4.3动能 动能定理 课时练（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第二册
4.3动能动能定理 课时练（解析版）
1．如图所示，一传送带的上表面以v1向右做匀速运动，其右侧平台上有一质量为m的物体以初速度v0向左冲上传动带。若传送带足够长，并且v1>v0，则物体在返回平台的瞬间，其动能与刚离开平台瞬间相比，变化了（　　）
A．0 B． C． D．
2．从高为5m的塔项以10m/s的速度水平抛出一个小石块，它落地时的速度大小为（忽略空气阻力，g=10m/s2）（　　）
A．10m/s B．20m/s C．10m/s D．50m/s
3．如图所示，木块B上表面是水平的，当木块A置于B上，并与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中正确的是（ ）
A．A所受的合外力对A不做功 B．B对A的弹力做正功
C．B对A的摩擦力不做功 D．A对B不做功
4．质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，重力加速度大小为g，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为（　　）
A． B．
C．μmgs D．μmg(s＋x)
5．2021年5月19日，国家航天局发布我国首次火星探测任务天问一号探测器着陆过程两器分离和着陆后祝融号拍摄的影像。接下来祝融号和轨道相互锁定，在转运机构的作用下，一起被转移到火星表面，假设祝融号和轨道总质量为M，当它们从静止开始，以恒定的加速度竖直下降，当下落高度为h时，速度为v，在这个过程中下列说法中正确的是（　　）
A．重力做功为Mgh，重力势能增加了Mgh
B．机械能减少了
C．转运机构做功为
D．合外力做功为
6．汽车的刹车距离 s 是衡量汽车性能的重要参数之一，与刹车时的初速度 v、路面与轮胎之间的动摩擦因数 μ 有关。测试发现同一汽车在冰雪路面和在干燥路面沿水平直线行驶时，s 与 v 的关系图像如图所示，两条图线均为抛物线。若汽车的初速度相同，在冰雪路面上刹车的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．所用的时间是干燥路面的 2 倍
B．平均速度是干燥路面的 2 倍
C．所受摩擦力是干燥路面的 0.25 倍
D．克服摩擦力做的功是干燥路面的 4 倍
7．用如图所示的装置“探究做功与速度变化的关系”。实验中，必不可少的步骤是 （ ）
A．平衡小车与木板间的摩擦力
B．测出小车的质量
C．测出橡皮筋的伸长量
D．改变橡皮筋条数后将小车从同一位置释放
8．从地面竖直向上抛出一个质量为1kg的小球，其上升和下降过程中的动能-位移图像如图所示。其中E0为竖直上抛的初动能，空气阻力大小恒定，g取10m/s2，结合图像信息可判断下列说法中正确的是（　　）
A．该图像取竖直向下方向为位移的正方向
B．小球抛出后，上升的最大高度为60m
C．空气阻力的大小为1.5N
D．初动能E0的大小为540J
9．2020年2月9日晚，在东京奥运会女篮资格赛B组第三轮比赛中，我国女篮击败韩国队，取得了三战全胜的战绩。比赛中，运动员李梦某次从头顶投篮，已知篮球进入球框的速度大小为v，球框到地面的高度为H，李梦身高为h，重力加速度为g，篮球质量为m。若不计空气阻力，李梦在此次投球过程对篮球做的功约为（　　）
A． B．
C． D．
10．如图所示，轨道由斜面ab、水平面bc和斜面ed组成。一小滑块从斜面ab上的e点由静止释放，运动到斜面cd上的f点时速度大小为。现在让小滑块从e点以沿斜面向下大小为的初速度开始滑行，则到达f点时的速度为（设滑块经过b和c两个转弯处均没有机械能损失）（　　）
A． B． C． D．条件不足，无法求解
11．如图所示，木板可绕固定水平轴O转动。木板从水平位置OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中，物块的重力势能增加了2J。用FN表示物块受到的支持力，用Ff表示物块受到的摩擦力。在此过程中，以下判断正确的是（　　）
A．FN和Ff对物块都不做功
B．FN对物块不做功，重力对物块做功为-2J
