3动能和动能定理同步测试卷
一、单选题
1.某同学投掷铅球,每次出手时,铅球速度的大小相等,但方向与水平面的夹角不同,关于出手时铅球的动能,下列判断正确的是( )
A.夹角越大,动能越大 B.夹角越大,动能越小
C.夹角为45°时,动能最大 D.动能的大小与夹角无关
2.排球是我们三中的体育特色。某同学在体育课上进行排球训练,一次垫球时,他用双臂将排球以原速率斜向上垫回,球在空中运动一段时间后落地。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.垫球过程该同学对球做功不为零 B.垫球过程该同学对球做功为零
C.球在上升过程中处于超重状态 D.球在下落过程中处于超重状态
3.如图所示,在北戴河旅游景点之一的南戴河滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB′(均可看作斜面),甲、乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙橇从A点由静止开始分别沿AB和AB′滑下,最后都停在水平沙面BC上。设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同,斜面与水平面连接处可认为是圆滑的。则下列说法中正确的是( )
A.甲在B点的速率一定等于乙在B′点的速率
B.甲在B点的速率一定小于乙在B′点的速率
C.甲滑行的总路程一定等于乙滑行的总路程
D.甲、乙从A点出发到停下,两人位移的大小相等
4.如图所示,高为h=2m的斜轨道ab与半径为r=40cm的圆轨道平滑连接。质量为m=100g的小球从a点由静止开始滑下,运动到圆形轨道的最高点c处时,对轨道的压力等于物体的重力。重力加速度大小g= 10m/s2,则物体从a运动到c的过程中克服摩擦力所做的功为( )
A.0.1 J B.0.4 J C.0.8J D.1.6J
5.如图是某卫星发射的模拟示意图,先将卫星送入近地圆形轨道Ⅰ,在轨道Ⅰ上的A处点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,在轨道Ⅱ上的B处再次点火进入圆形预定轨道Ⅲ绕地球做圆周运动,不考虑卫星的质量变化。下列说法正确的是( )
A.卫星在A处变轨要加速,在B处变轨要减速
B.卫星在轨道I上的加速度小于在轨道Ⅲ上的加速度
C.卫星在轨道I上运动的动能小于在轨道Ⅲ上的动能
D.卫星在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期
6.如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平、长度为2R;bc是半径为R的四分之一圆弧,与ab相切于b点。一质量为m的小球,始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始到其运动轨迹最高点,动能的增量为( )
A.2mgR B.4mgR C.5mgR D.6mgR
7.如图所示,一水平传送带始终保持恒定速率v沿顺时针方向运行,将一质量为m的物体轻放在最左端A处,物体先做匀加速直线运动,随后与传送带共速做匀速直线运动。则在整个过程中,下列说法正确的是( )
A.传送带对物体做的功为
B.物体对传送带做的功为
C.传送带与物体间因摩擦产生的热量为
D.传送带因传送物体而多消耗的电能为
二、多选题
8.关于动能的理解,下列说法正确的是( )
A.一般情况下,Ek = mv2中的v是相对于地面的速度
B.动能的大小由物体的质量和速率决定,与物体的运动方向无关
C.物体以相同的速率向东和向西运动,动能的大小相等、方向相反
D.当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化
9.某同学用水平拉力拉在粗糙水平面上的物体,在拉力作用下物体沿直线运动的v﹣t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.物体在第1s内的位移大小为4m
B.物体在第7s内的位移大小为3m
C.第1s内合力做的功与前2s内合力做的功一定相等
D.在1s~2s内,物体克服摩擦力做的功与在5s~7s内物体克服摩擦力做的功相等
10.质量为2.0kg的物块,在合力F的作用下由静止开始运动,F随时间t的变化如图所示,则( )
A.时物块的速率为1.0m/s B.时物块的动能为2.0J
C.内,F对物块做的总功为0 D.内F对物块一直做负功
11.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
12.如图所示,水平桌面上的轻质弹簧左端固定,右端与静止在O点的小物块接触而不连接,此时弹簧无形变。现对物块施加大小恒为F、方向水平向左的推力,当物块向左运动到A点时撤去该推力,物块继续向左运动,最终物块运动到B点静止。已知物块质量为m,与桌面间的动摩擦因数为,,,重力加速度为g。以下说法正确的是( )
A.物块在O点刚开始运动时的加速度大小
B.在推力作用的过程中,物块的速度可能一直增大
C.在物块向右运动过程中,经过O点速度大小为
D.在物块运动的整个过程中,弹性势能的最大值
三、解答题
13.如图所示,长为的轻质细线一端固定于点,另一端系一质量的小球,把小球拉到A点由静止释放,、A在同一水平面上,为小球运动的最低点。忽略空气阻力,重力加速度。求:
(1)小球到达点时的速度大小;
(2)小球到达点时细线的拉力大小。
14.张吉怀高速铁路有望开通。高速铁路建设对湘西发展有重要意义,承载着全州人民对更高速便捷出行和更美好生活的向往与期盼。高速铁路采用多节动车车厢提供动力,从而达到快速行驶的目的。总质量为的“复兴号”动车组有四节动力车厢,每节车厢发动机的额定功率均为,在平直的轨道上行驶时动车组所受的阻力与其速率成正比(F阻=kv,比例系数未知),动车组能达到的最大速度为。
(1)当动车组以匀速行驶时,四节动力车厢输出的总功率P总与每节动力车厢发动机额定功率P的比值为多少?
