8.3动能与动能定理课时练习—湖南省邵阳市武冈市展辉学校2020-2021学年高一下学期物理必修(2019)第二册(Word含答案)

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名称 8.3动能与动能定理课时练习—湖南省邵阳市武冈市展辉学校2020-2021学年高一下学期物理必修(2019)第二册(Word含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-11-03 12:33:08

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湖南武冈市展辉学校2020-2021学年高一物理必修(2019)第二册第八章机械能守恒定律第3节动能与动能定理课时练习(人教版Word版,含答案)
一、单选题
1.改变汽车的质量和速率,都能使汽车的动能发生变化,在下面几种情况中,汽车的动能变为原来的2倍的是(  )
A.质量不变,速率变为原来的2倍 B.质量和速率都变为原来的2倍
C.质量变为原来的2倍,速率减半 D.质量减半,速率变为原来的2倍
2.如图所示,在倾角为α=30°的光滑斜面上,有一根长为L=0.8m的轻杆,一端固定在O点,另一端系一质量为m=0.2kg的小球,沿斜面做圆周运动,取g=10m/s2,若要小球能通过最高点A,则小球在最低点B的最小速度是(  )
A.4m/s B.2m/s
C.2m/s D.2m/s
3.2021年东京奥运会上,全红婵获得10米跳台跳水的冠军。若跳水运动员从10米高处的跳台跳下,设水的平均阻力均为运动员体重的3倍,在粗略估算中把运动员当作质点处理,为了保证运动员的人身安全,池水深度至少为(  )
A. B. C. D.
4.如图所示,电梯质量为M,在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竖直向上加速运动,当电梯的速度由v1增加到v2时,上升高度为H,重力加速度为g,则在这个过程中,下列说法或表达式正确的是(  )
A.对物体,动能定理的表达式为WN=mv22,其中WN为支持力做的功
B.对物体,动能定理的表达式为W合=0,其中W合为合力做的功
C.对物体,动能定理的表达式为WN-mgH=mv22-mv12
D.对电梯,其所受合力做功为Mv22-Mv12-mgH
5.某人乘坐一竖直电梯从商场一楼到四楼的v-t图像如图所示。下列说法正确的是(  )
A.一楼到四楼的高度为10 m
B.0~2s内的平均速度等于6 s~7 s内的平均速度
C.整个过程中,电梯对人的支持力在4s末时功率最大
D.0~6s人所受合力做的功的数值大于6s~8s人所受合力做的功数值
6.如图所示,皮带传送装置顺时针以某一速率匀速转动,若将某物体P无速度地放到皮带传送装置的底端后,物体经过一段时间与传送带保持相对静止,然后和传送带一起匀速运动到了顶端,则物体P由底端运动到顶端的过程中,下列说法正确的是(  )
A.摩擦力对物体P一直做正功
B.合外力对物体P一直做正功
C.支持力对物体P做功的平均功率不为0
D.摩擦力对物体P做功的平均功率等于重力对物体P做功的平均功率
7.复兴号动车在世界上首次实现速度自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为的动车,初速度为,以恒定功率在平直轨道上运动,经时间达到该功率下的最大速度,设动车行驶过程所受到的阻力保持不变。动车在时间内(  )
A.牵引力的功率 B.做匀加速直线运动
C.动力车的位移 D.牵引力做功
8.如图所示,三个相同小球甲、乙、丙的初始位置在同一水平高度。小球甲从竖直固定的四分之一光滑圆弧轨道顶端由静止滑下,轨道半径为R,轨道底端切线水平。小球乙从离地高为R的某点开始做自由落体。小球丙从高为R的固定光滑斜面顶端由静止滑下。则(  )
A.甲、乙、丙刚到达地面时速度相同
B.甲、丙两球到达轨道底端时重力的瞬时功率相同
C.乙球下落过程中重力的平均功率大于丙球下滑过程中重力的平均功率
D.若仅解除光滑斜面与光滑水平地面间的固定,丙球释放后斜面对其不做功
9.如图所示,A、B是两个在轨运行的人造天体,此都绕地球做匀速圆周运动,则下列说法中正确的是( )
A.A运行的角速度小于B运行的角速度
B.A运行的角速度大于B运行的角速度
C.A具有的动能大于B具有的动能
D.A、B两个人造天体中,如果一个是空间站,另一个是给空间站运送给养的飞船,则A可能是空间站
