2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册4.3动能动能定理 同步练习(Word版含答案)

4.3动能动能定理 同步练习（解析版）
一、选择题
1．一个质量为1kg的铁球被人由静止向上提升1m，铁球获得的速度是2m/s，下列说法中正确的是（　　）
A．人对铁球做功10J B．合外力对铁球做功8J
C．合外力对铁球做功2J D．铁球重力做功10J
2．如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直。质量为m、可视为质点的滑块自A的正上方P点由静止下落，从A点内侧进入轨道后，恰好能通过轨道的最高点B。若重力加速度为g，滑块克服摩擦力做功，不计空气阻力，则滑块下落点P到A的高度h为（　　）
A． B．2R C． D．3R
3．如图，一半径为的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为的质点自轨道端点由静止开始滑下，重力加速度大小为。质点自滑到最低点的过程中，克服摩擦力所做的功为，滑到时，对轨道的正压力为（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示，在竖直平面内一细绳连接一小球，由A点静止释放该小球，该小球从A点到最低的C点的过程中，下面说法正确的是（　　）
A．小球受到的向心力大小不变
B．细绳对小球的拉力对小球做正功
C．细绳的拉力对小球做功的功率为零
D．重力对小球做功的功率先减小后增大
5．如图所示，一长为6m的水平传送带以速度4m/s匀速运动，将质量为1kg的小工件轻轻放到水平传送带左端，已知小工件与传送带间动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，则在上述过程中（　　）
A．工件在传送带上运动时间为2s
B．传送带对工件做功为12J
C．传送带与工件间摩擦产生热量为8J
D．传送带因为传送工件需要多做的功为20J
6．如图所示，一根放置于水平地面的轻质弹簧一端固定在竖直的墙壁上，处于原长时另一端位于C点，一质量为1kg的物体以4m/s的初速度沿水平地面的A点处向右运动，物体可视为质点，压缩弹簧反弹后刚好停在了AC的中点B，已知物块与水平地面的动摩擦因数为0.2， A、C之间的距离为2 m，则整个过程中弹簧的最大弹性势能为（　　）
A．3J B．4J C．5J D．6J
7．水平地面上有一个重力为G的物体受一水平方向的恒力F的作用，由静止开始无摩擦地运动，水平位移为s，则物体所具有的动能为（　　）
A．0 B．Gs C．Fs D．
8．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．
9．如图所示，某游乐场的水池上有两条形状不同的并排滑水道，两个水道顶端高度相同，底端切线均水平。甲乙两人分别同时从两水道顶端由静止开始下滑，不计下滑过程中的各种阻力。下列叙述正确的是（　　）
A．甲比乙更快到达水道底端
B．到达水道底端时，甲比乙的速度小
C．下滑过程中，甲的加速度方向始终沿水道的切线方向
D．下滑过程中，甲、乙的平均速度相同
10．静止在粗糙水平面上的物块A，在方向始终不变的拉力作用下做直线运动，拉力大小先后为，t=4s时物块A停下，其v-t图像如图所示，已知物块A与水平面的动摩擦因数处处相同，下列判断正确的是（　　）
A．在1 ~3s内，合外力对物块A做的功为零
B．全过程拉力做的功等于零
C．在0~1s内拉力做的功一定大于3 ~4s内拉力做的功
D．2s时拉力的功率可能小于3.5s时拉力的功率
11．如图所示，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率匀速向右运动，—质量为的滑块从传送带右端以水平向左的速率滑上传送带，最后滑块返回传送带的右端。关于这一过程的下列判断，，正确的有（　　）
A．滑块返回传送带右端的速率为
B．此过程中传送带对滑块做功为
C．此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为
D．此过程中电动机对传送带多做功为
12．在不能忽略空气阻力的情况下，一质量为的物体以初动能竖直上抛，落地时动能为．重力加速度大小为，设空气阻力的大小是重力的倍。则（　　）
A．值的大小为
B．物体向上运动时的加速度大小为
C．物体竖直上抛的高度为
D．物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长
二、解答题
13．图是一颗质量为的子弹以的速度击穿苹果瞬间的照片。子弹穿过苹果后，速度降为。问子弹击穿苹果前后的动能变化了多少？苹果对子弹做了多少功？
14．如图所示，一倾角为α的光滑斜面上有50个减速带（图中未完全画出），相邻减速带间的距离均为d=1m，减速带的宽度均为l=3m；一无动力小车（可视为质点）从距第一个减速带S=31m处由静止释放。观察发现，前20个减速带与后30个减速带的粗糙程度不同，小车通过前20个减速带时，在相邻减速带间的平均速度均相同，第50个减速带末端与水平面之间有一个微小光滑弧面平滑连接，水平面的粗糙程度与后30个减速带相同，小车进入水平面后继续滑行了8m距离停下。假设小车由光滑斜面驶入减速带、由减速带驶入光滑斜面的瞬间均没有能量损失，减速带与水平面的表面材料等属性几乎相同，sinα=0.6、cosα=0.8。试求：