(2)若四节动力车厢输出功率均为额定值,动车组从静止启动,经过时间达到最大速度,则这一过程中该动车组克服阻力做的功为多少?
(3)若四节动力车厢输出功率均为额定值,动车组从静止启动,在速度达到时,动车组的加速度为多大?
15.如图所示,静止的水平传送带AB左端与水平面BC相连,BC左端是竖直光滑半圆轨道CDE,质量为m =1 kg的物块(可视为质点)以的初速度从传送带A点向左运动,已知传送带AB长度L1=3 m,BC长度L2=1 m,半圆轨道半径R =0.5 m,物块与传送带及水平面之间的动摩擦因数均为μ=0.25 ,重力加速度大小g = 10 m/s2,不计空气阻力,求∶(结果可用根式表示)
(1)物块到达C点速度的大小;
(2)要使物块恰好到达最高点E ,传送带应沿顺时针还是逆时针方向转动?并计算传送带转动时的线速度大小。
16.如图所示,质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置。在下列三种情况下,分别用水平拉力F将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置。已知重力加速度为g,求下述情况下拉力F做的功各是多少?
(1)用F缓慢地拉;
(2)F为恒力;
(3)若F为恒力,而且拉到该位置时小球的速度刚好为零。
3动能和动能定理同步测试卷参考答案
1.D
【详解】
动能只与速度大小有关,每次出手时,铅球速度的大小相等,故动能相等,与夹角无关,D正确。
故选D。
2.B
【详解】
AB.垫球过程中,排球以原速率斜向上垫回,则排球的动能变化为零,则该同学对球做功为零,故A错误,B正确;
CD.球在上升过程中和下降过程中只受重力作用,加速度向下,则处于失重状态,选项CD错误。
故选B。
3.D
【详解】
AB.设斜面的倾角为θ,斜面的长度为s,两人在斜面下滑的过程中,根据动能定理得
mgh-μmgcosθ·s=mv2-0
scosθ是斜面底边的长度,因为斜面AB的底边短,则沿AB段到达B点的速率大,AB错误;
CD.设在水平沙面滑行的距离为s2,对全过程运用动能定理得
mgh-μmgcosθ·s1-μmg·s2=0
整理得
mgh-μmgs水平=0
因为两人沿两轨道滑行的水平位移相等,故两人的位移相同,根据几何关系知甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程,C错误,D正确。
故选D。
4.C
【详解】
小球运动到c点时受到重力和轨道对它的压力,由圆周运动知识可知
又
联立两式解得
在小球从a点运动到c点的过程中,由动能定理有
代入数据解得
故选C。
5.D
【详解】
A.卫星在A、B两处变轨都是从低轨道到高轨道都要加速,A错误;
B.由a = 可知,卫星在轨道I的半径小于轨道Ⅲ的半径,卫星在轨道I上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度,B错误;
C.由v = 可知,卫星在轨道I的半径小于轨道Ⅲ的半径,卫星在轨道I上的速度大于在轨道Ⅲ上的速度,再由Ek = mv2,可知卫星在轨道I上运动的动能大于在轨道Ⅲ上的动能,C错误;
D.由开普勒第三定律可知, = C,由于卫星在轨道Ⅱ上的半长轴小于在轨道Ⅲ上运行的半径,则卫星在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期,D正确。
故选D。
6.C
【详解】
由题意知水平拉力为
F= mg
设小球达到c点的速度为v,从a到c根据动能定理可得
F3R- mgR=
解得
v=
