2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册8.3 动能和动能定理 同步练习题（word版含答案）

8.3 动能和动能定理
一、选择题
1．如图所示，静止在水平面上、质量为3kg的物体，在水平拉力F作用下从A点运动到B点的过程中，F对物体做功10J，摩擦力对物体做功-4J，则物体在B点时速度的大小为（　　）
A．2m/s B．4m/s C．6m/s D．10m/s
2．关于动能定理，下列说法中正确的是（　　）
A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和
B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变
C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用
D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程
3．如图所示，斜面固定且光滑。分别用力F1、F2将同一物体由静止起以相同的加速度，从斜面底端拉到斜面顶端。物体到达斜面顶端时，力F1、F2所做的功分别为W1、W2，则（　　）
A．F1F2,W1>W2 D．F1>F2,W1=W2
4．水平传送带在电动机的带动下始终以速度匀速运动。某时刻在传送带上点处轻轻放上一个质量为的小物体，经时间小物体的速度与传送带相同，相对传送带的位移大小为，物体未到右端，在这段时间内（　　）
A．摩擦力对小物体做的功为
B．摩擦力对小物体做功的功率为
C．由于物体与传送带相互作用产生的内能为
D．物块所受摩擦力做负功
5．目前，我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。为早日实现无人驾驶，某公司对汽车性能进行了一项测试，让质量为m的汽车沿一山坡直线行驶，测试中发现，若关掉油门下坡，则汽车的速度保持不变；若从静止开始以恒定的功率P上坡，则发生位移s时速度刚好达到最大值vm，设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小分别保持不变，下列说法正确的是（　　）
A．关掉油门的下坡过程，坡面对汽车的支持力的冲量为零
B．关掉油门的下坡过程，汽车的机械能守恒
C．上坡过程中，汽车速度达到时，发生的位移为
D．上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度vm，所用时间一定小于
6．新一代标准高速动车组“复兴号”是中国自主研发、具有完全知识产权的新一代高速列车，它集成了大量现代高新技术，牵引、制动、网络、转向架、轮轴等关键技术实现重要突破，是中国科技创新的又一重大成果。一列质量为m的复兴号动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变动车在时间t内（　　）
A．做匀加速直线运动 B．加速度逐渐增大
C．牵引力的功率 D．合力做功
7．如图所示，水平面上固定着高度均为h的两个光滑斜面，倾角分别为，现将完全相同的两个小滑块（视为质点）从顶端静止释放，小滑块到达两斜面底端所用的时间分别为，速率分别为，两滑块运动过程互不影响，则（　　）
A． B． C． D．
8．如图所示，质量为m的小车在水平恒力F的推动下，从山坡（粗糙）底部A处由静止开始运动至高为h的坡顶B，获得的速度为v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．小车克服重力所做的功是mgh
B．合外力对小车做的功是
C．推力对小车做的功是
D．阻力对小车做的功是
9．如图所示，物体在平行于斜面向上的拉力作用下，分别沿底边相等、倾角不同的斜面从底端匀速运动到顶端，物体与各斜面间的动摩擦因数相同，则（　　）
A．无论沿哪个斜面拉物体，克服摩擦力做的功相同
B．沿倾角较大的斜面I拉物体，克服摩擦力做的功最大
C．无论沿哪个斜面拉物体，拉力做的功均相同
D．沿倾角较小的斜面Ⅲ拉物体，拉力做的功较小
10．一玩具电动小汽车在水平面上由静止以恒定功率启动，所能获得的最大速度为2m/s，其v-t图像如图所示，已知小汽车质量为1kg，所受阻力恒为1N，以下说法正确的是（　　）
A．小汽车在0~10s内做匀加速直线运动
B．小汽车额定功率为2W
