2019人教版必修第二册第八章第3节动能和动能定理提升练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2019人教版必修第二册第八章第3节动能和动能定理提升练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 223.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-21 04:34:55 | ||
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文档简介
2019人教版必修第二册 第八章 第3节 动能和动能定理 提升练习
一、多选题
1．质量为 m 的物体，从静止开始，以g的加速度匀加速下落 h 的过程中，下列说法正确的是
A．物体的机械能增加了mgh B．物体的重力势能减少了mgh
C．物体的动能增加了mgh D．合外力对物体做了负功
2．甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正，甲质点的速度为，乙质点的速度为，则可知（ ）
A．乙质点的速率大于甲质点的速率
B．因为，所以甲质点的速度大于乙质点的速度
C．这里的正、负号的物理意义是表示质点运动的方向
D．若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10s后甲、乙两质点相距20m
3．我国“天宫一号”圆满完成相关科学实验，于2018年“受控”坠落，若某航天器变轨后仍绕地球做匀速圆周运动，但变轨后的周期减小为原来的，不考虑航天器质量的变化，则变轨后，下列说法正确的是
A．航天器的轨道半径变为原来的
B．航天器的动能变为原来的2倍
C．航天器的向心加速度变为原来的8倍
D．航天器的角速度变为原来的8倍
4．对于牛顿第二定律的公式F=kma中的比例系数k的说法正确的是
A．k值是由研究对象来决定的 B．k值是由合外力来决定的
C．k值是由力、质量和加速度的单位来决定的 D．在国际单位制中，k的数值取1
二、单选题
5．如图所示，一个人把质量为m的石块，从距地面高为h处，以初速度v0斜向上抛出．以水平地面处为势能零点，不计空气阻力，重力加速度为g，则： （ ）
A．石块离开手的时刻机械能为
B．石块刚落地的时刻动能为
C．人对石块做的功是
D．人对石块做的功是
6．如图所示，在某旅游景点的滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB′（都可看作斜面），一名旅游者乘同一个滑沙橇从A点由静止出发先后沿AB和AB′滑道滑下，最后停在水平沙面BC或B′C上．设滑沙者保持一定坐姿，滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同．下列说法中正确的是（ ）
A．到达B点的速率等于到达B′点的速率
B．到达B点时重力的功率大于到达B′时重力的功率
C．沿两滑道滑行的时间一定相等
D．沿两滑道滑行的总路程一定相等
7．如图所示，质量为m的小物块静止于粗糙斜面底端。现用恒力将此物块推至斜面顶端，第一次所加恒力F1，沿斜面向上，第二次所加恒力F2水平向右。若物块先、后两次从斜面底端运动至斜面顶端所用时间相同，且斜面始终保持静止状态，则先﹑后两次运动过程中（ ）
A．F1做的功与F2做的功相等
B．物体与斜面因摩擦产生的热量相等
C．合力所做的功相等
D．地面对斜面体的摩擦力相等
8．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．下列说法正确的是（ ）
A．运动员踢球时对足球做功mv2
B．足球上升过程重力做功mgh
C．运动员踢球时对足球做功mgh-mv2
D．运动员踢球时对足球做功mgh+mv2
9．一人用力踢质量为1.0kg的足球，使足球由静止以20m/s的速度飞出。假定人踢球瞬间对球平均作用力是200N，球在水平地面运动了20m停止。则人对球所做的功为（ ）