小球离开c点后,竖直方向做竖直上抛运动,水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,设小球从c点达到最高点的时间为t,则有
此段时间内水平方向的位移为
x=
所以小球从a点开始运动到其轨迹最高点,小球在水平方向的位移为
L=3R+2R=5R
此过程中小球的机械能增量为
△E=FL=mg5R=5mgR
故C正确;ABD错误。
故选C。
7.A
【详解】
A.由动能定理可得
则传送带对物体做的功为,A正确;
B.由运动学规律可得
物体的位移为
由动能定理可得
传送带的位移为
物体对传送带做的功为
联立解得
B错误;
C.传送带与物体间因摩擦产生的热量为
C错误;
D.根据能量守恒定律可得
传送带因传送物体而多消耗的电能为,D错误。
故选A。
8.AB
【详解】
动能是标量,由物体的质量和速率决定,与物体的运动方向无关,动能具有相对性,无特别说明,一般指相对于地面的动能。
故选AB。
9.BCD
【详解】
AB.因v-t图像的面积等于位移,由图像可知,物体在第1s内的位移大小x1=2m,在第7s内的位移大小x7=3m,选项A错误、B正确;
C.因第1s末的速度和第2s末的速度相等,可知第1s内与前2s内动能变化相同,则合力做的功一定相等,选项C正确;
D.在1s~2s内物体的位移大小等于5s~7s内物体位移大小,则在1s~2s内,物体克服摩擦力做的功与在5s~7s内物体克服摩擦力做的功相等,选项D正确。
故选BCD。
10.AD
【详解】
A.时物块的速率为
所以A正确;
B.时物块的速度为
时物块的动能为
所以B错误;
C.物体在前2s做匀加速直线运动,后2s做匀减速直线运动,则时物块的速度为
根据动能定理有
所以内,F对物块做的总功为1.0J,则C错误;
D.内F对物块一直做负功,所以D正确;
故选AD。
11.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。
12.BCD
【详解】
A.由牛顿第二定律得
可得
故A错误;
B.在推力作用下的过程中,推力一直大于摩擦力和弹力之和,即做加速度逐渐减小的加速运动,所以加速度一直减小,速度一直增大,故B正确;
C.从O到B的过程由动能定理得
解得
故C正确;
D.设物块从O点向左运动x后返回,由功能关系得
由最左侧到B点的过程由功能关系得
解得
故D正确。
故选BCD。
13.(1);(2)
【详解】
(1)小球从A到B过程,由动能定理可得
解得小球在最低点的速度
(2)小球在点,由牛顿第二定律得
解得细线的拉力
14.(1);(2);(3)
【详解】
(1)以最大速度为匀速时有
以匀速行驶时有
解得
(2)整个过程由动能定理有
克服阻力的功
(3)速度达到时,有
此时由牛顿第二定律有
又
解得
15.(1);(2)逆时针,
【详解】
(1)物块A到C的过程,由动能定理得
可得
(2)物块到达E点时,最小速度需要满足
所以
物块恰好到达E点,根据动能定理得,物块离开传送带的速度满足
得
如果传送带静止,则物块从A到B过程,由动能定理得
可得
故传送带必须逆时针转动,物块由减速到的过程中移动
要使物块恰好到达最高点E ,物块在传送带上先匀减速后匀速,所以传送带逆时针转动的速度大小为。
16.(1)mgL(1-cosθ);(2)FLsinθ;(3)FLsinθ或mgL(1-cosθ)
【详解】
(1)若用F缓慢地拉,则显然F为变力,由动能定理得
WF-mgL(1-cosθ)=0
即
WF=mgL(1-cosθ)
(2)对恒力F做的功,由公式W=Flcosα得
WF=FLsinθ
(3)解法一:对恒力F做功,由公式W=Flcosα得
WF=FLsinθ
解法二:由动能定理得
WF-mgL(1-cosθ)=0
故
WF=mgL(1-cosθ)
试卷第1页,共3页