4.3动能动能定理 同步检测（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 同步检测（解析版）
1．下列物理量中属于矢量的是（　　）
A．功 B．向心加速度 C．动能 D．周期
2．“健身弹跳球”是近期流行的一项健身器材。一中学生在玩弹跳球时双脚站在如图所示的水平跳板上，用力向下压弹跳球后，弹跳球能和人一起跳离地面。某弹跳球安全性能指标要求反弹高度不超过15cm，请估算该弹跳球一次反弹过程最多能对该中学生做的功最接近于（　　）
A．0.8J
B．8J
C．80J
D．800J
3．静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力F的作用，拉力F随时间t变化的图像如图所示，则下列说法错误的是（　　）
A．0-4s内物体的位移为零
B．0-4s内拉力对物体做功为零
C．4s末物体的度为零
D．0-2s和2s-4s内的加速度方向相反
4．由于空气阻力的影响，炮弹实际飞行的轨迹并不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。图中的虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，即抛物线轨迹。O、a、b、c、d为弹道曲线上的五个点，其中O点为发射点，d点为落地点，b点为轨迹的最高点，a点和c点为轨迹上距地面高度相等的两个点。下列说法中正确的是（　　）
A．炮弹到达b点时的速度为零
B．炮弹到达b点时的加速度为零
C．炮弹到达b点时的加速度为重力加速度g
D．炮弹经过a点时的速度大于经过c点时的速度
5．如图所示，木块A、B并排且固定在水平桌面上，A的长度是L，B的长度是2L，一颗子弹沿水平方向以速度射入A，以速度穿出B，子弹可视为质点，其运动视为匀变速直线运动，则子弹穿出A时的速度为（　　）
A． B． C． D．
6．倾角为37°的足够长斜面固定在水平地面上，一物体以一定的速度从斜面底端冲上斜面，距地面高度h在3m以内时，物体上滑、下滑过程中动能Ek随高度h的变化如图所示。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。若物体的质量为m、与斜面之间的动摩擦因数为，则下列选项正确的是（　　）
A．，m=1.2kg B．，m=0.8kg
C．，m=1kg D．，m=0.8kg
7．一物体从高的光滑斜面顶端由静止开始下滑，最后停在水平面上，已知物体与水平面间的动摩擦因数为，斜面与地面平滑过渡，g取。物体滑至斜面底端时的速度大小和物体在水平面上滑过的距离分别为（　　）
A．2m/s；0.4m B．2m/s；0.2m C．4m/s；0.4m D．4m/s；0.2m
8．如图所示，水平轨道AB与半径为R的竖直圆弧轨道BC相切于B点，质量为m的物块以某一速度沿AB向右运动，过B点时对轨道的压力为9mg。物块离开C点后能继续上升的最大高度为1.5R，返回过程中再过B点时对轨道的压力为5mg。重力加速度为g，不计空气阻力，则物块前后两次经过圆弧轨道的过程中克服摩擦力做功之比为（　　）
A．1∶1 B．2∶1 C．5∶2 D．3∶1
9．下列叙述中正确的是（　　）
A．做曲线运动的物体一定受到变力作用
B．物体动能不变，其所受合力一定为零
C．物体做圆周运动，其所受合力一定指向圆心
D．物体做斜抛运动，其相等时间内速度的变化量一定相同
10．一物体沿直线运动的v-t关系如图所示，已知前2秒内合外力对物体做的功为W。则前8秒内合外力对物体做的功为（　　）
A．-0.5W B．0.25W C．2.5W D．6.5W
11．如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为2m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为（重力加速度为g，不计空气阻力）（　　）
A． B． C． D．0
12．如图，固定斜面的倾角，物体A与斜面之间的动摩擦因数，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点。用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为2m，B的质量为m，初始时物体A到C点的距离为L。现给A、B一初速度，使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点。已知重力加速度为g，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，则（　　）