C．小汽车速度为时加速度为
D．小汽车10s内位移为18m
11．如图甲，物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平地面由静止开始运动，在时刻撤去恒力F，物体运动的v－t图象如图乙所示，重力加速度，则（　　）
A．恒力F与摩擦力f大小之比为
B．物体在3s内的位移
C．在撤去F前后两个阶段的平均速度大小之比为
D．物体与地面间的动摩擦因数为
12．在我国，汽车已进入寻常百姓家，一种新车从研发到正式上路，要经过各种各样的测试，其中一种是在专用道上进行起步过程测试，通过车上装载的传感器记录了起步过程速度随时间变化规律图像，如图所示，已知为直线、为曲线、为平行于横轴的直线。时汽车功率达到额定功率且保持不变，该车总质量为，所受到的阻力恒为，则下列说法正确的是（　　）
A．匀加速阶段汽车的牵引力为
B．该车的额定功率为
C．该车的最大速度为
D．该车前内通过的位移大小为
二、填空题
13．如图所示，假设在某次比赛中质量为m的运动员从10m高处的跳台跳下，设水的平均阻力约为其重力的5倍，在粗略估算中，把运动员当做质点处理，为了保证运动员的人身安全，池水深度至少为（不计空气阻力）_________m。
14．如图所示，长度为L=1.2m的木板静止在光滑的水平面上，一滑块（可视为质点）放在木板上最左端，现用一水平恒力F=3N作用在滑块上，使滑块从静止开始做匀加速直线运动。已知滑块和木板之间的摩擦力为f=1N。当滑块滑到木板的最右端时，木板运动的距离为0.8m，则此时滑块与木板具有动能的比值为_________ 。
15．质量2g的子弹，以的速度射入厚度是的木板，射穿后速度，子弹射穿木板的过程中损失的动能______J；子弹受到木板的平均阻力大小是______N。
三、解答题
16．如图所示，一个质量为m=0.2kg的小球，用长为l=0.5m的轻绳悬挂于点的正下方点。若重力加速度g=10m/s2。
（1）小球在水平恒力F=2N的作用下从点由静止运动到与竖直方向成37°的点，已知，，求：
. 此过程中水平恒力、重力、绳拉力分别做的功；
. 小球在点的速度大小。
（2）若小球在水平拉力作用下从点缓慢地移动到点，求水平拉力做的功。
17．年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是最具观赏性的项目之一。如图所示，是跳台滑雪的长直助滑道的一部分，高度差。质量为的运动员从点由静止开始下滑，经过点时速度，取。求：
（1）运动员经过B点时的动能；
（2）从A点到B点过程中，阻力对运动员做的功。
18．如图所示，水平传送带装置两轮轴心间的水平距离，离地面高度。左边与传送带等高的光滑平台上，有一个可看成质点的小物体以的初速度滑上传送带，从传送带的右端飞出做平抛运动，若物体与传送带间动摩擦因数，，求：
（1）若传送带保持静止，物体从传送带上抛出后的速度；
（2）若传送带以顺时针匀速转动，物体从传送带上抛出后的速度。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．A
【详解】
依题意，根据动能定理有
即
可得
故选A。
2．B
【详解】
A．某过程中外力的总功等于各力做功的代数之和，故A错误；
B．只要合外力对物体做了功，由动能定理知，物体的动能就一定改变。故B正确；
C．动能不变，只能说明合外力的总功W＝0，动能定理仍适用，故C错误；
D．动能定理既适用于恒力做功，也可适用于变力做功，故D错误。
故选B。
3．B
【详解】
斜面固定且光滑，将同一物体由静止起以相同的加速度，从斜面底端拉到斜面顶端。物体的速度相同，动能相同，上升的高度相同，由
W=Gh+Ek
可知，F1、F2做功
W1=W2
设斜面长为L，由功的公式，可得力F1做功
W1=F1L
力F2做功
W2= F2cosαL
可有
F1= F2cosα
cosα<1
F1< F2
ACD错误，B正确。
故选B。
4．C
5．D
【详解】
A．关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力大小不为零，时间不为零，则冲量不为零，故A错误；
B．关掉油门后的下坡过程，汽车的速度不变、动能不变，重力势能减小，则汽车的机械能减小，故B错误；
C．上坡过程中，汽车由静止开始以恒定的功率P上坡，速度刚好达到最大值vm时，所用的时间为t，汽车速度达到时，所用的时间为t’，设汽车的质量为m，根据动能定理可得
