8.3 动能和动能定理 同步练习-2021-2022学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册 (word含答案)

文档属性

名称 8.3 动能和动能定理 同步练习-2021-2022学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册 (word含答案)
格式 doc
文件大小 916.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-10-11 08:07:49

图片预览

文档简介

第八章 机械能守恒定律
3.动能和动能定理
1.下面有关动能的说法正确的是(  )
A.物体只有做匀速运动时,动能才不变
B.物体做平抛运动时,水平方向速度不变,物体的动能也不变
C.物体做自由落体运动时,重力做功,物体的动能增加
D.物体的动能变化时,速度不一定变化,速度变化时,动能一定变化
2.改变消防车的质量和速度,能使消防车的动能发生改变。在下列几种情况下,消防车的动能是原来的2倍的是(  )
A.质量不变,速度增大到原来的2倍
B.质量减半,速度增大到原来的4倍
C.速度不变,质量增大到原来的2倍
D.速度减半,质量增大到原来的2倍
3.一物体的速度为v0时,其动能为Ek,当其速度变为2v0时,其动能变为(  )
A.2Ek B.Ek C.4Ek D.Ek
4.一质点做匀加速直线运动,在通过某段位移s内速度增加了v,动能变为原来的9倍。则该质点的加速度为(  )
A. B. C. D.
5.下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系,正确的是(  )
A.物体做变速运动,合外力一定不为零,动能一定变化
B.若合外力对物体做功为零,则合外力一定为零
C.物体的合外力做功,它的速度大小一定发生变化
D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零
6.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.木块所受的合力为零
B.因木块所受的力对其都不做功,所以合力做功为零
C.重力和摩擦力的合力做的功为零
D.重力和摩擦力的合力为零
7.人在距地面h高处抛出一个质量为m的小球,落地时小球的速度为v,不计空气阻力,人对小球做的功是(  )
A.mv2 B.mgh+mv2
C.mgh-mv2 D.mv2-mgh
8.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0~1 s内,合外力做正功
B.在0~2 s内,合外力总是做负功
C.在1~2 s内,合外力不做功
D.在0~3 s内,合外力总是做正功
9 .对于质量一定的物体,下列说法中正确的是(  )
A.物体的运动方向不变时,其动能一定不变
B.物体的速度发生变化时,其动能可能不变
C.物体的速率发生变化时,其动能可能不变
D.物体的动能不变时,其速度一定不变
10.子弹射出枪口时的动能与子弹横截面积的比值称为“枪口比动能”。我国公安部规定:枪口比动能大于等于1.8 J/cm2的认定为枪支;枪口比动能小于1.8 J/cm2而大于0.16 J/cm2的认定为仿真枪;枪口比动能小于等于0.16 J/cm2的认定为玩具枪。有些同学小时候玩过的“BB枪”发射的“塑料BB弹”质量为0.12 g、直径为6 mm、射出枪口时速度约为107 m/s。则关于“BB枪”,你的新认识是(  )
A.是枪支    B.是仿真枪
C.是玩具枪 D.条件不足,不好确定
11.质量约为500 g的足球被踢出时的初速度为20 m/s,某人观察它在空中的飞行情况,上升的最大高度约为5 m,在最高点的速度约为10 m/s,请你估计运动员对足球做的功约为(  )
A.25 J B.50 J
C.75 J D.100 J
12.惊险刺激的“时空之旅”飞车表演中,演员驾着摩托车(总质量为m)在半径为R的球形金属网内壁的竖直平面内做圆周运动。若某次经过最低点时关闭发动机,安装在最低点和最高点的压力传感器测出该圈内车对金属网压力的大小分别是9mg和mg,则从最低点到最高点的过程中,演员及摩托车克服阻力所做的功为(重力加速度大小为g)(  )