A．200J B．400J C．500J D．4000 J
10．在无风的环境，如果先让篮球以一定的角速度绕过球心的水平轴转动（如图）再从高处释放，则篮球在向下掉落的过程中偏离竖直方向做曲线运动。其原因是，转动的篮球在运动过程中除受重力外，还受到空气施加的阻力f1和偏转力f2。这两个力与篮球速度v的关系为：，方向与篮球运动方向相反；，方向与篮球运动方向垂直。下列说法正确的是（ ）
A．k1、k2是与篮球转动角速度无关的常量
B．篮球速率一直在增大
C．人站得足够高，落地前篮球有可能向上运动
D．释放条件合适，篮球有可能在空中持续一段水平直线运动
11．一个小孩用200N的力，将质量为1kg的足球踢出，使足球获得20m/s的初速度，飞行50m后着地，则小孩对足球做的功约为（ ）
A．50J B．200J C．400J D．10000J
三、解答题
12．某同学从h＝5 m高处，以初速度v0＝8 m/s抛出一个质量为m＝0.5 kg的橡皮球，测得橡皮球落地前瞬间速度为12 m/s，求该同学抛球时所做的功和橡皮球在空中运动时克服空气阻力做的功．(g取10 m/s2)
13．一辆汽车质量为m，从静止开始起动，沿水平面前进了s米后，就达到了最大行驶速度vm，设汽车的牵引功率保持不变，所受阻力为车重的k倍。求：
(1)汽车的牵引力功率；
(2)汽车从静止到开始匀速运动所需的时间。
14．物体的质量为m，沿光滑的弯曲轨道滑下，与弯曲轨道相接的圆轨道的半径为R，轨道的形状如图所示，要使物体沿光滑圆轨道到最高点，则物体至少应从离轨道最低处h为多少的地方由静止滑下？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．BC
【详解】
A．由牛顿第二定律可知，
得
由功能关系可知，阻力对物体做负功，物体的机械能减小，故A错误；
B．重力做功
wG=mgh
重力做功量度重力势能的变化，所以重力势能减少了mgh，故B正确；
C．根据合力做功量度动能的变化，下落的加速度为，那么物体的合力为，合力做功为
所以物体的动能增加了，故C正确；
D．合力方向向下，物体的位移方向也向下，所以合力做正功，故D错误．
2．AC
【详解】
ABC．因为速度是矢量，其正、负号表示物体的运动方向，速率是标量，速度的大小等于速率，故选项AC正确，选项B错误；
D．10s内，甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动，从同一点分别前进了20m和40m，故两者相距60m，选项D错误。
故选AC。
3．AD
【详解】
A、根据可知轨道半径变为原来的四分之一，故A正确；
B、根据可知，故动能变为原来的4倍，故B错误；
C、根据可知，故向心加速度变为原来的16倍，故C错误；
D、根据可知角速度变为原来的8倍，故D正确；
故选AD．
【点睛】根据开普勒第三定律求出轨道半径关系，根据万有引力提供向心力求出速度和加速度关系．
4．CD
【分析】
在牛顿第二定律的表达式F=kma中，只有在国际单位制中，比例系数k才为1．
【详解】
在牛顿第二定律的表达式F=kma中，只有质量m、加速度a和力F的单位是国际单位时，比例系数k才为1，故k由质量、加速度和力三者的单位共同决定，故C正确，AB错误．当质量m、加速度a和力F的单位是国际单位时，，此时k=1，故D正确．故选CD．
【点睛】
本题要知道只有F和a的单位采用在国际单位制时，即F的单位为N，质量的单位为kg，加速度的单位为，比例系数k才为1．
5．D
【解析】
【分析】
机械能等于动能和重力势能之和．石块运动过程中机械能守恒，根据机械能守恒可求出石块刚落地的时刻动能．由动能定理求人对石块做的功．
【详解】
以水平地面处为势能零点，石块离开手的时刻重力势能为mgh，动能为mv02，则机械能为mgh+mv02．故A错误．根据机械能守恒定律得：石块刚落地的时刻动能为：Ek=mv02+mgh，故B错误．对人抛石块的过程，由动能定理得：人对石块做的功为：W=mv02-0=mv02，故C错误，D正确．故选D.