10.如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一小球向右滑行,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,不计小球与弹簧碰撞过程中的能量损失,则弹簧被压缩至C点过程中,弹簧对小球做的功为(  )
A.mgh-mv2 B.mv2-mgh C.mgh+mv2 D.mgh
11.青青四季滑雪滑草乐园位于河北省邯郸市,交通便利,风景秀丽。如图所示,在滑雪比赛中,一运动员(视为质点)从弧形雪坡上距弧形雪坡底端高度为处滑下,从弧形雪坡底端水平飞出后,落到斜面雪坡上。若斜面雪坡的倾角为,不计一切阻力,则运动员在空中运动的过程中到斜面雪坡的最大距离为(  )
A. B.
C. D.
12.如图所示,在半径为R的半球形容器(容器固定)边缘C点(与球心O点等高)正上方某处(图中未画出),一质量为m可视为质点的小球由静止释放。若小球恰好能到达A点,且经过最低点B时,对容器的正压力为。设小球自C点滑到B点、B点滑到A点的过程中,摩擦力对其所做的功分别为、。重力加速度为g,小球与容器壁动摩擦因数处处相同,则下列各项正确的是(  )
A. B.
C. D.
二、多选题
13.下列说法中正确的是(  )
A.只要物体受力的同时又发生了位移,则一定有力对物体功
B.一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动
C.运动物体所受的合外力为零,则物体的动能肯定不变
D.物体的动能和速度有关,所以动能是矢量
14.质量为 的物体以某一初速度在水平面上滑行,由于摩擦力的作用,其动能随位移变化的关系图线如图所示,重力加速度,以下说法中正确的是(  )
A.物体与水平面间的动摩擦因数为 B.物体与水平面间的动摩擦因数为
C.物体滑行的总时间为 D.物体滑行的总时间为
15.如图甲所示,质量为m=5.0kg的物体静止在水平地面上,在水平推力F作用下开始运动,水平推力F随位移x变化的图像如图乙所示(x=4.0m后无推力存在)。已知物体与地面之间的动摩擦因数μ=0.50,取重力加速度 g=10 m/s2。下列选项正确的是(  )
A.物体从开始运动到距出发点4m,加速度先减小后增大
B.在距出发点3m位置时物体的速度达到最大
C.物体的最大速度为m/s
D.物体在水平地面上运动的最大位移是16.0m
16.一个质量为0.3 kg的弹性小球,在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同,则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中小球的动能变化量ΔEk为(  )
A.Δv=0 B.Δv=12 m/s C.ΔEk=1.8 J D.ΔEk=0
三、填空题
17.质量为lkg的滑块,以6m/s的初速度沿光滑的水平面向左滑行,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,滑块的速度方向变成向右,大小是6m/s,则在这段时间里水平力做的功为_________J.
18.在曲线运动中物体的速度___________发生变化(填“一定”或“不一定”)。物体的动能___________发生变化(填“一定”或“不一定”)。
四、解答题
19.如图所示是某空降兵进行空降训练。空降兵坠离机舱后,先自由下落一段距离,然后再打开降落伞做减速运动,直至安全着落。设某次训练的高度为h,未打开降落伞时,空气阻力可忽略不计,打开降落伞后,空气阻力等于重力的2倍,空降兵坠离机舱时速度为零,达到地面时的速度也可视为零,重力加速度为g,试求:
(1)打开降落伞后运动的距离;
(2)下落运动过程所用的时间。
20.有一长为L的木块,质量为M,静止地放在光滑的水平面上,现有一质量为m的子弹(可视为质点)以初速度v0入射木块,若在子弹穿出木块的过程中,木块发生的位移为S,求子弹射出木块后,木块和子弹的速度分别为多大?(设子弹在木块中受到的阻力恒为f)
参考答案
1.D
【详解】
由动能表达式
可知,m不变,v变为原来的2倍,Ek变为原来的4倍,同理,m和v都变为原来的2倍时,Ek变为原来的8倍,m变为原来的2倍,速率减半时,Ek变为原来的一半,m减半,v变为原来的2倍时,Ek变为原来的2倍,D正确。
故选D。
2.C
【详解】
设小球恰好通过点A时的速度大小为vA,此时对应B点的速度最小,设为vB,在A点根据牛顿第二定律有

