2024高中物理第7章7动能和动能定理精练含解析新人教必修2

PAGEPAGE6动能和动能定理1．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肯定值之和B．只要合外力对物体做功，物体的动能就肯定变更C．在物体动能不变更的过程中，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】公式W＝ΔEk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W＝0，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．【答案】B2．下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变更的关系，正确的是()A．假如物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功肯定为零B．假如合力对物体做的功为零，则合力肯定为零C．物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更量肯定不为零D．假如物体的动能不发生变更，则物体所受合力肯定是零【解析】功是力与物体在力的方向上发生的位移的乘积，假如物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功肯定为零，A正确；假如合力对物体做的功为零，可能是合力不为零，而是物体在力的方向上的位移为零，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更量为零，C错误；动能不变更，只能说明速度大小不变，但速度方向有可能变更，因此合力不肯定为零，D错误．【答案】A3．一质量为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.eq\f(3,2)mv2 B．－eq\f(3,2)mv2C.eq\f(5,2)mv2 D．－eq\f(5,2)mv2【解析】由动能定理得：WF＝eq\f(1,2)m(－2v)2－eq\f(1,2)mv2＝eq\f(3,2)mv2，A正确．【答案】A4．(多选)(2014·徐州高一检测)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起先运动相同的距离s，如图7­7­6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()图7­7­6A．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】由功的公式W＝Flcosα＝F·s可知，两种状况下力F对甲、乙两个物体做的功一样多，A错误、B正确；依据动能定理，对甲有Fs＝Ek1，对乙有，Fs—fs＝Ek2，可知Ek1＞Ek2，即甲物体获得的动能比乙大，C正确，D错．【答案】BC5.(2014·岳阳高一检测)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7­7­7所示，假如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()图7­7­7A．木块所受的合力为零B．因木块所受的力都不对其做功，所以合力做的功为零C．重力和摩擦力做的功代数和为零D．重力和摩擦力的合力为零【解析】物体做曲线运动，速度方向变更，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，所以重力做的功与阻力做的功代数和为零，但重力和阻力的合力不为零，C对，B、D错．【答案】C6．(2014·唐山高一检测)物体在合外力作用下做直线运动的v­t图象如图7­7­8所示．下列表述正确的是()图7­7­8A．在0～1s内，合力做正功B．在0～2s内，合力总是做负功C．在1～2s内，合力不做功D．在0～3s内，合力总是做正功【解析】0～1s内物体的速度增加，物体的动能也始终增加，该过程合力始终做正功，A对；同理，0～2s内合力先做正功，后做负功，总功为正，B错；1～2s内合力做负功，C错；0～3s内物体的速度先增大后减小，动能先增后减，合力先做正功，后做负功，全过程不做功，D错．【答案】A7．(多选)(2013·吉林试验中学高一期末)如图7­7­9所示，一个小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动．小环从最高点A滑到最低点B的过程中，小环线速度大小的平方v2随下落高度h的变更图象可能是图中的()图7­7­9【解析】对小球由动能定理得mgh＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，则v2＝2gh＋veq\o\al(2,0)，当v0＝0时，B正确；当v0≠0时，A正确．【答案】AB8．如图7­7­10所示，一物体由A点以初速度v0下滑究竟端B，它与挡板B做无动能损失的碰撞后又滑回到A点，其速度正好为零．设A、B两点高度差为h，则它与挡板碰前的速度大小为()图7­7­10A.eq\r(2gh＋\f(v\o\al(2,0),4))B.eq\r(2gh)C.eq\r(2gh＋\f(v\o\al(2,0),2))D.eq\r(2gh＋v\o\al(2,0))【解析】设整个滑动过程中物体所受摩擦力大小为Ff，(此力大小不变，下滑时方向向上，上滑时方向向下)．斜面长为s，则对物体由A→B→A的整个过程运用动能定理，得－2Ffs＝－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).同理，对物体由A到B运用动能定理，设物体与挡板碰前速度为v，则mgh－Ffs＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得v＝eq\r(2gh＋\f(v\o\al(2,0),2)).C正确．【答案】C9．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.eq\f(mgL,4) B.eq\f(mgL,3)C.eq\f(mgL,2) D．mgL【解析】小球经过最低点时，有FN－mg＝eq\f(mv\o\al(2,1),L)，解得v1＝eq\r(6gL).小球恰好能通过最高点，有mg＝eq\f(mv\o\al(2,2),L)，解得v2＝eq\r(gL).依据动能定理－mg·2L－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，解得小球克服空气阻力做功Wf＝eq\f(1,2)mgL，所以C对．【答案】C10．(多选)物体沿直线运动的v­t图象如图7­7­11所示，已知在第1秒内合力对物体做功为W，则()图7­7­11A．从第1秒末到第3秒末合力做功为4WB．从第3秒末到第5秒末合力做功为－2WC．从第5秒末到第7秒末合力做功为WD．从第3秒末到第4秒末合力做功为－0.75W【解析】由题中图象可知物体速度变更状况，依据动能定理得第1s内：W＝eq\f(1,2)mv2，第1s末到第3s末：W1＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv2＝0，A错；第3s末到第5s末：W2＝0－eq\f(1,2)mv2＝－W，B错；第5s末到第7s末：W3＝eq\f(1,2)m(－v)2－0＝W，C正确；第3s末到第4s末：W4＝eq\f(1,2)m(eq\f(v,2))2－eq\f(1,2)mv2＝－0.75W，D正确．【答案】CD11．如图7­7­12所示，在距沙坑表面高h＝8m处，以v0＝22m/s的初速度竖直向上抛出一质量m＝0.5kg的物体，物体落到沙坑并陷入沙坑d＝0.3m深处停下．若物体在空中运动时的平均阻力是重力的0.1倍(g＝10m/s2)．求：(1)物体上升到最高点时离开沙坑表面的高度H；(2)物体在沙坑中受到的平均阻力F是多少？图7­7­12【解析】(1)物体上升到最高点时离抛出点h′，由动能定理得－(mg＋f)h′＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)①f＝0.1mg②由①②并代入数据得h′＝22m离开沙坑的高度H＝8＋h′＝30m(2)物体在沙坑中受到的平均阻力为F，从最高点到最低点的全过程中：mg(H＋d)－fH－Fd＝0代入数据得F＝455N【答案】(1)30m(2)455N12．如图7­7­13所示，滑雪者从高为H的山坡上A点由静止下滑，到B点后又在水平雪面上滑行，最终停止在C点．A、C两点的水平距离为s，求滑雪板与雪面间的动摩擦因数μ.图7­7­13【解析】分别选起先滑动时的A点和停止时的C点为始、末状态，以滑雪者为探讨对象．在这两个状态，探讨对象的动能都为零，所以动能的变更量ΔEk＝0.在运动过程中，滑雪者在重力方向上的位移为H，故重力做功WG＝mgH.滑雪者克服滑动摩擦力做功，摩擦力方向始终与滑雪者的运动方向相反，即做负功．在山坡上摩擦力做功：W1＝－f1s1＝－μmgco