mgrc2mgr d解析：选d即将开始滑动时，最大静摩擦力(近似等于滑动摩擦力)提供向心力，mgm，得此时物体m的动能为ekmgr，此过程中摩擦力为变力，应用动能定理求解，则摩擦力对m做的功为物体m的动能增量ek，故答案为d二、多项选择题如图所示，一木块沿着高度相同、倾角不同的3个斜面由顶端从静止开始下滑，已知木块与各斜面间的动摩擦因数相同，则下面关于木块滑到底端时的速度与动能的表达正确的是( )a倾角大的动能最大b倾角大的运动时间最短c三者的速度相同d三者的动能相同解析：选ab木块无论沿哪条斜面运动都是重力和摩擦力做功设静止时木块到底端的竖直高度差为h，滑到底端的动能为ek，速度大小为v，由动能定理知，mghmgcos s mv2，s，倾角越大，动能越大，所以a正确，d错误；由于速度是矢量，所以沿不同斜面到达底端时速度大小、方向均不同，故c错误；设木块沿倾角为的斜面运动的加速度为a，则mgsin mgcos ma，s，由sat2得t ，所以越大，t越小，故b正确如图所示，弹簧一端固定，另一端拴接一物块a，物块a与物块b接触但不粘连，a、b放在水平面上水平面的右端与固定的斜面平滑连接于o点，设物块经过o点时无动能损失两物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相等，用力向左推b压缩弹簧，释放后b滑上斜面的最高点为p如果其他条件不变，减小斜面的倾角，b滑到斜面的最高点为q，下列判断不正确的是( )aa与b在水平面上分离时弹簧处于压缩状态ba与b在水平面上分离时弹簧处于原长状态cp、q两点距o点的水平距离相等dp、q两点距o点的竖直高度相等解析：选acd当a、b分离时，两者的加速度相等，且两物块之间的作用力为零，则对b有：ag，对a有：fmagmaa，解得f0，即a与b在水平面上分离时弹簧处于原长状态，a错误，b正确倾角变与不变时b到达o点时的动能都相同，根据动能定理，到达最高点时ekmghmgcos mglsin mglcos ，所以斜面的倾角不同，则h和l均不同，选项c、d错误某家用桶装纯净水手压式饮水器如图所示，在手连续稳定的按压下，出水速度为v，供水系统的效率为，现测量出桶底到出水管之间的高度差h，出水口倾斜，其离出水管的高度差可忽略，出水口的横截面积为s，水的密度为，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )a出水口单位时间内的出水体积qvsb出水口所出水落地时的速度为c出水后，手连续稳定按压的功率为d手按压输入的功率等于单位时间内所出水的动能和重力势能之和解析：选ac由题意知，设流水时间为t，则水柱长vt，体积q0vts，可得：单位时间内的出水体积qvs，所以a正确；设落地的速度为vt，根据动能定理mghmvmv2，故水落地时的速度不等于，所以b错误；设t时间内，供水质量为m，人做功为w，根据供水系统的效率为可得：，其中mvts代入得p，所以c正确，d错误三、非选择题如图甲所示，一质量为m1 kg的物块静止在粗糙水平面上的a点，从t0时刻开始，物块受到按如图乙所示规律变化的水平力f作用并向右运动，第3 s末物块运动到b点时速度刚好为0，第5 s末物块刚好回到a点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数02，求(g取10 m/s2)：(1)a与b间的距离；(2)水平力f在5 s内对物块所做的功解析：(1)在35 s内物块在水平恒力f作用下由b点匀加速运动到a点，设加速度为a，a与b间的距离为x，则fmgmaa m/s22 m/s2xat24 m即a与b间的距离为4 m(2)设整个过程中f做的功为wf，物块回到a点时的速度为va，由动能定理得：wf2mgxmvv2ax由以上两式得wf2mgxmax24 j答案：(1)4 m(2)24 j如图所示，质量为m的小球用长为l的轻质细线悬于o点，与o点处于同一水平线上的p点处有个光滑的细钉，已知opl/2