【备课】高中物理教科2019版必修2课时素养评价：4.3 动能动能定理习题

课时素养评价14动能动能定理A组合格性考试练1．用恒力F竖直向上拉一物体，使其由地面加速上升到某一高度．若不考虑空气阻力，则在此过程中()A．力F做的功等于物体动能的增量B．力F做的功小于物体动能的增量C．力F和重力的合力所做的功等于物体动能的增量D．力F和重力的合力所做的功小于物体动能的增量2．(多选)一质量为0.1kg的小球，以5m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若以弹回的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中的速度变化和动能变化分别是()A．Δv＝10m/sB．Δv＝0C．ΔEk＝1JD．ΔEk＝03．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.eq\f(1,4)mgRB．eq\f(1,3)mgRC．eq\f(1,2)mgRD．eq\f(π,4)mgR4．如图甲所示，质量为1kg的物块静止在粗糙的水平面上，用大小为10N的水平拉力T拉动物块，其动能Ek随位移x变化的关系图线如图乙所示．重力加速度g＝10m/s2，物块可视为质点，下列说法正确的是()A．水平拉力做的功为40JB．物块运动的加速度大小为4m/s2C．物块与水平面间的摩擦力大小为2ND．物块与水平面间的动摩擦因数为0.15．(多选)随着科技日新月异的发展，新能源电动车已经走进我们的生活，逐渐为大家所青睐．某品牌最新型号的新能源电动车质量为m，电机的额定输出功率为P.某次对其测试时，电动车以恒定加速度a沿平直路面从静止开始运动，速度达到最大后做匀速直线运动，若行驶过程中其受到的阻力恒为f，下列说法正确的是()A．电动车匀加速运动的时间为eq\f(P,（ma＋f）a)B．电动车匀加速运动的末速度大小为eq\f(P,f)C．电动车能达到的最大速度大小为eq\f(P,ma)D．整个加速阶段合外力对电动车做的功为eq\f(mP2,2f2)6．(多选)人用绳子通过光滑定滑轮拉静止在地面上的物体A，A穿在光滑的竖直杆上当人以速度v竖直向下匀速拉绳，使质量为m的物体A上升高度h后到达如图所示位置时，此时绳与竖直的夹角为θ.已知重力加速度为g，下列说法正确的是()A．此时物体A的速度为vcosθB．此时物体A的速度为eq\f(v,cosθ)C．该过程中绳对物体A做的功为mgh＋eq\f(1,2)mv2D．该过程中绳对物体A做的功为mgh＋eq\f(1,2)mv2cos2θ7.如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连．木块以水平初速度v0出发，恰好能完成一个完整的圆周运动．在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为()A．eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),2πL)B．eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),4πL)C．eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),8πL)D．eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),16πL)8．如图所示，质量m＝1kg的木块静止在高h＝1.6m的平台上，木块与平台间的动摩擦因数μ＝0.2，用水平推力F＝8N使木块产生一段位移x1时撤去，此时木块速度达到6m/s，之后木块又滑行x2＝1m时飞出平台，(g取10m/s2)求：(1)撤去推力前木块位移x1的大小；(2)木块落地时速度的大小．B组选择性考试练9.如图甲所示，质量为1kg的木块(视为质点)被水平向左的力F压在竖直墙壁上，木块初始位置离地面高度H＝4m，木块与墙面之间的动摩擦因数μ＝0.2，木块距离地面的高度h与力F之间的关系如图乙所示，取重力加速度大小g＝10m/s2.则木块下滑到地面前的瞬间的速度大小为()A．4m/sB．6m/sC．8m/sD．10m/s10.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8JB．等于8JC．大于8JD．不能确定11．(多选)物体沿直线运动的v­t图像如图所示，已知在第1s内合力对物体做的功为W，则()A．从第1s末到第3s末合力做的功为4WB．从第3s末到第5s末合力做功为－2WC．从第5s末到第7s末合力做的功为WD．从第3s末到第4s末合力做的功为－0.75W12．中国研制了一款新型电动汽车，这款电动汽车每次充电的时间比现有的汽车加油还快，运营中无需连接电缆，只需在候客上车间隙充电30秒到1分钟，就能行驶3到5公里，假设有一辆电动汽车，质量m＝2×103kg，额定功率P＝40kW，当此电动汽车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力f是车重的0.1倍，g＝10m/s2，问：(1)此电动汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？(2)若电动汽车从静止开始，保持以1m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？(3)若电动汽车从静止开始保持额定功率做加速运动，30s后达到最大速度，求此过程中电动汽车的位移．13．如图所示，粗糙水平面和固定光滑竖直半圆弧轨道平滑连接，圆弧半径为R，AB距离为3R.可看成质点，质量为m的物块，在水平恒力F＝2mg(g为重力加速度)作用下从A点由静止开始运动，物块仅在水平轨道上受力F作用．物块与水平面间动摩擦因数μ＝0.5，求：(1)要使物块能够运动到最高点C，力F作用的最小距离；(2)小物块从C点抛出后，落在水平面上到B点的最大距离．课时素养评价14动能动能定理1．