A．物体A向下运动刚到C点时的速度大小
B．物体A向下运动刚到C点时的速度大小
C．弹簧的最大压缩量为
D．弹簧的最大压缩量为
13．在机场和火车站可以看到对行李进行安全检查用的水平传送带如图所示，当旅客把行李放在正在匀速运动的传送带上后，传送带和行李之间的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起匀速通过检测仪器接受检查，设某机场的传送带匀速前进的速度为0.4m/s，某行李箱的质量为5kg，行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.2，当旅客把这个行李箱小心地放在传送带上，通过安全检查的过程中，g取10m/s2，则（　　）
A．开始时行李的加速度为2m/s2
B．行李到达B点时间为2s
C．传送带对行李做的功为0.4J
D．传送带上将留下一段摩擦痕迹，该痕迹的长度是0.03m
14．如图所示，质量为M、长度为L的长木板置于光滑的水平面上，质量为m的小物块由长木板的最左端开始在外力的控制下以恒定的速度水平向右运动，经过一段时间，物块与长木板达到相对静止，此时物块刚好滑到长木板的正中间，已知，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A．摩擦力在上述过程中对木板做功的功率一直在增大
B．系统在上述过程中产生的热量为
C．外力对物块所做的功为
D．如果木板与水平面间的动摩擦因数为0.5，则物块一定能运动到木板的最右端
15．某同学做了一个力学实验，如图所示，将一金属球通过一轻质弹簧悬挂于O点，并用一水平方向的细绳拉住，然后将水平细绳剪断，经观察发现，水平细绳剪断后金属球在第一次向左摆动以及回摆过程的一段运动轨迹如图中虚线所示。根据运动轨迹以及相关的物理知识，该同学得出以下几个结论中正确的是（　　）
A．金属球运动到悬点正下方时所受合力方向竖直向上
B．水平细绳剪断瞬间金属球的加速度方向一定水平向左
C．金属球动能最大的位置应该在悬点正下方的左侧
D．金属球运动到最左端时动能为零
16．如图所示为一水平的转台，半径为R，一质量为m的滑块放在转台的边缘，已知滑块与转台间的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。若转台的转速由零逐渐增大，当滑块在转台上刚好发生相对滑动时，转台对滑块做了多少功？
17．质量m=1kg的物体，在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面运动，在位移是4m时，拉力F停止作用，运动到位移是8m时物体停止，运动过程中 的图像如图所示，g取10m/s2，求：
（1）物体和水平面间的动摩擦因数；
（2）拉力F的大小。
参考答案
1．B
【详解】
功、动能、周期是标量，向心加速度是矢量，B正确。
故选B。
2．C
【详解】
该弹跳球一次反弹过程最多能对该中学生做的功等于重力势能的增加量，即
接近80J。
故选C。
3．A
【详解】
A．0~2s拉力向负方向，物体向负方向做匀加速直线运动，2s~4s拉力反向，加速度反向，则物体向反方向做匀减速直线运动，综合可知0~4s内物体的位移不为零，故A错误，符合题意；
BCD．由图像可知，0~2s和2s~4s拉力大小相等，方向相反，则可知加速度大小相等，方向相反，速度变化量大小相等，由于初速度为零，则可知4s末物体的度为零，由动能定理可得，初末速度为零，则拉力做功为零，故BCD正确，不符合题意。
故选A。
4．D
【详解】
A．炮弹在最高点竖直方向上的速度为零，水平方向上的速度不为零，故炮弹在b点速度不为零，故A错误；
BC．在b点受水平方向的空气阻力和竖直方向的重力作用，二力合力不为零且大于重力，故加速度不为零，也不等于重力加速度g，故BC错误；
D．由于空气阻力一直做负功，所以根据动能定理可知经过a点时的速度大于经过c点时的速度，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
设子弹的质量为m，对子弹穿过AB的整个过程运用动能定理得
