2019人教版必修第二册 第八章 3 动能和动能定理 同步练习
一、单选题
1.下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系,正确的是( )
A.物体做变速运动,合外力一定不为零,动能一定变化;
B.若合外力对物体做功为零,则合外力一定为零;
C.物体的合外力做功,它的速度大小一定发生变化;
D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零;
2.一个人站在阳台上,从阳台边缘以相同的速率分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出,不计空气阻力,则三球落地时的动能( )
A.上抛球最大 B.下抛球最大 C.平抛球最大 D.一样大
3.光滑水平面上有一物体,在水平恒力F作用下由静止开始运动,经过时间速度达到再经过时间速度由增大到在和两段时间内,外力F对物体做功之比为
A.1:2 B.1:3 C.3:1 D.1:4
4.如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度,木箱获得的动能一定:()
A.等于拉力所做的功;
B.小于拉力所做的功;
C.等于克服摩擦力所做的功;
D.大于克服摩擦力所做的功;
5.如图所示,一辆汽车以v1=6 m/s的速度沿水平路面行驶时,急刹车后能滑行l1=3.6 m,如果改以v2=8 m/s的速度行驶,同样的情况下急刹车后滑行的距离l2为( )
A.6.4 m B.5.6 m
C.7.2 m D.10.8 m
6.一物体的速度大小为v0时,其动能为Ek,当它的动能为2Ek时,其速度大小为
A. B.2v0 C. D.
7.关于动能定理,下列说法中正确的是( )
A.在某过程中,动能的变化等于各个力单独做功的绝对值之和
B.只要有力对物体做功,物体的动能就一定改变
C.动能定理只适用于直线运动,不适用于曲线运动
D.动能定理既适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况
8.一质量为1 kg的滑块以6 m/s的初速度在光滑的水平面上向左滑行。从某一时刻起在滑块上施加一个向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度方向变为向右,大小仍为6 m/s。在这段时间内水平力对滑块所做的功是( )
A.0 B.9 J
C.18 J D.无法确定
9.物体沿直线运动的v-t图像如图所示,已知在第1 s内合力对物体做功为W,则( )
A.从第1 s末到第3 s末合力做功为4W
B.从第3 s末到第5 s末合力做功为-2W
C.从第5 s末到第7 s末合力做功为W
D.从第3 s末到第4 s末合力做功为-0.5W
10.两个物体A、B的质量之比mA∶mB=3∶1,二者动能相同,它们和水平桌面的动摩擦因数相同,则二者在桌面上滑行到停止所经过的距离之比为( )
A.sA∶sB=1∶2 B.sA∶sB=1∶3
C.sA∶sB=4∶1 D.sA∶sB=1∶4
11.如图所示,运动员把质量为m的足球从水平地面踢出,足球在空中达到的最高点的高度为h,在最高点时的速度为v,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A.运动员踢球时对足球做功
B.足球上升过程重力做功mgh
C.运动员踢球时对足球做功
D.足球上升过程克服重力做功
12.在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块,抛出时的速度为,当它落到地面时速度为v,用g表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于( )
A.
B.
C.
D.
13.一质量为2 kg的物体,在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动,当运动一段时间后拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动。如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像,取g=10 m/s2,则据此可以求得( )
A.物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25
B.拉力在减速过程中做的功为16 J
C.物体匀速运动时的速度大小为v=4 m/s
D.在整个过程中合外力对物体所做的功为W合=32 J
二、多选题
14.关于对动能的理解,下列说法正确的是( )
A.凡是运动的物体都具有动能
B.动能像重力势能一样有正负
C.质量一定的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态
15.下列几种情况中,甲、乙两物体的动能相等的是( )
A.甲的速度是乙的2倍,乙的质量是甲的2倍
B.甲的质量是乙的2倍,乙的速度是甲的2倍
C.甲的质量是乙的4倍,乙的速度是甲的2倍
D.质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动
16.关于质量一定的物体的速度和动能,下列说法中正确的是( )
A.物体的速度发生变化时,其动能一定发生变化
B.物体的速度保持不变时,其动能一定保持不变
C.物体的动能发生变化时,其速度一定发生变化
D.物体的动能保持不变时,其速度可能发生变化
17.如图所示,甲、乙两个质量相同的物体,用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s。甲在光滑水平面上,乙在粗糙水平面上。下列关于力F对甲、乙做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是( )
A.力F对甲做功多
B.力F对甲、乙两个物体做的功一样多
C.甲物体获得的动能比乙大
D.甲、乙两个物体获得的动能相同
18.质量为的汽车,发动机的功率恒为,摩擦阻力恒为,牵引力为,汽车由静止开始,经过时间行驶了位移时,速度达到最大值,则发动机所做的功为( )