【点睛】
本题是机械能守恒定律和动能定理的应用，要注意的是找好物体初、末位置的高度，知道利用动能定理是求功常用的方法．
6．B
【详解】
试题分析：根据动能定理研究甲在B点的速率与乙在B′点的速率大小关系．根据几何知识分析两人路程关系．由动能定理研究水平位移的关系，并确定甲、乙停止滑行后回头看A处的红旗时视线的仰角关系．
解：设滑道的倾角为θ，动摩擦因数为μ．
A、滑沙者在由斜面滑到水平面的过程中，由动能定理，mgh﹣μmgcosθ =mv2﹣0，即得：mgh﹣μmghcotθ=mv2．由于AB′与水平面的夹角小于AB与水平面的夹角，所以得知甲在B点的速率大于乙在B′点的速率．故A错误．
B、由前面可知，甲在B点的速率大于乙在B′点的速率，且B点的速度与重力的夹角小于乙在B′点的夹角，根据P=Gvcosθ，故B正确；
C．由题意可知，到达B′的速度大小相同，从而根据路程不同，可以确定，沿两滑道滑行的时间不等，故C错误．
D、再对滑沙者滑行全过程用动能定理可知：mgh﹣μmgcosθ ﹣μmgs′=0，得到：水平滑行位移s=hcotθ+s′=，与斜面的倾角无关，所以他们将停在离出发点水平位移相同的位置，则几何知识可知，甲的滑行总路程比乙长．故D错误．
故选B
【点评】本题应用动能定理分析两人的速度关系和水平位移关系，得到的结论：两人滑行的水平位移与斜面的倾角无关，是一个重要的经验结论，在理解的基础上进行记忆．
7．C
【详解】
A．由 ，两次的末速度相同，由动能定理
解得 ，A错误；
B．产生的热量为
解得 ，B错误；
C．由动能定理
C正确；
D．因为，所以 ，D错误。
故选C。
8．D
【详解】
足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒，足球到达最高点时，机械能为E=mgh+mv2，由于足球的机械能守恒，则足球刚被踢起时的机械能为E=mgh+mv2，足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球做功：W=mgh+mv2，故AC错误，D正确；足球上升过程中重力做功：WG=-mgh，故B错误；
9．A
【详解】
球的初状态速度为零；末状态速度为20m/s，由动能定理可知
故选A。
10．C
【详解】
A．由题意可知，当角速度为0时，物体竖直下落，与题干不符；与篮球转动角速度有关，故A错误；
B．篮球加速下落过程中，阻力随速度的增大而增大；由于空气阻力作用，篮球转动逐渐变慢到停止转动，减小到零 。最终增大到与重力合力为零时，篮球速度不再增大，故B错误；
C．由于方向与篮球运动方向垂直，因此篮球下落过程中做曲线运动。随篮球下落速度的增大，f1与均增大，若人站的足够高，当与在竖直方向上分力之和大于篮球重力时，篮球可能向上运动，故C正确；
D．假设释放条件合适，假设篮球能在空中持续段水平直线运动，则此时偏转力竖直向上和篮球重力平衡，而空气施加的阻力f沿水平方向和篮球运动方向相反，篮球由于克服空气施加的阻力做功，使篮球速度减小，在竖直向上和篮球重力不再平衡，篮球将做曲线运动，假设不成立，篮球不可能在空中持续一段水平直线运动，故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
根据动能定理得
W=×1×202＝200J
故B正确，ACD错误。
故选B。
12．16 J 5 J
【详解】
该同学抛球的过程，球的速度由零增加为抛出时的初速度v0，
所以抛球时所做的功为
橡皮球抛出后，重力和空气阻力做功，由动能定理得
代入数据解得：Wf＝－5 J，即橡皮球克服空气阻力做功为5 J．
13．(1)kmgvm ；(2)
【详解】
(1)因为汽车最大速度运动时有F牵＝kmg又P＝F牵vm，所以
P＝ kmgvm
(2)因汽车以恒定功率运动，由动能定理得：