因为子弹所受摩擦力保持不变，又因为A的长度是L，B的长度是2L，所以子弹穿过A的过程中摩擦力做的功为 ，对子弹穿过A的过程，由动能定理得
解得
故选C。
6．C
【详解】
AB．由题图可知，物体上滑和下滑经过同一位置高度时动能不等，即物体与斜面之间存在摩擦力，AB错误；
CD．根据动能定理，上滑高度为3m过程，有
下滑高度为3m过程，有
联立以上两式解得
D错误C正确。
故选C。
7．A
【详解】
物体沿光滑斜面下滑至底端的速度为，由动能定理有
解得
物体在粗糙水平面上做匀减速直线运动，由动能定理有
解得
故选A。
8．D
【详解】
在B点，根据牛顿第二定律得
解得前后两次经过B点的速度大小为
上升过程中，根据动能定理得
下降过程中，根据动能定理得
解得
故选D。
9．D
【详解】
A．做曲线运动的物体也可能受到恒力作用，例如平抛运动，选项A错误；
B．物体动能不变，其所受合力不一定为零，例如匀速圆周运动的物体，选项B错误；
C．只有当物体做匀速圆周运动时，其所受合力才一定指向圆心，选项C错误；
D．物体做斜抛运动，加速度恒定为g，根据
v=gt
可知，其相等时间内速度的变化量一定相同，选项D正确。
故选D。
10．B
【详解】
设第2s物体的速度大小为v，设物体的质量为m，根据动能定理有
根据速度-时间图像，由几何关系可知物体在第8s末的速度大小为。
设前8s内合外力对物体做的功为W'，则根据动能定理有
联立可得
故选B。
11．B
【详解】
小球A下降h过程，根据动能定理，有
小球B下降h过程，根据动能定理，有
联立解得
故选B。
12．A
【详解】
AB．根据动能定理
解得
A正确，B错误；
CD．从接触弹簧到恰好回到C点，根据动能定理
解得
CD错误。
故选A。
13．AC
【详解】
A．行李开始运动时由牛顿第二定律有
所以得
故A正确；
B．由于传送带的长度未知，故不能求出运动的时间，故B错误；
C．行李最后和传送带最终一起匀速运动，根据动能定理知，传送带对行李做的功为
故C正确；
D．行李和传送带相对滑动的时间为
则在传送带上留下的痕迹长度为
故D错误。
故选AC。
【点睛】
解决本题的关键理清行李在传送带上的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解。
14．ABD
【详解】
A．木板受木块对它的摩擦力作用，做匀加速直线运动，当速度与物块速度相等后保持相对静止，根据
可知摩擦力对木块做功的功率逐渐增大，故A正确；
B．当物块到达木块的正中间时，物块的位移
木块的位移
物块相对木板的位移
根据
得木板的位移
物块与木板间的摩擦力大小为f，可知
产生的热量
故B正确；
C．外力做的功等于系统动能增加量与产生的热量之和，故
故C错误；
D．如果木板与水平面间有摩擦，木板与水平面间的动摩擦因数越大，物块越易从木板右端滑下，所以当物块滑到木板右端两者刚好共速时，满足物块能运动到木板的最右端条件的动摩擦因数最小，设为，设物块与木板间的动摩擦因素为，对木板，由牛顿第二定律得
木板的位移
，
对物块有
又B选项中有
联立得
则满足物块能运动到木板的最右端条件的动摩擦因数应大于，所以当木板与水平面间的动摩擦因数为0.5时，物块一定能运动到木板的最右端，故D正确。
故选ABD。
15．BC
【详解】
A．当金属球运动到悬点O正下方时，根据做曲线运动的条件结合受力分析可知，此时金属球所受合力方向竖直向下，如图甲所示，故A错误；
B．细绳未剪断前，设小球的重力为G、弹簧的弹力为F，细绳的拉力为T，由于金属球处于水平状态，则根据三力平衡可知G与F的合力与T等大反向，即G与F的合力水平向左，当细绳被剪断的瞬间细绳的拉力突然消失，而弹簧弹力的大小和方向均不发生变化仍为F，所以此时小球所受G与F的合力仍水平向左，根据牛顿第二定律中力与加速度的同向性可知在水平细绳剪断瞬间金属球的加速度方向一定水平向左，故B正确；
C．如图甲所示，当金属球运动到O点正下方时，金属球所受合力与金属球的速度成锐角，在此后的一段时间内金属球的速度将增大，动能增大，则金属球动能最大的位置应该在悬点正下方的左侧，故C正确；
D．当金属球运动到最左端时，由轨迹的切线可知，速度方向向上，不为零，动能不为零，故D错误。
故选BC。
16．
【详解】
滑块即将开始滑动时，最大静摩擦力（等于滑动摩擦力）提供向心力，则由牛顿第二定律有
根据动能定理有
联立可解得
17．（1）；（2）
【详解】
（1）在拉力F停止作用后，物体运动了
根据动能定理
解得
（2）在前4m，动能的变化
根据动能定理
解得