A. B. C. D.
19.在水平的公路上,汽车由静止开始做匀加速直线运动.当速度达到vm后,立即关闭发动机而滑行直到停止.v-t图线如图所示,汽车的牵引力大小为 F1,摩擦力大小为F2,全过程中,牵引力做的功为 W1,克服摩擦阻力做功为W2.以下是F1、F2及W1、W2间关系的说法,其中正确的是
A.F1:F2=1:3
B.F1:F2=4:3
C.W1:W2=1:1
D.W1:W2=1:3
20.如图甲所示,质量m=2 kg的物体以100 J的初动能在粗糙的水平地面上滑行,其动能Ek随位移x变化的关系图象如图乙所示,则下列判断中正确的是( )
A.物体运动的总位移大小为10 m
B.物体运动的加速度大小为10 m/s2
C.物体运动的初速度大小为10 m/s
D.物体所受的摩擦力大小为10 N
三、解答题
21.如图所示,质量为m的物块从斜面顶端由静止滑下,已知斜面倾角为θ,物块与斜面之间的动摩擦因数为μ,斜面高h。
(1)物块在下滑过程中受哪些力的作用;各个力做的功为多少;
(2)物块的动能怎样变化;物块到达斜面底端时动能为多大。
22.如图所示,物体在离斜面底端5m处由静止开始下滑,然后滑上与斜面平滑连接的水平面,若物体与斜面及水平面间的动摩擦因数均为0.4,斜面倾角为,求物体能在水平面上滑行的距离。(,)
23.在距地面高12 m处,以12 m/s的水平速度抛出质量为0.5 kg的小球,其落地时速度大小为18 m/s,求小球在运动过程中克服阻力做的功。(g取10 m/s2)
24.将质量为m的物体,以初速度v0竖直向上抛出,已知抛出过程中阻力大小恒为重力的0.2倍。求
(1)物体上升的最大高度;
(2)物体落回抛出点时的速度大小。
25.如图,一质量为m=10kg的物体,由1/4光滑圆弧轨道上端从静止开始下滑,到达底端后沿水平面向右滑动1m距离后停止.已知轨道半径R=0.8m,g=10m/s2,求:
(1)物体滑至圆弧底端时的速度大小
(2)物体沿水平面滑动过程中克服摩擦力做的功
(3)物体滑至圆弧底端时对轨道的压力大小
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.C
【详解】
A.物体做变速运动,合外力一定不为零,但是动能不一定变化,例如匀速圆周运动的物体,故A错误;
B.若合外力对物体做功为零,则合外力不一定为零,例如做匀速圆周运动的物体的合外力,故B错误;
C.根据动能定理,物体的合外力做功,它的速度大小一定发生变化,故C正确;
D.物体的动能不变,所受的合外力不一定为零,例如做匀速圆周运动的物体,故D错误。
故选C。
2.D
【详解】
从阳台边缘以相同的速率分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出,由动能定理得
解得
由于初速度大小相等,初动能相同,下落过程重力做功相同,所以落地时的动能一定一样大,故A、B、C错误,D正确。
故选D。
3.B
【详解】
根据动能定理知,第一段过程有: ,第二段过程有: 解得: ,故B对;ACD错.
4.B
【分析】
受力分析,找到能影响动能变化的是那几个物理量,然后观测这几个物理量的变化即可.
