4.3动能 动能定理 课时作业（word版含解析）

2021-2022学年教科版（2019）必修第二册
4.3动能动能定理 课时作业（解析版）
1．如图所示，人大附中篮球场，留下了高2021级高一男篮联赛的足迹与记忆，同学们汗水挥洒赛场、呐喊穿透苍穹、青春张力活现。释放奋斗的激情，享受运动的快乐，感受兄弟姐妹在一起的温暖与力量。我们期待女篮联赛的到来！在篮球比赛中，某同学获得罚球机会，如图所示，他站在罚球线处用力将篮球投出，篮球以大约为1m/s的速度撞击篮筐。已知篮球质量约为0.6kg，篮筐离地高度约为3m，忽略篮球受到的空气阻力，参考图，估计该同学罚球时投篮动作全程对篮球做的功最接近（　　）
A．1J B．10J C．50J D．100J
2．中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为g，则下列关于所有小面圈在空中运动的描述错误的是（　　）
A．运动的时间都相同
B．速度的变化量都相同
C．落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍
D．若初速度为v0，则
3．如图所示，某斜面的项端到正下方水平面O点的高度为h，斜面与水平面平滑连接。一小木块从斜面的顶端由静止开始滑下，滑到水平面上的A点停下。已知斜面倾角为θ，小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为。木块在水平面上停止点A的位置到O点的距离为x，则（　　）
A．h和一定，越大，x越大
B．h和一定，越大，x越小
C．木块从斜面项端滑到A点，摩擦力对物体做功为
D．木块从斜面项端滑到A点，重力对物体做功为
4．一人用力将质量的篮球投出，使篮球以的初速度飞向高度为3m的篮框。假设人投篮时对篮球的平均作用力为100N，人距离篮框水平距离4m，则人对篮球所做的功为（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，DO是水平面，AB是斜面。初速为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A速度刚好为零。如果斜面改为AC（C点在OD之间，图中未画出。已知物体与斜面和水平面之间的动摩擦因数处处相同且不为零），让物体从D点出发沿DCA滑动到A且速度刚好为零，则物体具有的初速度（　　）
A．一定等于v0 B．一定大于v0
C．一定小于v0 D．决定于斜面的倾角大小
6．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
7．如图所示，传送带通过滑道将长为的匀质物块以初速度向右传上水平台面，匀质物块恰好能全部滑上水平台面。已知滑道上的摩擦不计，物块与台面间的摩擦因数，重力加速度为，则物块的初速度大小为（　　）
A． B． C． D．
8．两完全相同的斜面ABC和 A B C 与水平面分别平滑连接。小木块从A点以某一初速度开始下滑，恰好能运动到A 点。已知小木块与两斜面、水平面间的动摩擦因数相同，小木块开始下滑的初速度保持不变，D、D 等高，小木块可视为质点，若只改变斜面ABC的AC边，则（　　）
A．改变为AE边，小木块从A点开始下滑运动不能到达A 点
B．改变为AE边，小木块从A点开始下滑运动将越过A 点
C．改变为DC边，小木块从D点开始下滑运动将越过D 点
D．改变为DC边，小木块从D点开始下滑运动恰好到达D 点
9．如图所示，物体（可看成质点）沿一曲面从A点无初速度下滑，当滑至曲面的最低点B点时，下滑的竖直高度h＝5m，此时物体的速度v＝6m/s。若物体的质量m＝1kg，g＝10m/s2，则物体在下滑过程中克服阻力所做的功为（　　）
A．32J B．24J C．16J D．48J
10．如图所示，轻质细绳的一端系在天花板上，另一端绕过轻质动滑轮拴接一质量为m可看成质点的物块A，滑轮轴上通过细线栓接另一质量也为m的物块B。现用竖直向上的恒力F作用在物块A上，使物块A由静止开始运动，物块A上升高度为h时，其速度大小为v，摩擦力忽略不计，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．物块A上升高度为h时物块B的速度大小为v