对小球从A到B的运动过程,由动能定理有

联立①②解得
故选C。
3.C
【详解】
设池水的最小深度为,跳台高为,对整个过程,由动能定理得

联立解得
故选C。
4.C
【详解】
ABC.物体受重力和支持力作用,根据动能定理可得
WN-mgH=mv22-mv12
AB错误,C正确;
D.对电梯,合力做功等于电梯动能的变化量,故其所受合力做功为
W=Mv22-Mv12
D错误。
故选C。
5.B
【详解】
A.电梯在运动过程中上升的高度为图像所围起来的面积
A错误;
B.0~2 s内的平均速度
等于6s~7 s内的平均速度
B正确;
C.整个过程中2 s末时速度是最大值,物体在0~2 s内做的匀加速运动,加速度方向向上,超重,支持力大于重力,2s~6 s匀速支持力等于重力,6 s~7 s物体减速运动,加速度向下,是失重,支持力小于重力,则根据
整个过程中2 s末时电梯对人的支持力功率最大,C错误;
D.根据动能定理,0~6 s人所受合力做的功
6 s~8 s人所受合力做
功数值相等,D错误。
故选B。
6.A
【详解】
A.物体P由底端运动到顶端的过程中,物体P先受到沿皮带平面向上的滑动摩擦力的作用,后受到沿皮带平面向上的静摩擦力的作用,摩擦力的方向始终与物体运动方向相同,摩擦力对物体P一直做正功,故A正确;
B.物体P由底端运动到顶端的过程中,物体的动能先增加后不变,根据动能定理可知,合外力对物体P先做正功,后不做功,故B错误;
C.物体P由底端运动到顶端的过程中,支持力的方向与运动的方向垂直,由此可知支持力对物体不做功,所以支持力对物体P做功的平均功率为0,故C错误;
D.物体P由底端运动到顶端的过程中,物体的动能增加,根据动能定理可知,摩擦力对物体 P所做的功大于重力对物体P所做的功,由于做功的时间相同,故摩擦力对物体P做功的平均功率大于重力对物体P做功的平均功率,故D错误。
故选A。
7.A
【详解】
A.动车达到最大速度时,牵引力等于阻力,所以
故A正确;
B.机车启动的过程中,随着速度的增加,牵引力逐渐减小,而阻力逐渐增加,加速度逐渐减小,因此动车做加速度逐渐减小的加速运动,故B错误;
C.从到最大速度的过程中,由动能定理得
解得
故C错误;
D.牵引力做的功
故D错误。
故选A。
8.C
【详解】
A.甲、乙、丙球刚到达地面时速度大小相同方向不同,A项错误;
B.甲球到达轨道底端时速度方向与重力方向垂直,瞬时功率为零,而丙球到达轨道最低点时瞬时功率并不为零,B项错误;
C.乙球下落和丙球下滑过程中重力做功相同,但乙球下落时间较短,乙球下落过程中重力的平均功率较大,C项正确;
D.解除光滑斜面与光滑水平地面间的固定后释放丙球,丙球下滑过程中斜面将会发生移动,支持力对丙球做负功,D项错误。
故选C。
9.B
【详解】
AB.根据
G = mrω2

