8.3 动能和动能定理 课后提升 2021—2022学年高中物理人教版(2019)必修第二册
一、单选题
1.一滑块从固定光滑斜面顶端由静止释放,沿斜面下滑的过程中,滑块的动能Ek与运动时间t、下滑高度h、运动位移s之间的关系图像如图所示,其中正确的是 ( )
A B
C D
2.在水平地面上放置一个质量m=1kg的物体,让其在水平外力F的作用下由静止开始运动,力F随物体位移x的变化关系如图所示,物体运动的最大位移为x=3m。已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.F0=8N
B.物体加速度的最大值为10m/s2
C.物体运动位移为2m时速度最大
D.物体动能的最大值为2J
3.如图(1)所示,客家人口中的“风车”也叫“谷扇”,是农民常用来精选谷物的农具。在同一风力作用下,精谷和瘪谷(空壳)谷粒都从洞口水平飞出,结果精谷和瘪谷落地点不同,自然分开,简化成如图(2)所示。谷粒从洞口飞出后忽略空气阻力,对这一现象,下列分析正确的是( )
A.N处是瘪谷,M处为精谷
B.精谷飞出洞口到落地的时间比瘪谷短
C.精谷和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动
D.精谷飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度要大些
4.如图甲所示,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,物体运动的图像如图乙所示.重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.物体在内的位移
B.恒力F与摩擦力大小之比
C.物体与地面间的动摩擦因数
D.在撤去F前后两个阶段的平均速度大小之比
5.如图所示,竖直面内固定有一半径为R的半圆形光滑轨道ABC,AOC为半圆形轨道的直径,一质量为m的小球静止放置在A点。某时刻,给小球施加一方向垂直AC、大小为F的水平恒力,且轨道始终固定,在以后的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.小球可能达到C点 B.小球可能到达B点
C.小球可能会脱离轨道 D.小球对轨道压力的最大值为
6.一物体静止于光滑水平面上,从t=0开始,物体受到一个水平恒力F的作用。如果用a、x、Ek、P分别表示物体的加速度、位移、动能和恒力F的功率,则以下四个图像中能定性描述这些物理量随时间变化关系的是( )
A. B.
C.D.
7.自由式滑雪比賽中,一运动员沿倾斜雪道保持同一姿态下滑了一段距离。在此过程中重力对他做功1600J,他克服阻力做功100J,其他外力不做功。则( )
A.运动员的重力势能减少了100J B.运动员的重力势能增加了1600J。
C.运动员的动能增加了1500J D.运动员的动能增加了1700J
8.如图所示,两个斜面平滑对接组成的轨道ABC,其中AB段斜面倾角为53°,BC段斜面倾角为37°,A点离B点所在水平面的高度h=2.0m。将一小滑块从A点由静止释放,小滑块与轨道间的动摩擦因数为0.50,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小滑块经过B点前后瞬间的速度大小不变。g取10m/s2,sin37°=0.6。从小滑块由A点释放开始计时,经过1.6s正好经过D点(图中未画出),则BD之间的距离为( )
A.1.20m B.1.24m C.1.25m D.1.28m
二、多选题
9.灾害发生时,可以利用无人机运送救灾物资。图示为一架无人机向受灾人员运送急救物品救生圈,此时无人机正吊着救生圈竖直匀速下降接近目标。关于此过程,下列说法正确的是( )
A.救生圈的动能增加 B.救生圈的重力势能减少
C.救生圈的机械能保持不变 D.救生圈所受重力做正功
10.在某平直公路上,汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达到某一值时,立即关闭发动机后滑行至停止,其v-t图像如图所示。汽车牵引力为F,运动过程中所受的摩擦阻力恒为Ff,全过程中牵引力所做的功为W1,克服摩擦阻力所做的功为W2,则下列关系中正确的是( )
A.F:Ff=4:1 B.F:Ff=1:3 C.W1:W2=4:3 D.W1:W2=1:1
11.下列说法中正确的是( )
A.只要物体受力的同时又发生了位移,则一定有力对物体功
B.一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动
C.运动物体所受的合外力为零,则物体的动能肯定不变
D.物体的动能和速度有关,所以动能是矢量
12.幼儿园滑梯(如图甲所示)是孩子们喜欢的游乐设施之一,滑梯可以简化为如图乙所示模型。一质量为m的小朋友(可视为质点),从竖直面内、半径为r的圆弧形滑道的A点由静止开始下滑,利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点B时的速度大小为(g为当地的重力加速度)。已知过A点的切线与竖直方向的夹角为30°,滑道各处动摩擦因数相同,则小朋友在沿着AB下滑的过程中( )