可得
以恒定功率运动的汽车，做变加速直线运动，所以当，所用时间，所以上坡过程中，汽车速度达到时，发生的位移不是，故C错误；
D、上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度，功率不变，则速度增大、加速度减小，所用时间为，则
解得
故D正确。
故选D。
6．CD
【详解】
AB．动车的功率恒定，根据
可知动车的牵引力减小，根据牛顿第二定律得
可知动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，故AB错误；
C．当加速度为0时，牵引力等于阻力，则牵引力功率为
故C正确；
D．根据动能定理得合力做的功为
故D正确。
故选CD。
7．AC
【详解】
CD．由题知，下滑过程中只有重力对物块做功，根据动能定理
解得
所以
故C正确，D错误；
AB．小滑块均沿斜面做匀加速运动，则有
由图可知
且
所以
故A正确，B错误。
故选AC。
8．ABD
【详解】
A．小车克服重力做功
W=mgh
故A正确；
B．由动能定理可知，小车受到的合力所做的功等于小车动能的增量，即
故B正确；
C．由动能定理可知
所以推力做的功
故C错误；
D．阻力对小车做的功
故D正确。
故选ABD。
9．AD
【详解】
AB．设斜面倾角为，底边长为d，斜面长度L，克服摩擦力做的功为
可知无论沿哪个斜面拉物体，克服摩擦力做的功相同，故A正确，B错误；
CD．由动能定理得
摩擦力做功相等，可知沿倾角较小的斜面Ⅲ拉物体，克服重力做功最小，则拉力做的功较小，故D正确，C错误。
故选AD。
10．BD
【详解】
A．由v-t图像斜率可知，小汽车在0~10s内做加速度减小的变加速直线运动，故A错误；
B．当小汽车达到最大速度时，牵引力F等于阻力f，有
故B正确；
C．小汽车速度为1m/s时，牵引力为
根据牛顿第二定理可得
代入数据，解得
故C错误；
D．根据动能定理可得
代入数据，解得
故D正确。
故选BD。
11．AD
【详解】
A．物体在第1s内和后2s内的位移分别为
对整个过程，由动能定理得
解得
A正确；
B．根据v-t图象与时间轴所围的面积表示位移，可得：物体在3s内的位移
B错误；
C．撤去外力前后的两个过程为匀变速直线运动，根据
知
C错误；
D．对2~3s内物体的运动过程，由动能定理得
得
D正确。
故选AD。
12．ABD
【详解】
A．该车匀加速阶段，根据牛顿第二定律得
根据图可知
解得匀加速阶段汽车的牵引力为
故A正确；
B．该车的额定功率为
故B正确；
C．当速度最大时则有
解得
故C错误；
D．对该车运动前25s过程，根据动能定理则有
解得
故D正确。
故选ABD。
13．2.5
【详解】
设池水的最小深度为h2，跳台离水面的高度为h1=10m，对整个过程，由动能定理得
mg（h1+h2）-fh2=0
而
f=5mg
联立解得
h2=2.5m
14．5∶1
【详解】
滑块受到重力、支持力、拉力和摩擦力，根据动能定理，有
=(F-f)(L+x)=4J
木板受到重力、支持力和摩擦力，根据动能定理，有
=fx=0.8J
所以滑块与木板具有动能的比值为5∶1。
15．80 1600
【详解】
子弹射穿木板的过程中损失的动能为
根据动能定理得
解得
16．（1）做的功分别为0.6J，-0.2J，0，在Q点速度为2m/s；（2）0.2J
【详解】
（1）拉力做的功为
重力做的功为
拉力做的功为
由动能定理得
代入数据解得
故此过程中水平恒力、重力、绳拉力分别做的功为0.6J，-0.2J，0，小球在Q点的速度大小为2m/s。
（2）因为缓慢移到点，则小球动能变化为0，设拉力做的功为W，则有
即
故水平拉力做的功为0.2J。
17．（1）3000J；（2）-300J
【详解】
（1）运动员经过点时的动能
（2）从点到点过程中，对运动员，根据动能定理，有
解得
18．（1）；（2）14m/s
【详解】
（1）设传送带保持静止，物体从传送带上抛出后的速度为，根据动能定理可得
代入数据，解得
（2）由于物体的初速度小于传送带转动的速度，所以物体开始要加速运动，加速运动的加速度为
解得
达到共速需要的时间为
物体运动传送带长度的位移所需时间为
解得
说明物体还没有与传送带达到共速就已经抛出，故抛出的速度为
答案第1页，共2页
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