【详解】
木箱受力如图所示:
木箱在移动的过程中有两个力做功,拉力做正功,摩擦力做负功,
根据动能定理可知即: ,所以动能小于拉力做的功,故B正确;无法比较动能与摩擦力做功的大小,ACD错误.
故选B
【点睛】
正确受力分析,知道木箱在运动过程中有那几个力做功且分别做什么功,然后利用动能定理求解末动能的大小.
5.A
【详解】
汽车在同样的路面上急刹车,所受的阻力大小相同,设为F,汽车的末速度都为零,根据动能定理有
-Fs1=0-mv12-Fs2=0-mv22
所以,
s2=()2×s1=()2×3.6 m=6.4 m
故选A。
6.C
【详解】
设物体的质量为m,当一物体的速度大小为v0时,其动能为Ek,则有
当它的动能为2Ek时,有
解得:
A..故选项A不符合题意.
B. 2v0.故选项B不符合题意.
C..故选项C符合题意.
D..故选项D不符合题意.
7.D
【详解】
A.根据多个力做功的等效性可知,动能的变化等于各个力单独做功的代数和,故A错误;
B.根据动能定理,决定动能是否改变的是总功,而不是某一个力做的功,故B错误;
CD.动能定理是普遍适用的定理,既适用于直线运动,也适用于曲线运动,既适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况,故C错误,D正确
故选D。
8.A
【详解】
在这段时间内只有水平力对滑块做功,根据动能定理可知
即在这段时间内水平力对滑块所做的功是0。
故选A。
9.C
【详解】
由题图可知物体速度变化情况,根据动能定理分别可得
A.第1s内
W=mv02
第1s末到第3s末
W1=mv02-mv02=0
A错误;
B.第3s末到第5s末
W2=0-mv02=-W
B错误;
C.第5s末到第7s末
W3=m(-v0)2-0=W
C正确;
D.第3s末到第4s末
W4=m()2-mv02=-0.75W
D错误。
故选C。
10.B
【详解】
由题意A、B两物体在桌面上滑行过程中,只有动摩擦力做功,根据动能定理有:
对物体A
对物体B
因此得
1﹕3
ACD错误,B正确。
故选B。
11.C
【详解】
AC.对于足球,根据动能定理
解得运动员对足球做功
A错误,C正确;
BD.足球上升过程重力做功
足球上升过程中克服重力做功
BD错误。
故选C。
12.D
【详解】
选取物体从刚抛出到正好落地为研究过程,由动能定理可得
解得
即克服摩擦力做功为,故D正确,ABC错误。
故选D。
13.B
【详解】
A.物体做匀速运动时,受力平衡,则Ff=8 N
故A错误;
B.F-x图线与x轴围成的面积表示拉力做的功,则由题图可知,在减速过程中拉力做功
WF=×4×8 J=16 J
故选项B正确;
C.在减速过程中
Wf=-8×4=-32 J
由动能定理得
WF+Wf=0-mv02
解得
v0=4 m/s
选项C错误;
D.在整个过程
W合=ΔEk=0-mv02=-16 J
选项D错误。
故选B。
14.AC
【详解】
A.运动的物体都有动能,故A正确;
B.动能是标量,没有正负之分,故B错误;
C.质量一定的物体,动能变化,则速度的大小一定变化,所以速度一定变化,但速度变化时,如果只是方向改变而大小不变,则动能不变,比如匀速圆周运动,故C正确;
D.动能不变的物体,速度方向可能变化,故不一定处于平衡状态,故D错误。
故选AC。
15.CD
【详解】
A、甲的速度是乙的2倍,乙的质量是甲的2倍,由,知甲的动能是乙的2倍;故A错误;
B、甲的质量是乙的2倍,乙的速度是甲的2倍,则甲的动能是乙的倍;故B错误;
C、甲的质量是乙的4倍,甲的速度是乙的2倍,则甲的动能与乙的相等;故C正确;
D、动能是标量,和速度的方向无关;故只要质量相等,速度也相等,则动能一定相等;故D正确.
故选CD.
【点睛】
本题考查动能的计算式,这是采用控制变量法研究的,掌握动能表达式即可解决.
16.BCD
【详解】
A.当物体的速度大小不变,方向变化时,物体的动能不变,故A错误;
B.当物体的速度不变时,物体的动能一定不变,故B正确;
C.当物体的动能变化时,物体的速度大小一定变化,故物体的速度一定变化,故C正确;
D.当物体的动能保持不变时,物体的速度大小可能不变,但物体的速度的方向可能变化,故物体的速度可能变化,故D正确。
故选BCD。
17.BC
【详解】
AB.由知,拉力的大小相同,物体的位移也相同,所以拉力对两物体做的功一样多,故A错误,B正确;
CD.由动能定理可以知道,在光滑水平面上的木块,拉力对物体做的功等于物体的动能变化,在粗糙水平面上的木块,拉力对物体做正功的同时,摩擦力对物体做了负功,所以在光滑水平面上的物体获得的动能要大于在粗糙水平面上物体的动能,故C正确,D错误。
故选BC。
18.AD
【详解】
A.发动机的功率恒为,经过时间,发动机做的功为
故A正确。
BCD.当达到最大速度时,有
得
从功能关系的角度,整个过程中发动机做的功应等于克服阻力做的功与汽车获得的动能之和,则
故BC错误,D正确。
故选AD。
19.BC
【详解】
对全过程由动能定理可知W1-W2=0,故W1:W2=1:1,故C正确,D错误;W1=F1s;W2=F2s′,由图可知:s:s′=3:4;所以F1:F2=4:3,故B正确,C错误.
20.ACD
【详解】
A.由图乙可知物体运动的总位移大小为10 m,故A正确;
BD. 由动能定理得:
-fx=ΔEk=-100 J,
则:
f=10 N,
由牛顿第二定律得:
f=ma,
则:
a==5 m/s2,
故B错误,D正确;
C. 物体的初动能:
Ek0==100 J,
则
v0==10 m/s,
故C正确;
故选:ACD
21.(1)见解析;(2)增大,mgh-μmg
【详解】
(1)受重力、支持力、摩擦力;重力做功为
WG=mgh
支持力做功为
WN=0
摩擦力做功为
Wf=-μmgcos θ·=-μmg
(2)物块动能增大
WG+WN+Wf=Ek-0
则物块到达斜面底端的动能
Ek=mgh-μmg
22.3.5m
【详解】
对物体在斜面上和水平面上受力分析如图所示
方法一 分过程列式:设物体滑到斜面底端时的速度为v,物体下滑阶段
故
由动能定理得
设物体在水平面上滑行的距离为,
摩擦力
由动能定理得
由以上各式可得
方法二 全过程列式
解得
23.15 J
【详解】
对小球自抛出至落地过程,由动能定理得
mgh-W克阻=mv22-mv12
则小球克服阻力做功为
W克阻=mgh-(mv22-mv12)=0.5×10×12 J-(×0.5×182-×0.5×122)J=15J
24.(1);(2)
【详解】
(1)上升过程,由动能定理
-mgh-Ffh=0-①
将
Ff=0.2 mg②
代入①可得
h=③
(2)全过程,由动能定理
-2Ffh=mv2-④
将②③代入得
v=v0
25.(1) (2) (3)300N
【详解】
(1)物体在光滑圆弧轨道上下滑过程,根据动能定理,有:mgR=
解得:v==4m/s;
(2)根据动能定理-Wf=0-
Wf== ×10×42J=80J;
(3)在圆弧底端时,受重力和支持力,根据牛顿第二定律,有:FN mg=m
解得:FN=mg+m=10×10+10×=300N,
根据牛顿第三定律,物体对轨道的压力大小为300N
答:(1)物体滑至圆弧底端时的速度大小4m/s
(2)物体沿水平面滑动过程中克服摩擦力做的功为80J;
(3)物体滑至圆弧底端时对轨道的压力大小300N
【点睛】
(1)物体在光滑圆弧轨道上下滑过程,只有重力做功,根据机械能守恒可求底端时的速度;
(2)根据动能定理列式求解物体沿水平面滑动过程中克服摩擦力做的功;
(3)在圆弧底端时,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解.
答案第1页,共2页
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