A.克服摩擦力做功为 B.处于先失重后超重状态
C.重力的功率先减小后增大 D.在最低点B时对滑道的压力大小为
三、实验题
13.某同学用图甲所示的装置来探究动能定理。在木板上固定两个完全相同的遮光条A、B,两遮光条间的距离L。用不可伸长的细线绕过定滑轮和动滑轮将木板与弹簧测力计C相连,木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上(轨道D已倾斜一定的角度),放在水平桌面上,P为小桶(内有沙子),滑轮的质量和摩擦不计。
(1)下列对实验中轨道应倾斜一定角度,其目的是________
A.为了释放木板后,木板在细线拉动下能匀速下滑
B.为了增大木板下滑的加速度,提高实验精度
C.尽量保证细线拉力对木板做的功等于木板所受合力对木板做的功
(2)实验主要步骤如下:
①测量木板、遮光条的总质量M,用游标卡尺测量遮光条的宽度d如乙图所示,其读数为_____;
②按甲图正确安装器材。
③将木板左端与轨道左端对齐,静止释放木板,木板在细线拉动下运动,记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的遮光时间。
④在小桶中增加沙子,重复③的操作。
⑤比较的大小,得出实验结论。
若某次实验中,测得遮光条B、A先后经过光电门的遮光时间为,请你把要探究的结果用题目中的字母表达出来__________(用字母表示)
14.为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数,某小组设计了如图甲所示的实验装置,轻弹簧左端与挡板相连,挡板可固定在该水平桌面上。已知重力加速度大小为g,空气阻力可忽略不计。
实验过程一:如图甲所示,挡板固定在O1点,推动滑块压缩弹簧,滑块移到A处,测量O1A的距离。滑块由静止释放,落在水平面上的P点,测出P点到桌面右端的水平距离为x1
实验过程二:如图乙所示,将挡板的固定点移到O2点,O2与O1的距离为d。推动滑块压缩弹簧,滑块移到C处,使O2C的距离与O1A的距离相等。滑块由静止释放,落在水平面上的Q点,测出Q点到桌面右端的水平距离为x2
(1)为完成本实验,还需要测出的物理量是________。
A.小滑块的质量m B.桌面的高度h
C.弹簧的劲度系数k D.弹簧的原长l0
(2)写出动摩擦因数的表达式__________(用题目所给和所测量的物理量的符号表示)
(3)小红在进行实验过程二时,发现滑块未能滑出桌面。为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数,请写出还需测量的物理量及其符号____________________,写出动摩擦因数的表达式__________________(用题目所给和所测量的物理量的符号表示)
四、解答题
15.某滑板爱好者在离地高的平台上滑行,水平离开A点后落在水平地面的B点,其水平位移。着地后以的速度沿水平地面运动(着地时存在能量损失),滑行后停止。己知人与滑板的总质量,空气阻力忽路不计,。求:
(1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小;
(2)人与滑板离开平台时的水平初速度。
16.第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年2月在北京举办,跳台滑雪是最具观赏性的项目之一、如图所示,跳台滑雪赛道由跳台、助滑道(可视为圆心为O的圆轨道)和着陆坡三部分组成,其中助滑道半径OA与竖直线OB夹角为60°。若比赛中,质量m=60kg的运动员从跳台A点以初速度v0=2m/s滑下,到达B点后水平飞出,落在着陆坡上的P点。已知A、B间高度h=30m,B、P间距离s=75m,着陆坡倾角α=37°,运动员受到的空气阻力不计,g取10m/s2,sin37°=0.6。求:
(1)运动员从B到P运动的时间;
(2)运动员到达B点时对助滑道的压力;
(3)运动员在AB段运动过程中克服阻力所做的功。
17.如图所示,质量为m=10kg的滑块,从光滑弧形面的某一高处A点以初速度v0=1m/s往下滑行,到达弧形面的底端P处时速度为vP=4m/s,又沿水平面滑行LPQ=1m到达Q点而静止。求:
(1)起始位置A点距离水平面的高度;
(2)滑块与水平面间的动摩擦因数。
18.如图所示,C919 客机(COMAC C919)是我国首款按照最新国际适航标准研制的干线民用飞机。某型号的 C919 客机最大起飞质量为7.25×104kg,起飞时先从静止开始滑行,当滑行时,达到起飞速度 。在此过程中如果飞机受到的阻力是飞机重量的0.02倍。求此过程中飞机发动机的牵引力所做的功。(g=10m/m2)
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参考答案
1.C
2.A
3.C
4.C
5.B
6.D
7.C
8.C
9.BD
10.AD
11.BC
12.BD
13.C 1.70
14.B 滑块停止滑动的位置到C点的距离以及AB之间的距离L(或滑块停止滑动的位置到B点的距离) (或 )
15.(1)80N;(2)5m/s
16.(1);(2),方向竖直向下;(3)
17.(1)0.75m;(2)0.8
18.2.494×108J