ω =
由题图知
rB > rA
可得
ωB < ωA
则A运行的角速度大于B运行的角速度,A错误、B正确;
C.由于A、B两个人造天体的质量关系未知,则无法比较A、B具有的动能,C错误;
D.对接过程一般是首先由地面发射追踪航天器,由地面控制,使它按比目标航天器稍微低一点的圆轨道运行;接着,通过变轨使其进入与目标航天器高度基本一致的轨道,并与目标航天器建立通信关系;接着,追踪航天器调整自己与目标航天器的相对距离和姿态,向目标航天器靠近;最后当2个航天器的距离为零时,完成对接合拢操作,结束对接过程,则A、B两个人造天体中,如果一个是空间站,另一个是给空间站运送给养的飞船,则B可能是空间站,D错误。
故选B。
10.A
【详解】
小球从A点运动到C点的过程中,重力和弹簧弹力对小球做负功,由于斜面支持力与位移方向始终垂直,则支持力对小球不做功,由动能定理可得
重力做功为
则弹簧弹力对小球做的功为
故选A。
11.C
【详解】
当运动员末速度与斜面平行时,运动员离斜面距离最大,即有
可得
因为平抛运动中任意时刻末速度反向延长线过水平位移的中点,如图所示
设水平位移为x,所以有
由几何关系可知
从最高处到O点,由动能定理可得
解得
故选C。
12.C
【详解】
AB.在B点有
小球由静止释放到B点过程,有
则可得
其中h是C点上方高度,故AB错误;
CD.小球由B点到A点过程,有
可得
故C正确,D错误。
故选C。
13.BC
【详解】
A.根据做功的条件,物体位移的方向要与力的方向共线,当力的方向与物体位移方向垂直时,不做功,A错误
B.力对物体做负功,力的方向与物体运动方向反向,阻碍物体运动,B正确
C.根据牛顿第一定律,物体所受合外力为零将静止或匀速直线,速度不变,动能不变,C正确
D.动能永远为正,物体的动能和速度大小有关,D错误
故选BC。
14.AC
【详解】
AB.根据动能定理
由图像可知
解得
μ=0.25
选项A正确,B错误;
CD.物体的初速度
加速度
则物体滑行的总时间为
选项C正确,D错误。
故选AC。
15.ABC
【详解】
A.物体在水平方向受推力与摩擦力作用,根据牛顿第二定律
解得加速度
由图乙所示图像可知,从开始运动到距出发点,物体所受推力随位移的增加而减小,开始物体所受推力大于摩擦力,物体做加速运动,随推力的减小,加速度减小;当推力等于摩擦力时,合力为零,加速度为零;当推力小于摩擦力时物体所受合力方向与物体的速度方向相反,物体做减速运动,加速度逐渐增大,故由以上分析可知,物体的加速度先减小后增大,故A正确;
B.由图像可知,推力随位移变化的数学关系式为
物体的速度最大时,加速度为零,此时有
解得
即在距出发点位置时物体的速度达到最大,故B正确;
C.图线与坐标轴围成图形的面积等于推力对物体做功,设物体的最大速度为,由图乙所示图像可知,物体速度最大时,推力对物体做功
从物体开始运动到速度最大过程,对物体,由动能定理得
代入数据解得
故C正确;
D.推力对物体做的功等于图线与坐标轴围成的面积
对物块运动的整个过程,根据动能定理可得
代入数据解得
故D错误。
故选ABC。
16.BD
【详解】
取初速度方向为正方向,则
由于速度大小没变,动能不变,故动能变化量
故选项BD正确,选项AC错误。
故选BD。
17.0
【解析】
滑块运动的过程中,重力和支持力不做功,只有水平力做功,
根据动能定理得:,
因为初速度和末速度大小相等,都等于6m/s
故水平力做功
【点睛】确定滑块在初、末位置的动能,和它运动过程中各个力的做功情况,列动能定理的表达式,可计算相关问题.
18.一定 不一定
【详解】
[1]曲线运动指速度方向不断改变的轨迹为曲线的运动,所以曲线运动的速度方向一定改变,而速度是矢量,所以方向改变即速度一定发生变化,所以填“一定”。
[2]由于曲线运动的速度方向一定变化,但速度大小不一定改变(如匀速圆周运动的速度大小不变,方向时刻改变),动能是标量,只与速度大小有关,所以曲线运动的动能不一定改变,所以填“不一定”。
19.(1);(2)
【详解】
(1)对全过程利用动能定理有
解得
(2)打开降落伞前
打开降落后
则有

解得
20.子弹速度;木块速度
解析:(1)以子弹为研究对象,设其速度为v,从子弹开始入射木块(v0)到子弹射出木块(v)时为止,应用动能定理:
得:
可得:
(2)以木块为研究对象,设其速度为V,从子弹开始入射木块(0)到子弹射出木块(V)时为止应用动能定理:
得: