8.3动能和动能定理基础过关练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.3动能和动能定理基础过关练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 255.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-14 16:11:09 | ||
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文档简介
2022版高中同步人教版必修第二册 8.3 动能和动能定理 基础过关练
一、多选题
1．杂技表演“飞车走壁”的简化模型如图所示、，表演者在侧壁某一水平面内做匀速圆周运动、表演时杂技演员和摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力不计，轨道平面离地面的高度为H，侧整的黄角不变，下列说法正确的是
A．H越大，摩托车做圆周运动的角速度越小
B．H越大，摩托车做圆周运动的动能越大
C．摩托车对侧壁的压力大小与H无关
D．摩托车圆周运动的周期与H无关
2．如图所示，水平光滑长杆上套有物块A，一细线跨过固定在天花板上O点的轻质定滑轮一端连接A，另一端悬挂物块B。开始时A位于P点，M为O点正下方杆上一点．现将A、B由静止释放。当A通过杆上N点时，绳与水平方向夹角为37°取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，关于释放后的过程，下列说法正确的是（ ）
A．A从P到M过程，速度先增大后减小
B．B从释放到最低点过程，速度先增大后减小
C．A通过N点时速度与此时B的速度大小比为5：4
D．A通过N点时速度与此时B的速度大小比为4：5
二、单选题
3．子弹的初速度为v，打穿一块固定木板后的速度为零，要恰好打穿两块同样的固定木板，子弹的初速度应为（ ）
A．v B．2v C．4v D．v
4．2019年世界杯排球赛，中国队一路过关斩将，获得比赛冠军。如图所示，某次比赛中，来自河南的世界第一主攻手朱婷接队友传球，在网前处起跳，在离地面高处将球以的速度正对球网水平击出，已知球网高（忽略空气阻力）。则（ ）
A．若排球恰好过网，则
B．若击球的方向改变，球过网后可以垂直落地
C．运动过程中，任意相等时间内排球的动量变化量相等
D．运动过程中，任意相等时间内排球的动能变化量相等
5．如图所示，水平面O点左侧光滑，O点右侧粗糙且足够长，有6个完全相同的质量均为m的小滑块（可视为质点）用轻细杆相连，相邻小滑块间的距离为L，滑块1恰好位于O点，滑块2、3……依次沿直线水平向左排开，现将水平恒力大小未知的力F作用于滑块1，经观察发现，第6个滑块刚好到达O点时，系统静止，已知重力加速度为g，滑块与O点右侧水平面间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（ ）
A．水平拉力F大小为
B．第1个滑块进入粗糙水平面后，系统的加速度为
C．第3个滑块经过O点后到第4个滑块尚未到达O点前，滑块3和滑块4之间的相互作用力为0
D．第5个滑块经过O点后到第6个滑块尚未到达O点前，滑块5和滑块6之间的相互作用力的大小为
6．位于竖直平面内的光滑轨道由一段抛物线AB组成，A点为抛物线的顶点，h=0.8m。一小环套在轨道上的A点，如图所示。小环以v0=2m/s水平初速度从A点开始运动，沿轨道运动过程中与轨道恰无相互作用力。下列说法正确的是（重力加速度g取10m/s2）（ ）
A．x=8m
B．若小环从A点由静止因微小扰动而滑下，到达B点所用时间为0.4s
C．小环无论以多大的初速度从A点水平抛出，到达B点动量方向不变
D．小环无论以多大的初速度从A点水平抛出后，与轨道都无相互作用力
7．2019年“山东舰”正式服役，标志着我国进入双航母时代，如图所示，“山东舰”正在沿直线航行，其质量为，发动机的输出功率恒为，所受阻力大小恒为，某时刻速度为、加速度为，一段时间t后速度变为（），在这段时间内位移为x。下列关系式正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．我国是拥有极轨气象卫星的四个国家之一，极轨气象卫星在距离地面约为840km的轨道上运行，它的轨道经过地球的南北极。已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径（约为6400km）的7倍，认为极轨气象卫星和地球同步卫星运行的轨道均为圆形，则下列说法正确的是（ ）
A．极轨气象卫星的运行速度一定小于地球同步卫星的运行速度
B．极轨气象卫星的角速度一定小于地球同步卫星的角速度
C．极轨气象卫星的动能一定小于地球同步卫星的动能
D．极轨气象卫星的周期一定小于地球同步卫星的周期
9．起重机用钢绳将重物竖直向上匀速提升，在重物匀速上升的过程中( )
A．重物的动能逐渐增大
B．重物的重力势能逐渐增大
C．钢绳对重物的拉力逐渐增大
D．钢绳对重物的拉力的功率逐渐增大
10．一粒质量为20g的子弹以600m/s的速度飞行与一只质量为80kg的鸵鸟以10m/s的速度奔跑相比（ ）
A．蛇鸟的动能较大 B．子弹的动能较大 C．二者的动能一样大 D．无法比较它们的动能
三、解答题
11．一辆质量为的汽车，发动机的额定输出功率为P=60kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.05倍．汽车从静止开始以的牵引力启动，g取．试求：
（1）汽车的最大行驶速度；
（2）汽车加速度为时的速度；
（3）在匀加速运动的过程中发动机做的功．
12．如图所示，四分之一光滑轨道固定在竖直平面内，粗糙水平轨道与圆弧相切于点。现将可视为质点的物块从与圆心等高的A点静止释放，物块滑至圆弧道轨道最低点时的速度大小为，对轨道的压力大小等于30N，之后物块向右滑上粗糙水平轨道，最终静止时与点相距。取重力加速度，不计空气阻力。
（1）求该物块的质量；
（2）求该物体与粗糙水平轨道的动摩擦因素。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．ABC
【解析】
【分析】
摩托车做匀速圆周运动，提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力F的合力，作出力图，得出向心力大小不变．H越高，圆周运动的半径越大，由向心力公式分析周期、线速度大小．
【详解】
A．摩托车做匀速圆周运动，摩擦力恰好为零，由重力mg和支持力F的合力提供圆周运动的向心力，作出力图如图
则有向心力
解得
知H越高，r越大，越小，故A正确；
B．向心力
且动能
联立解得
知H越高，r越大，则动能越大，故B正确；
C．侧壁对摩托车的支持力
故摩托车对侧壁的压力大小与H无关，故C正确；
D．根据
得
知H越高，r越大，则周期越大，故D错误。
故选ABC。
【点睛】
本题考查应用物理规律分析实际问题的能力，此题是圆锥摆模型，关键是分析物体的受力情况，抓住不变量进行研究．
2．BC
【解析】
【详解】
A．A从P到M过程，绳子的拉力一直对A做正功，根据动能定理则速度一直增加，选项A错误；
B．开始时B的速度为零，当A到达M点时，有
因此B的速度又为零，则B从释放到最低点过程，速度先增大后减小，选项B正确；
CD．A通过N点时
则A的速度与此时B的速度大小比为
选项C正确，D错误。
故选BC。
3．D
【解析】
【详解】
设每块木板的阻力为f，木板厚度为d，由动能定理可得：
穿透一块木板
-fd=0-mv2
穿透两块木板
-f×2d=0-mv′2
解得
v′=v
故选D。
4．C
【解析】
【详解】
A．若排球恰好过网，则
选项A错误；
B．排球做抛体运动，落地时具有水平速度，则即使击球的方向改变，球过网后也不可能垂直落地，选项B错误；
C．运动过程中，排球只受重力作用，由动量定理可知，任意相等时间内排球的动量变化量相等，均为，选项C正确；
D．运动过程中，任意相等时间内排球下降的高度不相等，重力做功不相等，合力为重力，则动能变化量不相等，选项D错误；
故选C.
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．从滑块1在O点到滑块6到O点的过程，满足
解得
A错误；
B．第1个滑块进入粗糙水平面后，对整体
解得
B错误；
C．第3个滑块经过O点后到第4个滑块尚未到达O点前，系统受到的总摩擦力为，即拉力和摩擦力平衡，因此系统匀速运动，研究4、5、6滑块，3滑块对4滑块的拉力为0，C正确；
D．第5个滑块经过O点后到第6个滑块尚未到达O点前，系统加速度为
对6滑块
解得
D错误。
故选C。
6．C
【解析】
【详解】
A．小环沿轨道运动过程中与轨道恰好无相对作用力，说明小环的运动为平抛运动，抛物线AB与其轨道重合。下落用时
水平位移为
故A错误；
B．若小环从A点由静止因微小扰动而滑下，水平方向上不再是匀速直线运动，并且到达B点时的水平速度一定小于，小环沿轨道下落到B点所用的时间比平抛下落到B点所用的时间长，大于，故B错误；
C．小环无论以多大的初速度从A点水平抛出，到达B点速度方向始终为轨道B点的切线方向，动量方向也始终为轨道切线方向，动量方向不变，故C正确；
D．初速度不等于，物块的平抛轨迹与轨道不能重合，但物块在轨道作用力下，迫使物块的实际运动轨迹和轨道重合，则物块与轨道之间会一定有相互作用力，故D错误。
故选C。
7．A
【解析】
【详解】
A．根据牛顿第二定律
解得
故A正确；
B．由于航母做的是加速度减小的加速运动，则平均速度
故B错误；
C．发动机的输出功率恒为P，所受阻力恒为f，行驶的最大速度为
速度为时，航母正在加速运动，则
故C错误；
D．在此运动过程中，受到牵引力和阻力，根据动能定理可知
故D错误。
故选A。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据
可得
因极地卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，可知极轨气象卫星的运行速度一定大于地球同步卫星的运行速度；极轨气象卫星的角速度一定大于地球同步卫星的角速度；极轨气象卫星的周期一定小于地球同步卫星的周期；因两种卫星的质量关系不确定，不能比较动能关系。
故选D。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．重物竖直向上匀速上升，速度不变，动能保持不变，故A错误；
B．重物的高度增大，重力势能逐渐增大，故B正确；
C．重物匀速运动，钢绳对重物的拉力与重力平衡，保持不变，故C错误；
D．由公式P=Fv，拉力F不变，v不变，则钢绳对重物的拉力的功率不变，故D错误。
故选B。
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
子弹的动能为
鸵鸟的动能为
即。
故选A。
11．(1)30m/s；（2）15m/s；（3）3×105J ；
【解析】
【详解】
试题分析：（1）当牵引力等于阻力时，速度达到最大；（2）先求出匀加的加速度，从分析当汽车加速度为时汽车是否已达到额定功率，再根据牛顿第二定律求出牵引力，根据P=Fv求出速度；（3）求出匀加速的位移x，根据W=Fx求出牵引力做的功，即为在匀加速运动的过程中发动机做的功．
（1）由题可知：汽车达到最大速度时，牵引力等于阻力
即：，且
则最大速度
得：
（2）设匀加速的加速度为，由牛顿第二定律得：
得
则当时，汽车已达到额定功率，设此时牵引力为
由牛顿第二定律得：，得
则有：
（3）匀加速阶段最大的速度：
匀加速阶段汽车位移：
面积在匀加速运动的过程中发动机做的功
【点睛】本题考查的是机车启动的两种方式，即恒定加速度启动和恒定功率启动．要求同学们能对两种启动方式进行动态分析，能画出动态过程的方框图，公式P=Fv，P指实际功率，F表示牵引力，v表示瞬时速度．当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度．
12．（1）1kg；（2）0.5
【解析】
【分析】
【详解】
（1）物块从A点到B点运动的过程中，由动能定理可得
物块在B点，由牛顿第二定律得
联立解得
（2）物块从释放到在水平轨道上静止的全过程中，由动能定理可得
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．杂技表演“飞车走壁”的简化模型如图所示、，表演者在侧壁某一水平面内做匀速圆周运动、表演时杂技演员和摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力不计，轨道平面离地面的高度为H，侧整的黄角不变，下列说法正确的是
A．H越大，摩托车做圆周运动的角速度越小
B．H越大，摩托车做圆周运动的动能越大
C．摩托车对侧壁的压力大小与H无关
D．摩托车圆周运动的周期与H无关
2．如图所示，水平光滑长杆上套有物块A，一细线跨过固定在天花板上O点的轻质定滑轮一端连接A，另一端悬挂物块B。开始时A位于P点，M为O点正下方杆上一点．现将A、B由静止释放。当A通过杆上N点时，绳与水平方向夹角为37°取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，关于释放后的过程，下列说法正确的是（ ）
A．A从P到M过程，速度先增大后减小
B．B从释放到最低点过程，速度先增大后减小
C．A通过N点时速度与此时B的速度大小比为5：4
D．A通过N点时速度与此时B的速度大小比为4：5
二、单选题
3．子弹的初速度为v，打穿一块固定木板后的速度为零，要恰好打穿两块同样的固定木板，子弹的初速度应为（ ）
A．v B．2v C．4v D．v
4．2019年世界杯排球赛，中国队一路过关斩将，获得比赛冠军。如图所示，某次比赛中，来自河南的世界第一主攻手朱婷接队友传球，在网前处起跳，在离地面高处将球以的速度正对球网水平击出，已知球网高（忽略空气阻力）。则（ ）
A．若排球恰好过网，则
B．若击球的方向改变，球过网后可以垂直落地
C．运动过程中，任意相等时间内排球的动量变化量相等
D．运动过程中，任意相等时间内排球的动能变化量相等
5．如图所示，水平面O点左侧光滑，O点右侧粗糙且足够长，有6个完全相同的质量均为m的小滑块（可视为质点）用轻细杆相连，相邻小滑块间的距离为L，滑块1恰好位于O点，滑块2、3……依次沿直线水平向左排开，现将水平恒力大小未知的力F作用于滑块1，经观察发现，第6个滑块刚好到达O点时，系统静止，已知重力加速度为g，滑块与O点右侧水平面间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（ ）
A．水平拉力F大小为
B．第1个滑块进入粗糙水平面后，系统的加速度为
C．第3个滑块经过O点后到第4个滑块尚未到达O点前，滑块3和滑块4之间的相互作用力为0
D．第5个滑块经过O点后到第6个滑块尚未到达O点前，滑块5和滑块6之间的相互作用力的大小为
6．位于竖直平面内的光滑轨道由一段抛物线AB组成，A点为抛物线的顶点，h=0.8m。一小环套在轨道上的A点，如图所示。小环以v0=2m/s水平初速度从A点开始运动，沿轨道运动过程中与轨道恰无相互作用力。下列说法正确的是（重力加速度g取10m/s2）（ ）
A．x=8m
B．若小环从A点由静止因微小扰动而滑下，到达B点所用时间为0.4s
C．小环无论以多大的初速度从A点水平抛出，到达B点动量方向不变
D．小环无论以多大的初速度从A点水平抛出后，与轨道都无相互作用力
7．2019年“山东舰”正式服役，标志着我国进入双航母时代，如图所示，“山东舰”正在沿直线航行，其质量为，发动机的输出功率恒为，所受阻力大小恒为，某时刻速度为、加速度为，一段时间t后速度变为（），在这段时间内位移为x。下列关系式正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．我国是拥有极轨气象卫星的四个国家之一，极轨气象卫星在距离地面约为840km的轨道上运行，它的轨道经过地球的南北极。已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径（约为6400km）的7倍，认为极轨气象卫星和地球同步卫星运行的轨道均为圆形，则下列说法正确的是（ ）
A．极轨气象卫星的运行速度一定小于地球同步卫星的运行速度
B．极轨气象卫星的角速度一定小于地球同步卫星的角速度
C．极轨气象卫星的动能一定小于地球同步卫星的动能
D．极轨气象卫星的周期一定小于地球同步卫星的周期
9．起重机用钢绳将重物竖直向上匀速提升，在重物匀速上升的过程中( )
A．重物的动能逐渐增大
B．重物的重力势能逐渐增大
C．钢绳对重物的拉力逐渐增大
D．钢绳对重物的拉力的功率逐渐增大
10．一粒质量为20g的子弹以600m/s的速度飞行与一只质量为80kg的鸵鸟以10m/s的速度奔跑相比（ ）
A．蛇鸟的动能较大 B．子弹的动能较大 C．二者的动能一样大 D．无法比较它们的动能
三、解答题
11．一辆质量为的汽车，发动机的额定输出功率为P=60kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.05倍．汽车从静止开始以的牵引力启动，g取．试求：
（1）汽车的最大行驶速度；
（2）汽车加速度为时的速度；
（3）在匀加速运动的过程中发动机做的功．
12．如图所示，四分之一光滑轨道固定在竖直平面内，粗糙水平轨道与圆弧相切于点。现将可视为质点的物块从与圆心等高的A点静止释放，物块滑至圆弧道轨道最低点时的速度大小为，对轨道的压力大小等于30N，之后物块向右滑上粗糙水平轨道，最终静止时与点相距。取重力加速度，不计空气阻力。
（1）求该物块的质量；
（2）求该物体与粗糙水平轨道的动摩擦因素。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．ABC
【解析】
【分析】
摩托车做匀速圆周运动，提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力F的合力，作出力图，得出向心力大小不变．H越高，圆周运动的半径越大，由向心力公式分析周期、线速度大小．
【详解】
A．摩托车做匀速圆周运动，摩擦力恰好为零，由重力mg和支持力F的合力提供圆周运动的向心力，作出力图如图
则有向心力
解得
知H越高，r越大，越小，故A正确；
B．向心力
且动能
联立解得
知H越高，r越大，则动能越大，故B正确；
C．侧壁对摩托车的支持力
故摩托车对侧壁的压力大小与H无关，故C正确；
D．根据
得
知H越高，r越大，则周期越大，故D错误。
故选ABC。
【点睛】
本题考查应用物理规律分析实际问题的能力，此题是圆锥摆模型，关键是分析物体的受力情况，抓住不变量进行研究．
2．BC
【解析】
【详解】
A．A从P到M过程，绳子的拉力一直对A做正功，根据动能定理则速度一直增加，选项A错误；
B．开始时B的速度为零，当A到达M点时，有
因此B的速度又为零，则B从释放到最低点过程，速度先增大后减小，选项B正确；
CD．A通过N点时
则A的速度与此时B的速度大小比为
选项C正确，D错误。
故选BC。
3．D
【解析】
【详解】
设每块木板的阻力为f，木板厚度为d，由动能定理可得：
穿透一块木板
-fd=0-mv2
穿透两块木板
-f×2d=0-mv′2
解得
v′=v
故选D。
4．C
【解析】
【详解】
A．若排球恰好过网，则
选项A错误；
B．排球做抛体运动，落地时具有水平速度，则即使击球的方向改变，球过网后也不可能垂直落地，选项B错误；
C．运动过程中，排球只受重力作用，由动量定理可知，任意相等时间内排球的动量变化量相等，均为，选项C正确；
D．运动过程中，任意相等时间内排球下降的高度不相等，重力做功不相等，合力为重力，则动能变化量不相等，选项D错误；
故选C.
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．从滑块1在O点到滑块6到O点的过程，满足
解得
A错误；
B．第1个滑块进入粗糙水平面后，对整体
解得
B错误；
C．第3个滑块经过O点后到第4个滑块尚未到达O点前，系统受到的总摩擦力为，即拉力和摩擦力平衡，因此系统匀速运动，研究4、5、6滑块，3滑块对4滑块的拉力为0，C正确；
D．第5个滑块经过O点后到第6个滑块尚未到达O点前，系统加速度为
对6滑块
解得
D错误。
故选C。
6．C
【解析】
【详解】
A．小环沿轨道运动过程中与轨道恰好无相对作用力，说明小环的运动为平抛运动，抛物线AB与其轨道重合。下落用时
水平位移为
故A错误；
B．若小环从A点由静止因微小扰动而滑下，水平方向上不再是匀速直线运动，并且到达B点时的水平速度一定小于，小环沿轨道下落到B点所用的时间比平抛下落到B点所用的时间长，大于，故B错误；
C．小环无论以多大的初速度从A点水平抛出，到达B点速度方向始终为轨道B点的切线方向，动量方向也始终为轨道切线方向，动量方向不变，故C正确；
D．初速度不等于，物块的平抛轨迹与轨道不能重合，但物块在轨道作用力下，迫使物块的实际运动轨迹和轨道重合，则物块与轨道之间会一定有相互作用力，故D错误。
故选C。
7．A
【解析】
【详解】
A．根据牛顿第二定律
解得
故A正确；
B．由于航母做的是加速度减小的加速运动，则平均速度
故B错误；
C．发动机的输出功率恒为P，所受阻力恒为f，行驶的最大速度为
速度为时，航母正在加速运动，则
故C错误；
D．在此运动过程中，受到牵引力和阻力，根据动能定理可知
故D错误。
故选A。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据
可得
因极地卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，可知极轨气象卫星的运行速度一定大于地球同步卫星的运行速度；极轨气象卫星的角速度一定大于地球同步卫星的角速度；极轨气象卫星的周期一定小于地球同步卫星的周期；因两种卫星的质量关系不确定，不能比较动能关系。
故选D。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．重物竖直向上匀速上升，速度不变，动能保持不变，故A错误；
B．重物的高度增大，重力势能逐渐增大，故B正确；
C．重物匀速运动，钢绳对重物的拉力与重力平衡，保持不变，故C错误；
D．由公式P=Fv，拉力F不变，v不变，则钢绳对重物的拉力的功率不变，故D错误。
故选B。
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
子弹的动能为
鸵鸟的动能为
即。
故选A。
11．(1)30m/s；（2）15m/s；（3）3×105J ；
【解析】
【详解】
试题分析：（1）当牵引力等于阻力时，速度达到最大；（2）先求出匀加的加速度，从分析当汽车加速度为时汽车是否已达到额定功率，再根据牛顿第二定律求出牵引力，根据P=Fv求出速度；（3）求出匀加速的位移x，根据W=Fx求出牵引力做的功，即为在匀加速运动的过程中发动机做的功．
（1）由题可知：汽车达到最大速度时，牵引力等于阻力
即：，且
则最大速度
得：
（2）设匀加速的加速度为，由牛顿第二定律得：
得
则当时，汽车已达到额定功率，设此时牵引力为
由牛顿第二定律得：，得
则有：
（3）匀加速阶段最大的速度：
匀加速阶段汽车位移：
面积在匀加速运动的过程中发动机做的功
【点睛】本题考查的是机车启动的两种方式，即恒定加速度启动和恒定功率启动．要求同学们能对两种启动方式进行动态分析，能画出动态过程的方框图，公式P=Fv，P指实际功率，F表示牵引力，v表示瞬时速度．当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度．
12．（1）1kg；（2）0.5
【解析】
【分析】
【详解】
（1）物块从A点到B点运动的过程中，由动能定理可得
物块在B点，由牛顿第二定律得
联立解得
（2）物块从释放到在水平轨道上静止的全过程中，由动能定理可得
联立解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页