2019-2020学年高中物理第4章4动能动能定理练习(含解析)教科版必修2

1、4.动能动能定理课时过关能力提升一、基础巩固1 .关于动能的概念，下列说法中正确的是（）A.物体由于运动而具有的能叫动能B.运动物体具有的能叫动能C.运动物体的质量越大，其动能一定越大D.速度较大的物体，具有的动能一定较大屈用物体由于运动而具有的能叫动能，但是运动的物体可以具有多种能量，如重力势能、内能等，故选项A正确，选项B错误；由公式E= 2?2可得,动能既与m有关，又与v有关，选项C D均错误.答案：|a2 .（多选）下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系，正确的是（）A.如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零B.如果合力对物体做的功为零，则合力一定为零C.物

2、体在合力作用下做匀变速直线运动，则动能在一段过程中变化量一定不为零D.如果物体的动能不发生变化，则物体所受合力做功一定是零解析：|功是力与物体在力的方向上发生的位移的乘积,如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零，选项A正确；如果合力对物体做的功为零，合力可能不为零，但物体在力的方向上的 位移可能为零，选项B错误；竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，在上升和下降阶段经过同一位置时动能相等，动能在这段过程中变化量为零，选项C错误；动能不变化，由动能定理可知，合力做功一定为零，选项D正确.答案：|ad3 .某人将质量为5 kg的铅球以10 m/s的速度水平推出，设推球的平均作用力为 50

3、0 N,球在水平方 向“向前滚动”的位移是6 m,则人对球做功为（）A.3 000 JB.2 000 JC.1 000 JD.250 J11解析：|由 W 2?2 - 0 得W 2 X5 X102J=250J .选项 D正确.答案：|d4 .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:|在。1s内，物体速度增大,动能增大,所以合外力做正功；1 3s内，物体速度减小，动能减小，合 外力做负功，因此，在整个过程中，合外力先做正功，后做负功.

4、故选项A正确，选项B、C D错误.答案：|a5 . 一个25 kg的小孩从高度为 3 m的滑梯顶端由静止开始下滑，滑到底端时的速度为2 m/s .g取10m/s2,关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（）A.合外力做功50 JB.克服阻力做功500 JC.重力做功500 JD.支持力做功 50 J解析：|重力做功WG=mgh：25X10X 3J=750J,选项C错误；小孩沿支持力方向位移为零 ，故支持力做功 为零，选项D错误；合外力彳的功 W=Ek-0= 2?2 = ； X25 X22J=50J,选项A正确；根据动能定理1得 WAW阻=Ek- 0,故 W且=mgh ?2 = 750J- 50J

5、=700J,选项 B错误.答案：|A6 .一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一日刻起，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 （）A3?2B - 3?2c5?2d- 5?2 . F. . I. . I 1C 13C解析：|由动能定理得 W= 2?（2?） 2- 2?2= 2?2.选项A正确.答案：|a7 .（多选）某人用力把质量为1 kg的物体由静止提高1 m,使物体获得2 m/s的速度，g取10 m/s 2 则（）A.人对物体做的功为 12 J8 .合外力对物体做的功为 2 JC.合外力对物体做

6、的功为12 JD.物体克服重力做的功为10 J解析：|由动能定理知,合外力彳的功 W =2 ?2 - 0 = 1 X 1 X 22J=2J,选项B正确，选项C错误； Mmgh=X10X1J=10j,选项 D正确；W4=Wk-W,所以 W =W +W=2J+10J=12J,选项 A正确.答案：|ABD8 .在离地面高h处竖直上抛一质量为 m的物块，抛出时的速度为vo,当它落到地面时速度为v,用g表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于()A.mgh 1?2 - 2?02B.- 2?2 - ?%2 - ?C.mgl+1?%2- 2?2D?+ 2?2- 1 ?02画三物块运动过程中，

7、重力和空气阻力对物体做功，根据动能定理得 mgh+W 2 ?2 - 2?02所以 W 2 ?2 - 2?02- ?物体克服空气阻力做功为W=-Wf=mg+2?02. 2?2,选项 C正确.答案：C39 .质量为m的物体以速度V0由地面竖直向上抛出，物体洛回地面时，速度大小为-?0, 设物体在运动中所受空气阻力大小不变.求物体在运动过程中所受空气阻力的大小解析：上升过程中，若上升高度为h,由动能定理得-mgh-fh=-2 ?02下降过程中，由动能定理得.1 一 3 一mgh-fh= 2?(4?0)2,由以上两式可得f=！？?.255?10 .小球以V0=4 m/s的速度从倾角为30°的

