1.3动能和动能定理 同步练习（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册
1.3动能和动能定理 同步练习（解析版）
1．下列物理量中属于标量且是状态量的是（　　）
A．动能 B．速度 C．加速度 D．功
2．我国自主研发的火车探测器“天问一号”于2021年2月10日成功被火星捕获，顺利“刹车”进入预定轨道。假设“天问一号”在圆周1轨道的轨道半径为r，动能为Ek；多次变轨到圆周2轨道后，动能增加了△E，则2轨道的半径为（　　）
A． B． C． D．
3．物体沿粗糙斜面底端以一初速度上滑到顶端又滑回到底端。下列关于物体的动能随时间的变化图像正确的是（　　）
A．B．C．D．
4．4月29日，我国空间站核心舱“天和"在海南文昌航天发射场发射升空，准确进入离地高度约为300km的圆轨道上运行。已知“天和”的质量为m、运行周期为T、轨道半径为r，地球半径为R，引力常量为G，则可知（　　）
A．“天和”运行的周期大于地球自转的周期
B．“天和”运行的速度大于第一宇宙速度
C．“天和”的动能为
D．地球的质量为
5．如图所示，棋子压着纸条，放在光滑水平桌面上。第一次沿水平方向将纸条抽出，棋子落在地面上的P点。将棋子、纸条放回原来的位置，仍沿原水平方向将纸条抽出，棋子落在地面上的Q点，与第一次相比（　　）
A．棋子受到纸条的摩擦力较大
B．纸条对棋子的作用时间较短
C．纸条对棋子做的功较多
D．棋子离开桌面至落地过程中动能增量较大
6．阜城某高一年级的小明同学在五一假期期间，陪伴家人一起去观赏阜阳市双清湾公园的音乐喷泉。经询问工作人员得知，喷泉主喷口喷岀的水柱最大高度约为20层楼高，喷口横截面积约为，小明同学据此结合相关物理知识估算了给喷管喷水做功的电动机的最小输出功率，然后与几位同学交流了计算结果，他们得到了下列四个答案，你觉得哪个答案是合理的（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，质量为的物块放置在水平可转动平台上，物块与平台转轴相距，开始时物块与平台均静止。某时刻平台开始缓缓加速转动，转动圈时物块恰好相对平台滑动。已知物块与转台之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从开始转动至物块恰好相对转台滑动过程中，摩擦力对物块做的功为（　　）
A．0 B． C． D．
8．如图所示，水平传送带以恒定的速度v运动，一质量为m的小物块轻放在传送带的左端，经过一段时间后，物块和传送带以相同的速度一起运动。已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则（　　）
A．物块加速运动时的加速度为μg
B．物块加速运动的时间为
C．整个过程中，传送带对物块做的功为
D．整个过程中，摩擦产生的热量为
9．如图所示，倾角为θ的足够长的传送带顺时针匀速转动，把一物体由静止放置到传送带的底端，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，则物体从底端运动到顶端的过程中（　　）
A．μ可能小于tanθ
B．物体与传送带达到共同速度后，能随传送带一起匀速运动
C．物体在加速运动过程中传送带通过的位移是物体位移的2倍
D．传送带对物体所做的功大于物体机械能的增量
10．质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力的作用，下落的加速度为g，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．物体重力做功-mgh B．物体的重力做功mgh
C．物体克服阻力做功mgh D．物体的动能增加了mgh
11．如图甲所示，在一次体能训练中，运动负腰部系着不可伸长的绳拖的质量m=11kg的轮胎从静止开始沿着平直的跑道加速奔跑，绳与水平跑道的夹角是37°，5s后拖绳从轮胎上脱落，轮胎运动的v-t图象如图乙所示，不计空气阻力，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．轮胎与水平跑道间的动摩擦因数μ=0.2
B．拖绳拉力的大小是70N
C．0~5s内，轮胎克服摩擦力做功为1375J
D．6s末，轮胎克服摩擦力做功的功率为275W
12．如图所示，电梯总质量为M，它的水平地板上放置一质量为m的物体，电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当上升高度为h时，电梯的速度达到v，则在这段过程中，以下说法正确的是（　　）
A．电梯地板对物体的支持力所做的功等于mv2
B．电梯地板对物体的支持力所做的功等于mv2＋mgh
C．钢索的拉力做的功等于Mv2＋Mgh
D．钢索的拉力做的功大于Mv2＋Mgh
13．2020年12月1日，嫦娥五号着陆器和上升器组合体从距离月面约15公里处开始实施动力下降，7500牛变推力发动机开机（推力变化范围1500N---7500N），逐步将组合体相对月球速度从约1.73公里/秒降为零，成功地降落在月球表面。已知地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.80m/s2，嫦娥五号着陆器和上升器组合体的质量为60kg，求：
（1）月球表面的重力加速度
（2）嫦娥五号着陆器和上升器组合体实施动力下降的过程发动机平均推力所做的功。（计算结果保留两位小数）
14．电动玩具遥控汽车沿水平直线从A处由静止出发到达8m处的B点。汽车前一段时间做匀加速直线运动，达到额定功率后继续加速运动，然后做匀速运动到达B处。已知玩具汽车质量2kg，额定功率10W，运动过程中受到的阻力恒为4N，匀加速阶段末速度为2m/s。求：