Pt－kmgs＝
所以
14．
【详解】
设到达圆轨道最高点的速度大小为v，在最高点重力恰好作为向心力
从高h处下滑至圆轨道最高点的过程，据动能定理可得
联立解得。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、多选题
1．质量为 m 的物体，从静止开始，以g的加速度匀加速下落 h 的过程中，下列说法正确的是
A．物体的机械能增加了mgh B．物体的重力势能减少了mgh
C．物体的动能增加了mgh D．合外力对物体做了负功
2．甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正，甲质点的速度为，乙质点的速度为，则可知（ ）
A．乙质点的速率大于甲质点的速率
B．因为，所以甲质点的速度大于乙质点的速度
C．这里的正、负号的物理意义是表示质点运动的方向
D．若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10s后甲、乙两质点相距20m
3．我国“天宫一号”圆满完成相关科学实验，于2018年“受控”坠落，若某航天器变轨后仍绕地球做匀速圆周运动，但变轨后的周期减小为原来的，不考虑航天器质量的变化，则变轨后，下列说法正确的是
A．航天器的轨道半径变为原来的
B．航天器的动能变为原来的2倍
C．航天器的向心加速度变为原来的8倍
D．航天器的角速度变为原来的8倍
4．对于牛顿第二定律的公式F=kma中的比例系数k的说法正确的是
A．k值是由研究对象来决定的 B．k值是由合外力来决定的
C．k值是由力、质量和加速度的单位来决定的 D．在国际单位制中，k的数值取1
二、单选题
5．如图所示，一个人把质量为m的石块，从距地面高为h处，以初速度v0斜向上抛出．以水平地面处为势能零点，不计空气阻力，重力加速度为g，则： （ ）
A．石块离开手的时刻机械能为
B．石块刚落地的时刻动能为
C．人对石块做的功是
D．人对石块做的功是
6．如图所示，在某旅游景点的滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB′（都可看作斜面），一名旅游者乘同一个滑沙橇从A点由静止出发先后沿AB和AB′滑道滑下，最后停在水平沙面BC或B′C上．设滑沙者保持一定坐姿，滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同．下列说法中正确的是（ ）
A．到达B点的速率等于到达B′点的速率
B．到达B点时重力的功率大于到达B′时重力的功率
C．沿两滑道滑行的时间一定相等
D．沿两滑道滑行的总路程一定相等
7．如图所示，质量为m的小物块静止于粗糙斜面底端。现用恒力将此物块推至斜面顶端，第一次所加恒力F1，沿斜面向上，第二次所加恒力F2水平向右。若物块先、后两次从斜面底端运动至斜面顶端所用时间相同，且斜面始终保持静止状态，则先﹑后两次运动过程中（ ）
A．F1做的功与F2做的功相等
B．物体与斜面因摩擦产生的热量相等
C．合力所做的功相等
D．地面对斜面体的摩擦力相等
8．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．下列说法正确的是（ ）
A．运动员踢球时对足球做功mv2
B．足球上升过程重力做功mgh
C．运动员踢球时对足球做功mgh-mv2
D．运动员踢球时对足球做功mgh+mv2
9．一人用力踢质量为1.0kg的足球，使足球由静止以20m/s的速度飞出。假定人踢球瞬间对球平均作用力是200N，球在水平地面运动了20m停止。则人对球所做的功为（ ）
A．200J B．400J C．500J D．4000 J