8、粗糙斜面底端向上滑行，上滑的最大距离l=1 m,小球的质量m=2 kg,则小球滑回到出发点时的速度是多少？(g取10 m/s2)解析：设小球受到的摩擦力大小为f,上升过程由动能定理得c1C-mglsin30 -fl= 0- 2?02返回过程中由动能定理得_1 _mglsin30-fl = 2 ?2 - 0联立式可解得v=2m/s,方向沿斜面向下 答案：2 m/s 方向沿斜面向下、能力提升1.（多选）在下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是（）A.甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的一，一一一，、一，、一，1B.甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的一，一一一，、一，、一，1C.甲的质量是乙的4倍

9、，甲的速度是乙的JD.质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动匚 1C 一1-解析：根据动能的计算式 E= 2?2知，若v甲=2v乙，mp =/？乙，则国甲=2E乙，选项A错误；若m甲二 一 1 _ _ 一 11 _ .一.2m乙，v甲=2?乙，则R甲=2?k乙，选项B错误；若m甲=4m乙，v甲=广？乙，则曰甲=曰乙，选项C正确； 由于动能与速度方向无关，所以当m甲=rnt，且v甲、v乙大小相等时动能相等，选项D正确.答案：CD2.（2018 全国II卷）如图所示，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度.木箱获得的动能一定（A.小于拉力所做的功B.等于拉

10、力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功解析：|设拉力、克服摩擦力做功分别为W、W,木箱获得的动能为 民根据动能定理可知，W-W=氏则E<WZ选项A正确.答案：A3 .一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为x,动能变为原来的9倍.该质点的加速度为（）?A/3?B-2?24?C/8?D-?2jg可设该段时间内初速度为v,由题意知末速度为 3v,则？= ?= W?,解得v= 2?1, A ?3?.?故2=方=? = ?2，选项A正确.答案：A4 .质量为10 kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如图所示.物体 在x=0处,

11、速度为1 m/s, 一切摩才§不计，则物体运动到x=16 m处时，速度大小为（）A.2v2m/sC.4 m/sB.3EsD.v17ms9财匚F-x图像与坐标轴围成的图形面积表示力F做的功，图形位于x轴上方表示力做正功，位于下方表示力做负功，面积大小表示功的大小，所以物体运动到x=16m处时，外力F对物体做的总功 W=0J,由动能定理 W 2?32- 2?12,代入数据，可彳导V2=3m/s,选项B正确.答案：B5.质量为1 kg的物体以某一初速度在水平面上滑行 线如图所示，g取10 m/s 2,则下列说法正确的是（,由于摩擦阻力的作用，其动能随位移变化的图）A.物体与水平面间的动摩擦

12、因数为0. 5B.物体与水平面间的动摩擦因数为0. 2C.物体滑行的总时间为4 sD.物体滑行的总时间为2.5 s解析：|由题图可以看出，物体运动20m内动能由50J变为零，由受力分析和做功分析可知，摩擦力所 做的功就等于合外力所做的功，据动能定理-fx= 0-50J,计算得f=2.5N,又因为f= （img可解得W =0. 25,选项A、B均错误；由牛顿第二定律求得物体的加速度a=- g=-2. 5m/s2,又由于物体的初动能匕=1?02 = 50J,可得出初速度v0=10m/s,所以滑行的总时间t=嘤=关s=4s,选项C正 211- 2.5确，选项D错误.答案：C6.（多选）如图甲所示，静

13、止在水平地面的物块A受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的最大静摩擦力fm与滑动摩擦力大小相等，则下列说法正确的是（）A.0ti时间内F的功率逐渐增大B.t2时刻物块A的加速度最大C.t3时刻物块A的动能最大D.t4时刻物块A的位移最大解析：由图像可知，0ti时间内拉力F小于最大静摩擦力，物体静止，拉力功率为零，故选项A错误; 由图像可知,在t 2时刻物块A受到的拉力最大，且F>2fm,物块A受到的合力最大，由牛顿第二定律可 得，此时物块A的加速度最大，故选项B正确；由图像可知在tit3时间内，物块A受到的合力一直做 正功，物体动能一直增加，在13时刻以后，