B．物块A上升高度为h的过程中物块B的重力做功为
C．物块A上升高度为h的过程中拉力F做的功为
D．物块A上升高度为h时拉力F的功率为
11．如图所示，某段滑雪雪道倾角为，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．运动员减少的重力势能全部转化为动能
B．系统减少的机械能为mgh
C．运动员克服摩擦力做功为 mgh
D．运动员获得的动能为mgh
12．在竖直平面内，一质量为的小球在长的轻绳拉动下做圆周运动，已知小球经过最低点时绳的拉力为，再经过半周小球恰好能通过最高点，若g取，则小球在由最低点至最高点的过程中克服空气阻力做的功为（　　）
A． B． C． D．
13．如图所示。木板可绕固定水平轴转动。木板从水平位置OA缓慢转到位置，木板上的物块始终相对于木板静止。以下判断正确的是（　　）
A．木板对物块做正功
B．支持力对物块做负功
C．摩擦力对物块做负功
D．合力对物块做功为零
14．如图所示，固定竖直杆上套着一个质量为m的小滑块（视为质点），用轻绳系着滑块绕过小定滑轮（大小不计），另一端以大小为v的速度匀速运动，使滑块沿竖直杆上升，先后经过A、B两点。滑轮边缘与轻绳相切于O点。O点到竖直杆的距离为L，∠OAC= 30°，∠OBC=45°，重力加速度大小为g，不计一切摩擦。 下列说法正确的是（　　）
A．滑块经过A、B两点时的速度大小之比为
B．滑块经过A、B两点时的速度大小之比为：3
C．在滑块从A点运动到B点的过程中，轻绳的拉力对滑块做的功为
D．在滑块从A点运动到B点的过程中，轻绳的拉力对滑块做的功为
15．如图所示，升降机以加速度a向上做匀加速运，物体相对于斜面静止，则对物体所受各个力做功情况分析，正确的是（　　）
A．静摩擦力对物体做正功 B．重力对物体做负功
C．支持力对物体不做功 D．合外力对物体做正功
16．“坡上起步”是驾照考试必考的内容，汽车在斜坡上由静止向坡顶方向启动，如果考试用车的质量，发动机的额定输出功率，汽车在坡上起步过程中受到的阻力为重力的0.1倍，坡面倾角为，坡面足够长，取。
（1）汽车以恒定功率启动，则起步过程中所能达到的最大速度；
（2）汽车以恒定加速度启动，达到额定功率后汽车保持额定功率继续前进，当汽车沿坡面行驶时达到最大速度，则该过程所用的总时间（结果保留两位小数）。
17．如图所示，在劲度系数为k的轻弹簧下挂一个质量为m的物体，现用手托着物体从弹簧原长处以加速度a=0.5g向下匀加速运动，当物体脱离手时，撤掉手（不考虑空气阻力，重力加速度为g）
（1）求物体脱离手时物体运动的速度。
（2）求物体运动的最大速度。
参考答案
1．B
【详解】
由能量关系可知，该同学的身高估计为1.7m，罚球时投篮动作全程对篮球做的功等于篮球得到的动能
接近10J。
故选B。
2．C
【详解】
A．平抛运动的时间有高度决定，小面落入锅中的过程中，下落高度都相同，根据
可知下落时间都相同，故A不符合题意；
B．速度的变化量
△v=g△t
可知加速度相同，下落时间也相同，所以速度的变化量都相同，故B不符合题意；
CD．根据
可得
水平位移的范围
L＜x＜L+2R=3L
在水平方向根据
联立可得
根据动能定理
联立解得
显然落入锅中时，最大速度不是最小速度的3倍，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
3．D
【详解】
AB．滑块从开始下滑到最后停在A点，由能量关系可知
解得
则当h和μ一定时，x一定不变，选项AB错误；
CD．由以上分析可知，木块从斜面项端滑到A点，摩擦力对物体做功为，重力对物体做功为，选项C错误，D正确。
故选D。
4．A
【详解】
人对篮球所做的功等于篮球动能的增加量，即
故选A。
5．A
【详解】
不妨假设物体经过的水平面长为l1，斜面长为l2，斜面倾角为θ，动摩擦因数为μ。则物体由D到A克服摩擦阻力做的功
W=μmgl1+μmgl2cosθ=μmg（l1+l2cosθ）