A.mgR B.mgR
C.mgR D.mgR
13.从地面竖直向上抛出一只小球,小球运动一段时间后落回地面。忽略空气阻力,该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是(  )
A     B     C     D
14.如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一小球沿水平地面向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面。设小球在斜面最低点A时的速度为v,压缩弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为h,则小球从A到C的过程中弹簧弹力做的功是(  )
A.mgh-mv2 B.mv2-mgh
C.-mgh D.-
15.滑沙运动是继滑冰、滑水、滑雪和滑草之后又一新兴运动,它使户外运动爱好者在运动的同时又能领略到沙漠的绮丽风光。如图所示,人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑,设下滑时受到的恒定阻力是重力的0.3倍,沙坡长度L为100 m,斜面倾角θ为30°,重力加速度g取10 m/s2,求人滑到斜面底端时的速度大小。
16.在百度世界大会上,百度与一汽共同宣布:L4级别完全自动化无人驾驶乘用车将批量生产。有关资料检测表明,当无人驾驶车正以20 m/s的速度在平直公路上行驶时,遇到紧急情况需立即刹车(忽略无人驾驶汽车反应时间)。设该车刹车时产生的加速度大小为8 m/s2。
将上述运动简化为匀减速直线运动,直到汽车停下。(已知无人驾驶汽车质量为1.8 t)求在此过程中该无人驾驶汽车:
(1)动能如何变化?
(2)前进的距离x是多少?
17.从离地面H高处落下一只小球,小球在运动过程中所受的空气阻力是它重力的k(k<1)倍,而小球与地面相碰后,能以相同大小的速率反弹。求:
(1)小球第一次与地面碰撞后,能够反弹起的最大高度是多少;
(2)小球从释放开始,直至停止弹跳为止,所通过的总路程是多少。
18.如图所示,粗糙水平轨道AB与半径为R的光滑半圆形轨道BC相切于B点,现有质量为m的小球(可看成质点)以初速度v0=,从A点开始向右运动,并进入半圆形轨道,若小球恰好能到达半圆形轨道的最高点C,最终又落于水平轨道上的A处,重力加速度为g,求:
(1)小球落到水平轨道上的A点时速度的大小vA;
(2)水平轨道与小球间的动摩擦因数μ。
参考解析
1 C [物体只要速率不变,动能就不变,A错;动能是标量,不能分解,做平抛运动的物体动能逐渐增大,B错;物体做自由落体运动时,其合力等于重力,重力做正功,物体的动能增加,故C正确;物体的动能变化时,速度一定变化,速度变化时,动能不一定变化,故D错。]
2 C [设物体的原始质量为2,原始的速度为1,由公式Ek=mv2,代入数据得,原始动能Ek=1。质量不变,则m=2,速度变为原来的2倍,则v=2,由公式Ek=mv2,代入数据得动能Ek1=4,动能变为原来4倍,故A错误;质量减半,则m=1,速度变为原来的4倍,则v=4,由公式Ek=mv2,代入数据得动能Ek2=8,动能变为原来的8倍,故B错误;速度不变,则v=1,质量变为原来的2倍,则m=4,由公式Ek=mv2,代入数据得动能Ek3=2,动能变为原来的2倍,故C正确;速度减半,则v=,质量增大到原来的2倍,则m=4,由公式Ek=mv2,代入数据得动能Ek4=,动能变为原来的,故D错误。]
3 C [由动能定义式Ek=mv2可知,当物体的速度增大为原来的2倍时,物体的动能变为E′k=m(2v0)2=4Ek,故C正确,A、B、D错误。]
4 B [设质点的初速度为v0,则动能Ek1=mv,由于末动能变为原来的9倍,则可知末速度为原来的3倍,故v′=3v0,Δv=2v0=v,故平均速度==2v0=v,根据位移公式可知,==v,根据加速度定义可知a==,故B正确,A、C、D错误。]