10．在无风的环境，如果先让篮球以一定的角速度绕过球心的水平轴转动（如图）再从高处释放，则篮球在向下掉落的过程中偏离竖直方向做曲线运动。其原因是，转动的篮球在运动过程中除受重力外，还受到空气施加的阻力f1和偏转力f2。这两个力与篮球速度v的关系为：，方向与篮球运动方向相反；，方向与篮球运动方向垂直。下列说法正确的是（ ）
A．k1、k2是与篮球转动角速度无关的常量
B．篮球速率一直在增大
C．人站得足够高，落地前篮球有可能向上运动
D．释放条件合适，篮球有可能在空中持续一段水平直线运动
11．一个小孩用200N的力，将质量为1kg的足球踢出，使足球获得20m/s的初速度，飞行50m后着地，则小孩对足球做的功约为（ ）
A．50J B．200J C．400J D．10000J
三、解答题
12．某同学从h＝5 m高处，以初速度v0＝8 m/s抛出一个质量为m＝0.5 kg的橡皮球，测得橡皮球落地前瞬间速度为12 m/s，求该同学抛球时所做的功和橡皮球在空中运动时克服空气阻力做的功．(g取10 m/s2)
13．一辆汽车质量为m，从静止开始起动，沿水平面前进了s米后，就达到了最大行驶速度vm，设汽车的牵引功率保持不变，所受阻力为车重的k倍。求：
(1)汽车的牵引力功率；
(2)汽车从静止到开始匀速运动所需的时间。
14．物体的质量为m，沿光滑的弯曲轨道滑下，与弯曲轨道相接的圆轨道的半径为R，轨道的形状如图所示，要使物体沿光滑圆轨道到最高点，则物体至少应从离轨道最低处h为多少的地方由静止滑下？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．BC
【详解】
A．由牛顿第二定律可知，
得
由功能关系可知，阻力对物体做负功，物体的机械能减小，故A错误；
B．重力做功
wG=mgh
重力做功量度重力势能的变化，所以重力势能减少了mgh，故B正确；
C．根据合力做功量度动能的变化，下落的加速度为，那么物体的合力为，合力做功为
所以物体的动能增加了，故C正确；
D．合力方向向下，物体的位移方向也向下，所以合力做正功，故D错误．
2．AC
【详解】
ABC．因为速度是矢量，其正、负号表示物体的运动方向，速率是标量，速度的大小等于速率，故选项AC正确，选项B错误；
D．10s内，甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动，从同一点分别前进了20m和40m，故两者相距60m，选项D错误。
故选AC。
3．AD
【详解】
A、根据可知轨道半径变为原来的四分之一，故A正确；
B、根据可知，故动能变为原来的4倍，故B错误；
C、根据可知，故向心加速度变为原来的16倍，故C错误；
D、根据可知角速度变为原来的8倍，故D正确；
故选AD．
【点睛】根据开普勒第三定律求出轨道半径关系，根据万有引力提供向心力求出速度和加速度关系．
4．CD
【分析】
在牛顿第二定律的表达式F=kma中，只有在国际单位制中，比例系数k才为1．
【详解】
在牛顿第二定律的表达式F=kma中，只有质量m、加速度a和力F的单位是国际单位时，比例系数k才为1，故k由质量、加速度和力三者的单位共同决定，故C正确，AB错误．当质量m、加速度a和力F的单位是国际单位时，，此时k=1，故D正确．故选CD．
【点睛】
本题要知道只有F和a的单位采用在国际单位制时，即F的单位为N，质量的单位为kg，加速度的单位为，比例系数k才为1．
5．D
【解析】
【分析】
机械能等于动能和重力势能之和．石块运动过程中机械能守恒，根据机械能守恒可求出石块刚落地的时刻动能．由动能定理求人对石块做的功．
【详解】
以水平地面处为势能零点，石块离开手的时刻重力势能为mgh，动能为mv02，则机械能为mgh+mv02．故A错误．根据机械能守恒定律得：石块刚落地的时刻动能为：Ek=mv02+mgh，故B错误．对人抛石块的过程，由动能定理得：人对石块做的功为：W=mv02-0=mv02，故C错误，D正确．故选D.