（1）汽车在匀加速阶段的位移；
（2）汽车从A到B的时间。
15．如图甲所示，一物体以一定的速度沿足够长斜面向上运动，当斜面倾角为和时物体运动的动能随物体在斜面上向上滑行的距离x的关系分别如图乙中的所示，物体与斜面间的动摩擦因数始终保持不变，已知重力加速度。
（1）求物体与斜面间的动摩擦因数和物体的初速度大小；
（2）求θ为多大时，x值最小，并求出x的最小值。
16．一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后汽车保持功率不变又加速行驶了200m，直到获得最大速度后才匀速行驶，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到的阻力恒为车重的0.1倍，g取，求：
（1）前5s内的牵引力；
（2）汽车的最大速度：
（3）汽车从达到额定功率到获得最大速度所用的时间。
参考答案
1．A
【详解】
动能、功只有大小没有方向是标量，速度、加速度有大小有方向是矢量；其中，功是过程量，动能是状态量。
故选A。
2．A
【详解】
探测器在半径为r的轨道1上时，根据
得卫星的动能为
同理：当卫星到达轨道2上时，动能为
联立解得轨道2的半径
故选A。
3．B
【详解】
物体沿斜面上滑时，由牛顿第二定律有
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
物体沿斜面下滑时有
mgsinθ μmgcosθ=ma2
可知
a1>a2
即上滑时间t1小于下滑时间t2；
物体沿斜面上下滑动时，动能随时间变化的关系式
Ek t的图象是开口向上的抛物线。
故选B。
4．D
【详解】
A．地球同步卫星离地面的高度为36000km，根据
解得
则“天和”运行的周期小于同步卫星的周期，则小于地球自转的周期，所以A错误；
B．根据
解得
则轨道半径越大，卫星的运行速度越小，则“天和”运行的速度小于第一宇宙速度，所以B错误；
C．根据
“天和”的动能为
所以C错误；
D．根据
解得
所以D正确；
故选D。
5．C
【详解】
A．两次由于正压力不变，根据滑动摩擦力公式
纸带对棋子的摩擦力没变， A错误；
BC．棋子离开桌面后做平抛运动，由于竖直分位移相同，根据竖直方向运动规律可知时间相同，由于第二次水平分位移较大，所以第二次做平抛运动的初速度大，根据
可知第二次纸条对棋子的作用时间较长，根据动能定理，第二次纸条对棋子的摩擦力做功较多，B错误C正确；
D．根据动能定理可知，动能的增量等于合外力的功，由于不计空气阻力，则合力的功即为重力的功，由题可知重力的功相等，故动能的增量相等，D错误。
故选C。
6．D
【详解】
每层楼的高度约为
总高度
由
其中重力加速度大小
水的质量
其中水的密度
水的速度大小
根据动能定理有
解得
选项D正确，ABC错误。
故选D。
7．B
【详解】
物体即将滑动时，最大静摩擦力提供向心力
得
物体做加速圆周运动过程
解得
故选B。
8．AD
【详解】
A．物块加速运动时，由牛顿第二定律得
μmg=ma
可得a=μg，故A正确；
B．物块加速运动的时间为
故B错误；
C．整个过程中，根据动能定理得传送带对物块做的功为
故C错误；
D．物块加速运的动时间内传送带的位移为
x带=vt
物块的位移为
x物
物块与传送带间相对位移大小为
△x=x带-x物
整个过程中，摩擦产生的热量为
故D正确。
故选AD。
9．BC
【详解】
AB．物体能随传送带上升，则
即
则物体与传送带达到共同速度后，能随传送带一起匀速运动，选项A错误，B正确；
C．设物体加速的时间为t，则此过程中传送带的位移vt，物体的位移，即传送带通过的位移是物体位移的2倍，选项C正确；
D．由能量关系可知，传送带对物体所做的功等于物体机械能的增量，选项D错误。
故选BC。
10．CD
【详解】
AB．物体重力做功
故AB错误；
C．根据牛顿第二定律得
解得阻力大小为
物体克服阻力所做的功
故C正确；
D．根据牛顿第二定律得
根据动能定理得
即物体的动能增加了mgh，故D正确。
故选CD。
11．BD
【详解】
AB．轮胎匀减速直线运动的加速度大小为
轮胎与水平地面间的动摩擦因数为
匀加速运动的加速度大小为
根据牛顿第二定律得
代入数据解得
故A错误，B正确；
C．0~5s内，运用动能定理得
其中
代入数据解得
故C错误；
D．6s末，轮胎克服摩擦力做功的功率为
故D正确；
故选BD。
12．BD
【详解】
AB．由动能定理知，对物体有
解得
A错误，B正确；
CD．对电梯和物体整体根据动能定理得
解得
显然，钢索的拉力做的功大于Mv2＋Mgh，C错误，D正确。
故选BD。
13．（1）1.66m/s2；（2）-9.15×107J
【详解】
（1）设地球的质量为M地，地球表面处的重力加速度为g地，地设月球的质量为M月，月球表面处的重力加速度为g月，在星球表面附近，重力近似等于万有引力，得
…….①
…….②
由①②代入数据得g月=1.66m/s2
(1)组合体实施动力下降的过程，由动能定理有:
解得
14．（1）4m；（2）5.825s
【详解】
（1）在匀加速运动过程结束时已达到额定功率，牵引力
汽车的加速度
匀加速运动的位移
（2）匀加速运动的时间
以额定功率运动过程中，最后匀速运动的速度为
由动能定理得
解得
汽车从A到B的时间
15．（1）；；（2）；
【详解】
（1）结合图象，根据动能定理可得，当时，有
当时，有
解得
又
解得
（2）对于任意角度，根据动能定理可得，物体对应的最大距离x满足的关系式为
对该式变形可得
，
x的最小值为
对应的
16．（1）（2）30m/s（3）20s
【详解】
（1）汽车受到阻力为
从v-t图象可得前5s加速度为
由牛顿第二定律
可得
（2）汽车在5s末达到额定功率
接着以额定功率加速，当牵引力减小至阻力大小，速度达到最大
得
（3）由动能定理
带入数据解得