解析：若不考虑空气阻力，由动能定理可知力F和重力的合力所做的功等于物体动能的增量，A、B、D错误，C正确．答案：C2．解析：小球速度变化Δv＝v2－v1＝5m/s－(－5m/s)＝10m/s，小球动能的变化量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＝0.故A、D正确．答案：AD3．解析：质点经过Q点时，由重力和轨道支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得N－mg＝meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(Q)),R)，由题意知N＝2mg，可得vQ＝eq\r(gR)，质点自P滑到Q的过程中，由动能定理得mgR－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(Q))，得克服摩擦力所做的功为Wf＝eq\f(1,2)mgR，选项C正确．答案：C4．解析：水平拉力做的功为W＝Fx＝50J，设物块与水平面间的摩擦力大小为f，由动能定理可知Ek＝Fx－fx＝(F－f)x，结合图乙可知，物块受到的合外力的大小为F－f＝eq\f(40,5)N＝8N，摩擦力大小为f＝2N，故A错误，C正确；由牛顿第二定律可知F－f＝ma，解得a＝8m/s2，故B错误；由f＝μN＝μmg可知物块与水平面间的动摩擦因数为0.2，故D错误．答案：C5．解析：电动车匀加速运动的牵引力为F＝ma＋f，电动车匀加速运动的末速度大小为v1＝eq\f(P,F)＝eq\f(P,ma＋f)，电动车匀加速运动的时间为t＝eq\f(v1,a)＝eq\f(P,（ma＋f）a)，故A正确，B错误；电动车达到的最大速度时F′＝f，电动车能达到的最大速度大小为vmax＝eq\f(P,f)，故C错误；由动能定理可得整个加速阶段合外力对电动车做的功为W合＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(max))－0＝eq\f(mP2,2f2)，故D正确．答案：AD6．解析：将物体A的速度分解为沿绳子方向的分速度和垂直绳子方向的分速度，其中沿绳子方向的分速度等于v，则有v＝vAcosθ，解得vA＝eq\f(v,cosθ)，A错误，B正确；根据动能定理可得WT－mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(A))，解得该过程中绳对物体A做的功为WT＝mgh＋eq\f(1,2)meq\f(v2,cos2θ)，C、D错误．答案：B7．解析：在木块运动过程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功与路径有关，根据动能定理有－f×2πL＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))可得木块所受摩擦力的大小f＝eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),4πL)，故B正确．答案：B8．解析：(1)由牛顿第二定律可得F－μmg＝ma解得a＝6m/s2由v2－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＝2ax1得x1＝3m.(2)撤去推力至木块落地过程由动能定理可得－μmgx2＋mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))解得v2＝8m/s.答案：(1)3m(2)8m/s9．解析：根据题述，木块初始位置离地面高度H＝4m，由图乙可知对应的压力F＝20N，所受的滑动摩擦力f＝μF＝4N，仿照图乙可画出滑动摩擦力f随高度h变化的图像如图根据滑动摩擦力f随高度h变化的图像面积表示滑动摩擦力做功可知，木块从初始位置开始下滑到地面瞬间的过程中，滑动摩擦力做功Wf＝8.0J，由动能定理mgH－Wf＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝8m/s，故选C.答案：C10．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6J，根据动能定理有：WG＋Wf＝0.当以8J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：f＝μN，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8J，故A正确，B、C、D错误．答案：A11．解析：物体在第1s末到第3s末做匀速直线运动，合力为零，合力做功为零，故A错误．从第3s末到第5s末动能的变化量与第1s内动能的变化量相反，合力的功相反，等于－W，故B错误．从第5s末到第7s末动能的变化量与第1s内动能的变化量相同，合力做功相同，即为W，故C正确．从第3s末到第4s末动能变化量是负值，大小等于第1s内动能的变化量的eq\f(3,4)，则合力做功为－0.75W，故D正确．答案：CD12．解析：(1)当电动汽车速度达到最大时电动汽车的牵引力与阻力平衡，即F＝ff＝kmg＝2000NP＝fvm解得汽车最大速度为vm＝eq\f(P,f)＝eq\f(40×103W,2000N)＝20m/s.(2)电动汽车做匀加速运动，由牛顿第二定律得F1－f＝ma解得F1＝4000N设电动汽车刚达到额定功率时的速度为v1P＝F1v1代入数据解得v1＝eq\f(P,F1)＝eq\f(4×103W,4000N)＝10m/s设电动汽车匀加速运动的时间为t，则v1＝at解得t＝eq\f(v1,a)＝eq\f(10,1)s＝10s.(3)从静止到最大速度整个过程牵引力与阻力做功，由动能定理得Pt′－fx＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m))－0代入数据解得x＝400m.答案：(1)20m/s(2)10s(3)400m13．解析：(1)恰好运动到最高点C时