【点睛】
本题是机械能守恒定律和动能定理的应用，要注意的是找好物体初、末位置的高度，知道利用动能定理是求功常用的方法．
6．B
【详解】
试题分析：根据动能定理研究甲在B点的速率与乙在B′点的速率大小关系．根据几何知识分析两人路程关系．由动能定理研究水平位移的关系，并确定甲、乙停止滑行后回头看A处的红旗时视线的仰角关系．
解：设滑道的倾角为θ，动摩擦因数为μ．
A、滑沙者在由斜面滑到水平面的过程中，由动能定理，mgh﹣μmgcosθ =mv2﹣0，即得：mgh﹣μmghcotθ=mv2．由于AB′与水平面的夹角小于AB与水平面的夹角，所以得知甲在B点的速率大于乙在B′点的速率．故A错误．
B、由前面可知，甲在B点的速率大于乙在B′点的速率，且B点的速度与重力的夹角小于乙在B′点的夹角，根据P=Gvcosθ，故B正确；
C．由题意可知，到达B′的速度大小相同，从而根据路程不同，可以确定，沿两滑道滑行的时间不等，故C错误．
D、再对滑沙者滑行全过程用动能定理可知：mgh﹣μmgcosθ ﹣μmgs′=0，得到：水平滑行位移s=hcotθ+s′=，与斜面的倾角无关，所以他们将停在离出发点水平位移相同的位置，则几何知识可知，甲的滑行总路程比乙长．故D错误．
故选B
【点评】本题应用动能定理分析两人的速度关系和水平位移关系，得到的结论：两人滑行的水平位移与斜面的倾角无关，是一个重要的经验结论，在理解的基础上进行记忆．
7．C
【详解】
A．由 ，两次的末速度相同，由动能定理
解得 ，A错误；
B．产生的热量为
解得 ，B错误；
C．由动能定理
C正确；
D．因为，所以 ，D错误。
故选C。
8．D
【详解】
足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒，足球到达最高点时，机械能为E=mgh+mv2，由于足球的机械能守恒，则足球刚被踢起时的机械能为E=mgh+mv2，足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球做功：W=mgh+mv2，故AC错误，D正确；足球上升过程中重力做功：WG=-mgh，故B错误；
9．A
【详解】
球的初状态速度为零；末状态速度为20m/s，由动能定理可知
故选A。
10．C
【详解】
A．由题意可知，当角速度为0时，物体竖直下落，与题干不符；与篮球转动角速度有关，故A错误；
B．篮球加速下落过程中，阻力随速度的增大而增大；由于空气阻力作用，篮球转动逐渐变慢到停止转动，减小到零 。最终增大到与重力合力为零时，篮球速度不再增大，故B错误；
C．由于方向与篮球运动方向垂直，因此篮球下落过程中做曲线运动。随篮球下落速度的增大，f1与均增大，若人站的足够高，当与在竖直方向上分力之和大于篮球重力时，篮球可能向上运动，故C正确；
D．假设释放条件合适，假设篮球能在空中持续段水平直线运动，则此时偏转力竖直向上和篮球重力平衡，而空气施加的阻力f沿水平方向和篮球运动方向相反，篮球由于克服空气施加的阻力做功，使篮球速度减小，在竖直向上和篮球重力不再平衡，篮球将做曲线运动，假设不成立，篮球不可能在空中持续一段水平直线运动，故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
根据动能定理得
W=×1×202＝200J
故B正确，ACD错误。
故选B。
12．16 J 5 J
【详解】
该同学抛球的过程，球的速度由零增加为抛出时的初速度v0，
所以抛球时所做的功为
橡皮球抛出后，重力和空气阻力做功，由动能定理得
代入数据解得：Wf＝－5 J，即橡皮球克服空气阻力做功为5 J．
13．(1)kmgvm ；(2)
【详解】
(1)因为汽车最大速度运动时有F牵＝kmg又P＝F牵vm，所以
P＝ kmgvm
(2)因汽车以恒定功率运动，由动能定理得：
Pt－kmgs＝
所以
14．
【详解】
设到达圆轨道最高点的速度大小为v，在最高点重力恰好作为向心力
从高h处下滑至圆轨道最高点的过程，据动能定理可得
联立解得。
答案第1页，共2页
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