不难发现括号内两项之和就是OD的长度。因此物体由D到A克服摩擦阻力做的功跟转折点（B或C）的位置无关。对物体从D到A的全过程用动能定理，两次克服重力做的功和克服摩擦阻力做的功都是相同的，因此两次的动能变化也相同。则让物体从D点出发沿DCA滑动到A且速度刚好为零，物体具有的初速度一定等于v0。
故选A。
6．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。
7．A
【详解】
物块在完全滑上台面前，摩擦力随物块前端滑上的距离从0开始增大，最大值为，物块刚滑离传送带摩擦力对它所做的功
由动能定理得
解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
8．C
【详解】
AB．小木块从A点以某一初速度开始下滑，恰好能运动到A 点，由动能定理，知
故，改变为AE边，摩擦力做功不变，小木块仍将运动到等高的A 点，故AB错误；
CD．改变为DC边，当小木块运动到D 点时，摩擦力做功减小，此时小木块速度不为零，因此将越过D 点，故C正确，D错误。
故选C。
9．A
【详解】
物体在曲面上时弹力不做功。设克服阻力做功为Wf，A→B由动能定理知
mgh-Wf=mv2－0
解得
Wf=32J
故选A。
10．C
【详解】
A．物块A上升高度为h时，物块B上升的高度为，两个物块均做匀加速运动，根据
可知，A、B两个物块的加速度之比为2：1，根据
可知，A、B两个物块的速度之比为2：1，故物块A上升h时物块B的速度大小为，A错误；
B．物块B的重力做负功，为，B错误；
C．以物块A、B整体为研究对象，根据动能定理，可得
解得
C正确；
D．两个物块均做匀加速运动，拉力F大于，即，D错误。
故选C。
11．B
【详解】
A．若运动员不受摩擦力，则加速度应为
而现在的加速度小于，故运动员受摩擦力，故减少的重力势能有一部分转化为了内能，A错误；
BCD．运动员下滑的距离
由运动学公式可得
得
运动员获得的动能为
由动能定理可知
解得运动员克服摩擦力做功
运动员机械能的减小量等于克服阻力所做的功，故下滑过程中系统减少的机械能为mgh， CD错误B正确。
故选B。
12．C
【详解】
在最低点时，根据牛顿第二定律
在最高点，根据牛顿第二定律
从最低点到最高点的过程中，根据动能定理
代入数据可得
故选C。
13．AD
【详解】
因物块的重力势能增加，可知木板对物块做正功；由受力分析知，支持力的方向是垂直于木板向上的，物体的位移也是向上的，所以支持力做正功；但摩擦力方向是沿斜面向上的，摩擦力的方向始终和速度方向垂直，所以摩擦力不做功；物体缓慢转动，则动能变化为零，由动能定理可知，合力对物块所做功为0，故AD正确，BC错误；
故选AD。
14．BC
【详解】
AB．滑块经过A点时对速度进行分解，如图所示
则滑块经过A点时的速度为
同理，滑块经过B时的速度为
滑块经过A、B两点时的速度大小之比为
故A错误，B正确；
CD．滑块从A点运动到B点的过程中上升的高度为
根据动能定理，可得
联立方程，解得
故C正确，D错误。
故选BC。
15．ABD
【详解】
A．物块受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力的方向沿斜面向上，在向上运动的过程中，静摩擦力的方向与位移方向的夹角为锐角，则静摩擦力对物体做正功，故A正确；
B．重力的方向与位移方向相反，重力对物体做负功，故B正确；
C．支持力的方向与位移方向的夹角为锐角，则支持力对物体做正功，故C错误；
D．物体做加速运动，动能增加，根据动能定理知，合外力对物体做正功，故D正确。
故选ABD。
16．（1）20m/s；（2）10.17s
【详解】
(1)汽车启动过程中达到最大速度时，汽车匀速运动合力为0，则
则最大速度为
(2)汽车匀加速运动过程中，有
匀加速运动的末速度为
联立可得
则匀加速运动的时间为
匀加速运动的位移为
当汽车功率达到额定功率后，由动能定理得
可得
该过程所用的总时间
17．（1）；（2）
【详解】
（1）物体脱离手时，有
代入数据得
由运动学公式
联立解得
（2）对物体从匀加速到有最大速度的过程应用动能定理，有
又
速度达到最大时，加速度为零，此时弹簧弹力等于重力
联立解得物体运动的最大速度