14、合力做负功，物块动能减少，因此在13时刻物块动能最大 故选项C正确；14时刻力F=0,但速度不为零，物体继续做减速运动，位移继续增大，故选项D错误.答案:BC7.（多选）某兴趣小组在老师的指导下做“探究物体动能实验”时，让一物体在恒定合外力作用下由静止开始沿直线运动，通过传感器记录下速度、时间、位置等实验数据，然后分别作出动能 R随时间变化和动能 国随位置变化的两个图线（如图所示），但忘记标出横坐标，已知图甲中A点处虚线的 斜率为p,图乙中直线的斜率为q,下列说法正确的是（）A.物体动能随位置变化的图线是图甲B.物体动能随时间变化的图线是图乙C.物体所受合外力的大小为qD.物体在A点所对应的瞬

15、时速度的大小为2?解析：由E=W=Fx可得E与x成正比，故题图乙是物体动能随位置变化的图线，则题图甲为物体动能 随时间变化的图线，故A、B错误;由E=Fx得F=*,即斜率q=养,即合力F=q,故C正确;题图甲中A点处有p= 手,又知q= 就，则行=£?.又知由静止到A点的过程中平均速度 9 9 ?所以Xa=等？?,则?= 2?1=?,解得A点处对应的瞬时速度va= 2?,故D正确.?=?答案：|CD8.如图甲所示,一质量为m=1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t= 0时刻开始,物块受到按如图乙所示规律变化的水平力F的作用并向右运动，第3 s末物块运动到 B点时速度刚好为0,第

16、5M甲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w=0. 2(g取10 m/s 2),求：(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)根据题目条件及题图乙可知，物块在从动，即 F-(1 mg=maB返回A的过程中，在恒力作用下做匀加速直线运由运动学公式知xab= 2?2代入数值解得XAB=4m(2)物块在前3s内动能改变量为零，由动能定理得VAW=0,即W mg。xab=0则前3s内水平力F做的功为W1=8J 根据功的定义式 W=FX导,水平力F在第35s时间内所做的功为 W=F- Xae=16J则水平力F在5s内对物块所做的功为 W=WW=

17、24J.答案：(1)4 m (2)24 J9.我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.如图所示，质量m=60 kg的运动员从长直助滑道 AB的A处由静止开始以加速度a=3, 6 m/s 2匀加速滑下，到达助滑道末端 B时速度Vb=24 m/s, A与B的竖直高度差 H=48 m.为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之 间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以 O为圆心的圆弧.助滑道末端B与滑道最低 点C的高度差h=5 m,运动员在B、C间运动时阻力做功 W=1 530 J, g取10 m/s 2.(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力f的大小;(2)若运动

18、员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径 R至少应为多大.解用(1)运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动，设AB的长度为x,则有？?2 = 2?由牛顿第二定律有 m?- ?= ?联立式，代入数据解得f=144N.(2)设运动员到达 C点时的速度为vc,在由B到达C的过程中，由动能定理有mgh+W：?2 - 2?2 ?”2 -设运动员在C点所受的支持力为 N由牛顿第二定律有 N-mg=>?书由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，联立式，代入数据解得R=l2.5m答案"1)144 N(2)12.5 m1 一10.如图所示，竖直平面内的轨道 ABC的水平

19、轨道AB与光滑的4圆弧轨道？即成 ,?恰与圆弧?在？?点相切，轨道固定在水平面上，一个质量为？的小物块(可视为质点)从轨道的？?端以初动能？?k0冲上水平轨道？,沿着轨道运动，由？?弧滑下后停在水平轨道？勺中点.已知水平轨道？?长为？?(注意：图中？0是未知的).(1)求小物块与水平轨道的动摩擦因数L .(2)若圆弧轨道的半径R= 3?,增大小物块的初动能，使得小物块冲出？?点后可以再上升的高度是3?_ _ . .一 _ _ ' 0.5?,试求：小物块的初动能？?k0 ;若小物块最后停在水平轨道上，小物块将停在何处？(用离？?点的距离表布)n 1解析：|(1)小物块最终停在 AB的中点