（1）小车与前20个减速带之间的动摩擦因数；
（2）小车与后30个减速带之间的动摩擦因数。
参考答案
1．C
【详解】
A．人对铁球做功
选项A错误；
BC．合外力对铁球做功
选项B错误，C正确；
D．铁球重力做功
选项D错误。
故选C。
2．C
【详解】
由于恰好能通过轨道的最高点B，可知
解得
从P到B的而过程中，根据动能定理
联立解得
故选C。
3．A
【详解】
质点从P到Q的过程，根据动能定理
对Q点根据向心力公式
再根据牛顿第三定律，质点对轨道的正压力为mg。
故选A。
4．C
【详解】
ABC．小球从A点到C点的过程中，绳子拉力与速度方向垂直，不做功，功率为零，重力对小球做正功，根据动能定理可知，小球速度逐渐增大，根据向心力公式
可知向心力增大，故AB错误，C正确；
D．小球初速度为零，末速度的方向与重力方向垂直，两个状态时重力的功率都为零，所以重力对小球做功的功率先增大后减小，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．工件放在传送带上匀加速，由
代入数据得
工件与传送带共速时，所需时间由
代入数据解得
此时的位移为
所以还需匀速运动
匀速运动的时间为
则工件在传送带上运动
故A错误；
B．传送带对工件做的功，由动能定理可知为工件动能的增加量
故B错误；
C．传送带与工件摩擦产生的热量为
联立解得
故C正确；
D．传送带工作时多做的功
故D错误。
故选C。
6．A
【详解】
由A点到B点运用动能定理得
由A点到压缩弹簧的最低点运用动能定理得
联立可解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
7．C
【详解】
根据动能定理得
则物体所具有的动能
故C正确，ABD错误。
故选C。
8．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。
9．A
【详解】
A．将曲线状的滑水道视为无数小的斜面堆砌而成，设在曲线上某一点对应等效斜面的倾角为θ，则人在此处的竖直方向的加速度大小为
由题图可推知甲在竖直方向的加速度逐渐减小，而乙在竖直方向的加速度逐渐增大，分别作出甲、乙在竖直方向分速度v随时间t的关系图像如图所示，由于二人在竖直方向的位移大小相同，故根据v-t图像与t轴所围面积表示位移可知甲比乙更快到达底端，故A正确；
B．设人到达水道底端时的速度大小为v，顶端高度为h，根据动能定理有
由上式可知到达水道底端时，甲和乙的速度大小相等，故B错误；
C．下滑过程，甲做曲线运动，其加速度方向始终指向曲线凹侧，速度方向始终沿水道的切线方向，故C错误；
D．两人的位移相同，但运动时间不同，所以平均速度不同，故D错误。
故选A。
10．AC
【详解】
A．由v-t图像可知，在1 ~3s内，物块做匀速直线运动，加速度是零，物块受合外力是零，所以合外力对物块A做的功是零，A正确；
B．物块在整个运动中的位移是
由动能定理可知
WF Wf=0
WF=Wf≠0
因此在整个运动中，拉力做功等于克服阻力做功，B错误；
C．在0~1s内物块位移是，由动能定理
在3 ~4s内，物块的位移是，则有
因摩擦力做功相等，所以在0~1s内拉力做的功一定大于3 ~4s内拉力做的功，C正确；
D．在2s时，拉力F2=μmg，速度是v0，所以功率有
P2=F2v0=μmgv0
在3.5s时，加速度
由牛顿第二定律得
F3 μmg=ma
代入数据解得
F3=μmg mv0
由图像可知
v′= v0+a（3.5 3）=
则有
P3=F3v′=
因此2s时拉力的功率大于3.5s时拉力的功率，D错误。
故选AC。
11．AC
【详解】
A．由于传送带足够长，滑块匀减速向左滑行，直到速度减为零，然后滑块在滑动摩擦力的作用下向右匀加速，由于v1＜v2，所以当滑块速度增大到等于传送带速度时，物体还在传送带上，之后不受摩擦力，物体与传送带一起向右匀速运动，所以滑块返回传送带右端时的速率等于v1=2m/s；故A正确；
B．此过程中只有传送带对滑块做功，根据动能定理得，传送带对滑块做功
故B错误；
CD．设滑块向左运动的时间t1，位移为x1，则
该过程中传送带的位移：
x2=v1t1
其中
摩擦生热
返回过程：当物块与传送带共速时
物块与传送带摩擦生热
则此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为
C正确；
D. 此过程中电动机对传送带多做功为
D错误。
故选AC。
12．AB
【详解】
AC．根据分析可知
联立解得
故A正确，C错误；
B．根据牛顿第二定律有
解得
故B正确；
D．上升时则有
代入解得
下降时则有
代入解得
所以物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间短，故D错误。
故选AB。
13．；
【详解】
子弹的质量，子弹的初速度，击穿苹果后的速度。
由动能定理
可知，苹果对子弹做的功与子弹击穿苹果前后动能的变化量是相等的，
代入数值得
负号表示苹果对子弹做负功，使子弹的动能减少。
14．（1）；（2）μ2=1.125
【详解】
（1）小车在前20个减速带上滑行时，在相邻减速带间的平均速度均相同，可知进入某个减速带的速度与进入下一个减速带的速度相等，即
()
根据动能定理可得
联立解得
（2）进入第1个减速带前由动能定理可得
从进入第21个减速带到水平面停下来的过程，由动能定理可得
其中
x=8m，
联立解得
μ2=1.125