5 C [力是改变物体速度的原因,物体做变速运动时,合外力一定不为零,但合外力不为零时,做功可能为零,动能可能不变,A、B错误;物体的合外力做功,它的动能一定变化,速度大小也一定变化,C正确;物体的动能不变,所受合外力做功一定为零,但合外力不一定为零,D错误。]
6 C [物体做曲线运动,速度方向变化,加速度不为零,故合力不为零,A错误;速率不变,动能不变,由动能定理知,合力做的功为零,而支持力始终不做功,重力做正功,所以重力做的功与摩擦力做的功的代数和为零,但重力和摩擦力的合力不为零,C正确,B、D错误。]
7 D [对全过程运用动能定理得mgh+W=mv2-0,解得W=mv2-mgh,故D正确,A、B、C错误。]
8 A [由v t图知0~1 s内,v增加,动能增加,由动能定理可知合外力做正功,A正确;1~2 s内v减小,动能减小,合外力做负功,0~3 s内,合外力做功为零,B、C、D错误。]
9 B [物体的运动方向不变时,其速度的大小可能变化,其动能可能变化,故A错误;物体的速度发生变化时,其动能可能不变,比如物体做匀速圆周运动,其速度发生变化,而其动能却不变,故B正确;物体的速率发生变化时,其动能一定变化,故C错误;物体的动能不变时,则其速度的大小一定不变,方向可以变化,如物体做匀速圆周运动,故D错误。]
10 A [“塑料BB弹”的质量m=0.12 g=1.2×10-4 kg,射出枪口时速度v=107 m/s,则“塑料BB弹”射出枪口时的动能Ek=mv2=×1.2×10-4×1072 J=0.686 94 J,“塑料BB弹”的直径d=6 mm=0.6 cm,横截面积S=πd2=×3.14×0.62 cm2=0.2826 cm2,则“枪口比动能”为= J/cm2≈2.4 J/cm2>1.8 J/cm2,则“BB枪”是枪支,故A正确,B、C、D错误。]
11 D [在足球被踢出瞬间,应用动能定理求解运动员对足球做的功,W=mv2=×0.5×202 J=100 J。]
12 A [在最低点,根据牛顿第二定律有N1-mg=m,N1=9mg,解得v=8gR;在最高点,根据牛顿第二定律有N2+mg=m,N2=mg,解得v=2gR,在最低点到最高点的过程中,由动能定理得-mg×2R-Wf=mv-mv,解得Wf=mgR,故A正确,B、C、D错误。]
13 A [小球做竖直上抛运动时,速度v=v0-gt,根据动能Ek=mv2得Ek=m(v0-gt)2,Ek与t成二次函数关系,开口向上,小球下落时,Ek=mv2=t2,Ek与t成二次函数关系,开口向上,故A正确。]
14 A [小球从A点运动到C点的过程中,重力和弹簧的弹力对小球做负功,由于支持力与小球位移方向始终垂直,故支持力对小球不做功,由动能定理,可得WG+WF=0-mv2,重力做的功为WG=-mgh,则弹簧的弹力对小球做的功为WF=mgh-mv2,A正确。]
15 [答案] 20 m/s
[解析] 人和滑沙板受到重力、支持力和阻力的作用,重力做功为mgLsin α,支持力不做功,阻力做功为-0.3 mgL,初动能为Ek1=0。
应用动能定理WG+Wf=Ek2-Ek1
mgLsin θ-0.3 mgL=mv2-0
代入数值后,得v=20 m/s。
16[答案] (1)减小 (2)25 m
[解析] (1)无人驾驶汽车做匀减速直线运动,其速度不断减小,质量不变,由Ek=mv2得汽车的动能不断减小。
(2)由牛顿第二定律知受到阻力的大小
f=ma
解得f=1.44×104 N
初动能Ek=mv2
解得Ek=3.6×105 J
减速过程由动能定理得-fx=0-Ek
解得x=25 m。
17 [答案] (1)H (2)
[解析] (1)设小球第一次与地面碰撞后,能够反弹起的最大高度是h,则由动能定理得
mg(H-h)-kmg(H+h)=0,
解得h=H。
(2)设小球从释放开始,直至停止弹跳为止,所通过的总路程是s,对全过程由动能定理得mgH-kmgs=0,解得:s=。
18 [答案] (1) (2)0.25
[解析] (1)mg=m,得vC=,从C到A由动能定理得mg·2R=mv-mv,得vA=。
(2)AB的距离为xAB=vCt=×=2R
从A出发回到A由动能定理得
-μmgxAB=mv-mv,解得μ=0.25。