C．FN对物块做功为2J，Ff对物块不做功
D．FN和Ff对物块所做功的代数和为0
12．西湖音乐喷泉是西湖的一处重要景观。一同学在远处观看喷泉表演时，估测喷泉中心主喷水管口喷出的水柱约有20层楼高，通过资料介绍知道该主喷水管口的圆形内径约为10cm，由此计算驱动该水管喷水的水泵功率最接近的数值是（　　）
A．8kW B．80kW C．160kW D．560kW
13．如图（a）所示，质量相等的a、b两物体，分别从斜面上的同一位置A由静止下滑，经B点在水平面上滑行一段距离后停下，不计经过B点时的能量损失，用传感器采集到它们的速度—时间图象如图（b）所示，下列说法正确的是（　　）
A．a在斜面上滑行的加速度比b的大
B．a在水平面上滑行的距离比b的长
C．a与斜面间的动摩擦因数比b的大
D．a在整个运动过程中克服摩擦力做的功比b的多
14．在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，根据所获得的数据，使用Excel作图，则下列图线可能正确的是（　　）
A．B．C．D．
15．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增大到v2时，上升高度为H，重力加速度为g，则在这个过程中，下列说法正确的是（　　）
A．对物体，动能定理的表达式为W=m－m，其中W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W－mgH=m－m，其中W为支持力做的功
D．对电梯，其所受的合力做功为M－M
16．“辽宁”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统，装备的舰载机是“歼15”型战斗机。已知“歼15”的起飞速度为50m/s，质量为kg。该机在辽宁舰起飞过程中的滑行距离为100m，所受阻力恒为2000N。假设舰载机起飞时航母静止，求：
（1）“歼15”起飞时的动能。
（2）滑行过程中“歼15”的发动机及弹射系统对“歼15”做的总功。
17．如图所示，粗糙的水平轨道BC的右端与半径R=0.4m的光滑竖直圆轨道在C点相切，左端与光滑的倾斜轨道AB相连，AB与水平方向的夹角为37°，质量m=0.1kg的小球从倾斜轨道顶端A点由静止滑下，设小球经过轨道衔接处时没有能量损失，已知倾斜轨道AB的长度s=2m，小球与水平轨道间的动摩擦因数，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）要使小球能够滑上圆轨道，并且第一次在圆轨道运动时小球不脱离轨道，水平轨道BC的长度L应满足什么条件？
参考答案
1．A
【详解】
因为整个过程中，物块先减速到零在反向加速到原来速度的大小，此时物块恰好回到平台上，根据动能定理可得
合外力做功为零，故动能不发生变化，故变化了0，BCD错误，A正确。
故选A。
2．C
【详解】
根据动能定理
代入数据可得落地时的速度大小为
故选C。
3．D
【详解】
A．木块A向下做加速运动，动能增加，根据动能定理A所受的合外力做正功，A错误；
B．A、B共同沿斜面向下加速滑动，加速度可分解为向下和水平向左的分量，所以A受到水平向做的摩擦力，则B对A由弹力，且方向向上，所以B对A的弹力做负功，B错误；
C．A沿斜面向下的位移可分解为水平向左的分量和竖直向下的分量，B对A的摩擦力水平向左，所以B对A的摩擦力做正功，C正确；
D．设B对A的弹力为FN，B对A的摩擦力为f，设A、B共同下滑的加速度为a，斜面倾角为，摩擦力与弹力的合力与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律可得
在竖直方向
在水平方向
联立得
解得
所以B对A 的作用力与斜面垂直，则A对B的作用力与斜面垂直，所以A对B不做功，D正确；
故选D。
4．A
【详解】
设物体克服弹簧弹力所做的功为W，根据动能定理有
解得
故选A。
5．B
【详解】
A. 重力做功为Mgh，重力势能减少了Mgh，A错误；
B. 机械能的减少量等于初末状态机械能之差，所以机械能减少了，B正确；
C. 根据动能定理
解得转运机构做功为
D. 根据动能定理，合外力做功为，D错误。
故选B。
6．C
【详解】
A．两条图线均为抛物线且从原点开始，故设
结合图像可知
由运动学规律可知
故有
故
即在干燥路面上的加速度大小是在冰雪路面上的4倍，当初速度一样时，根据
可知
A错误；
B．由于汽车做的都是匀减速直线运动，故平均速度都为，B错误；
C．根据牛顿第二定律，有
故
C正确；
D．汽车的初速度一样，最后静止，故动能的变化量一样，根据动能定理可知，克服摩擦力做的功一样，D错误。
故选C。
7．D
【详解】
本实验中用改变橡皮筋的数量来改变做功，再根据打出的纸带测量速度即可，最后得出的是比值关系，不需要测出小车的质量和橡皮筋的伸长量，同时也不需要测出木板的倾角，只需要将小车从同一位置释放即可，ABC错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．由题可知，E0为竖直上抛的初动能，随着x的增大Ek在减小，所以图像是取竖直向上为正方向的，故A错误；
B．由图像可知，小球上升了15m后，Ek由E0变为，所以当x=45m时，，所以小球抛出后上升的最大高度为45m，故B错误；
C．设空气阻力大小为f，小球上升过程中，由动能定理可得
小球下降过程中，由动能定理可得
由图像可知
其中，联立解得
故C错误；
D．由C可知，，且，代入数据解得
故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
从李梦投球到球入框的过程中，对篮球，根据动能定理
解得
故选D。
10．B
【详解】
滑块从e点静止释放运动到f点，设摩擦力做功和重力做功分别设为和，根据动能定理有
滑块第二次从e点开始运动到f点，根据动能定理有
联立解得
故选B。
11．C
【详解】
A．FN和运动方向相同，Ff和运动方向垂直，所以FN对物体做正功，Ff对物块不做功。A错误；
B．FN对物体做正功，重力对物块做功为-2J。B错误；
CD．物块的合力做功为零，所以FN对物体做功与克服重力做功相等，即FN对物块做功为2J，结合A选项，可知Ff对物块不做功。C正确，D错误。
故选C。
12．C
【详解】
管口的直径约有10cm，则半径r=5cm=0.05m，根据实际情况，每层楼约高3m，所以喷水的高度
则水离开管口的速度由
可求得
设水泵的功率为P，在接近管口很短一段是时间内水柱的质量为
根据动能定理
解得
带入数据解得
故C正确，A、B、D错误。
故选C。
13．AB
【详解】
A．图中斜率的绝对值等于物体的加速度，且两物体在速度达到最大之前在斜面上，由图可得，在斜面上时，a的加速度大于b的加速度，故A正确；
B．在速度到达最大值之后，物体在水平面上运动，运动的位移是从最大速度到0与时间围成的面积，显然a大于b，故B正确；
C．在斜面上加速度等于
所以a与斜面的动摩擦因数比b小，故C错误；
D．因为物体质量相等，从同一位置静止下滑，末位置高度相同，根据动能定理可知克服摩擦力做功相等，故D错误。
故选AB。
14．AC
【详解】
A．实验中物体由静止开始运动，根据动能定理可知
可知 W∝v2，由此可知，故A正确；
B．实验中物体由静止开始运动，根据动能定理可知
以W为横坐标，以v为纵坐标，由于v∝，v－W图线应为一开口向右的曲线，故B错误；
C．实验中物体由静止开始运动，根据动能定理可知
以W为纵坐标、以v为横坐标，W－v图线应为一开口向上的抛物线，故C正确；
D．实验中物体由静止开始运动，根据动能定理可知
以W为纵坐标、以为横坐标，W－图线应为一反比例函数图线，故D错误。
故选AC。
15．CD
【详解】
ABC．电梯上升的过程中，对物体做功的有重力mg、支持力FN，这两个力的总功（即合力做的功）才等于物体动能的增量，即
W合=W-mgH=m－m
其中W为支持力做的功，AB错误，C正确；
D．对电梯，无论有几个力对它做功，由动能定理可知，其合力做的功一定等于其动能的增量，即
M－
D正确。
故选CD。
16．（1）；（2）
【详解】
（1）“歼15”起飞时的动能
（2）根据动能定理
解得
17．或者
【详解】
第一次在圆轨道运动时小球不脱离轨道，有两种情形，一种是小球能完成圆周运动，在最高点只受重力，则
对小球从A点到圆轨道最高点，利用动能定理
解得
一种是小球恰好运动到与圆轨道圆心等高处，对小球从A点到圆轨道圆心等高处利用动能定理
解得
小球恰好从B点到C点时，由动能定理得
解得
所以
或者