1.3 动能和动能定理 同步练习-2021-2022学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册（word 含答案）

鲁科版（2019）高一物理必修第二册课时同步练习
第3节动能和动能定理
一、单项选择题
1、一辆在水平路面上行驶的汽车，关闭发动机后继续运动了一段距离停下来。在这一过程中，下列说法正确的是 ( )
A.阻力对汽车做正功，汽车动能增加
B.阻力对汽车做负功，汽车动能增加
C.阻力对汽车做负功，汽车动能减少
D.阻力对汽车做正功，汽车动能减少
2、如图所示，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．小于拉力所做的功
B．等于拉力所做的功
C．等于克服摩擦力所做的功
D．大于克服摩擦力所做的功
3、放在光滑水平面上的某物体,在水平恒力F的作用下,由静止开始运动,在其速度由0增加到v和由v增加到2v的两个阶段中,F对物体所做的功之比为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.1∶4
4、物体在合外力作用下做直线运动的v-t图像如图所示，下列表述正确的是 ( )
A.在0～1 s内，合外力做正功
B.在0～2 s内，合外力总是做负功
C.在1～2 s内，合外力不做功
D.在0～3 s内，合外力总是做正功
5、质量m＝10 kg的物体只在变力F作用下沿水平方向做直线运动，F随坐标x的变化关系如图所示。若物体从坐标原点处由静止出发，则物体运动到x＝16 m 处时的速度大小为(　　)
A．3 m/s B．4 m/s
C．2 m/s D． m/s
6、一质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，当此物体受水平力F作用运动了距离s时，其动能为E1，而当此物体受水平力2F作用运动了相同的距离时，其动能为E2，则(　　)
A．E2＝E1 B．E2＝2E1
C．E2>2E1 D．E17、如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为3m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g，不计空气阻力)( )
A． B．
C． D.
8、如图甲所示，光滑水平面上静置于坐标原点O处的小物块，在水平拉力F的作用下沿x轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆，则小物块运动到x0处时的动能为 ( )
A.Fmx0 B.Fmx0
C.Fmx0 D.
二、多项选择题
9、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
10、对水平面上的物体施以水平恒力F，从静止开始运动了位移l，撤去力F，这以后又经过了位移l而停止下来，若物体的质量为m，则( )
A．它所受的阻力为F
B．它所受的阻力为
C．力F做功为零
D．力F做功为Fl
11、在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到vmax后，立即关闭发动机直至静止，v-t图像如图所示，设汽车的牵引力为F，受到的摩擦力为f，全程中牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则( )
A.F∶f=1∶3 B.W1∶W2=1∶1
C.F∶f=4∶1 D.W1∶W2=1∶3
12、质量为m的物体，在水平面上只受摩擦力作用并以初速度v0做匀减速直线运动，经距离d以后，速度减为，则(　　)
A．此平面动摩擦因数为
B．物体再前进便停止
C．摩擦力做功为mv
D．若使物体前进总距离为2d，其初速度至少为·v0
13、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。如图所示,甲在光滑面上,乙在粗糙面上,则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是 (　　)
A.力F对甲物体做功多
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
三、非选择题
14、如图甲所示为商场内的螺旋滑梯,小孩从顶端A处进入,由静止开始沿滑梯自然下滑(如图乙),并从底端B处滑出。已知滑梯总长度L=20 m,A、B间的高度差h=12 m。g取10 m/s2。
(1)假设滑梯光滑,求小孩从B处滑出时的速度v1的大小;
(2)若有人建议将该螺旋滑梯改建为倾斜直线滑梯,并保持高度差与总长度不变。已知小孩与滑梯间的动摩擦因数μ=0.25,若小孩仍从顶端由静止自然下滑,求小孩从底端滑出时的速度v2的大小。
15、质量M＝6.0×103 kg的客机，从静止开始沿平直的跑道匀加速滑行，当滑行距离l＝7.2×102 m时，达到起飞速度v＝60 m/s.求：
(1)起飞时飞机的动能多大？
(2)若不计滑行过程中所受的阻力，则飞机受到的牵引力为多大？
(3)若滑行过程中受到的平均阻力大小为F＝3.0×103 N，牵引力与第(2)问中求得的值相等，则要达到上述起飞速度，飞机的滑行距离应为多大？
16、如图所示,光滑圆弧的半径为0.8 m,有一质量为1 kg的物体自A点从静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进4 m,到达C点停止。g取10 m/s2,求:
(1)物体到达B点时的速率;
(2)在物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功;
(3)物体与水平面间的动摩擦因数。
17、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.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．
18、如图所示，质量m=0.2 kg的小物体放在光滑的圆弧上端，圆弧半径R=55 cm，下端接一长为1 m的水平轨道AB，最后通过极小圆弧与倾角α=37°的斜面相接，已知物体与水平面和斜面轨道的动摩擦因数均为0.1，将物体无初速度释放，(g取10 m/s2，cos 37°=0.8，sin 37°=0.6)求：
(1)物体第一次滑到水平轨道与右侧斜面轨道交接处的速度大小。
(2)物体第一次滑上右侧斜轨道的最大高度。
答案与解析
1、C
解析：关闭发动机后，汽车受重力、支持力和阻力，重力、支持力不做功，阻力的方向与汽车运动的方向相反，因而做负功；根据动能定理可知，汽车的动能减少，则C正确，A、B、D错误。
2、A
解析：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．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：WF－Wf＝mv2－0，所以动能小于拉力做的功，故A正确，B错误；无法比较动能与摩擦力做功的大小，C、D错误．故选A.
3、C
解析：根据动能定理知,第一阶段有:W1=mv2-0,第二阶段有:W2=m(2v)2-mv2=mv2,所以=,A、B、D错误,C正确。
4、A
解析：由v-t图像知0～1 s内，v增加，动能增加，由动能定理可知合外力做正功，A对。1～2 s内v减小，动能减小，合外力做负功，可见B、C、D错。
5、C
解析：F－x图线与x轴围成的面积表示力F所做的功，则这段过程中，外力做功为W＝×(4＋8)×10 J－×4×10 J＝40 J，根据动能定理得W＝mv2，解得v＝＝ m/s＝2 m/s，故C正确，A、B、D错误。
6、C
解析：由动能定理可得Fs－Wf＝E1，2F作用时，由动能定理可得2Fs－Wf＝E2，由＝＝＝2＋>2，可得E2>2E1，选项C正确。
7、B
解析：小球A下降h过程小球克服弹簧弹力做功为W1，根据动能定理，有mgh－W1＝0；小球B下降过程，由动能定理有3mgh－W1＝·3mv2－0，解得v＝，故B正确。
8、C
解析：F-x图像的“面积”等于拉力做功的大小，可得拉力做功W=π()2=，由题图乙看出，Fm=，得到W=Fmx0。根据动能定理得：小物块运动到x0处时的动能为Fmx0，则C正确，A、B、D错误。
9、BC
解析：由W＝Flcos α＝Fs可知，两种情况下力F对甲、乙两个物体做的功一样多，A错误，B正确；根据动能定理，对甲有：Fs＝Ek1，对乙有：Fs－Ffs＝Ek2，可知Ek1>Ek2，C正确，D错误。
10、BD
解析：对物体运动的全过程应用动能定理，Fl－F阻·2l＝0－0，所以F阻＝，B对，A错；力F做的功W＝Fl，D对，C错．故正确答案为BD.
11、BC
解析：对汽车运动的全过程，由动能定理得W1-W2=ΔEk=0，所以W1=W2，选项B正确，D错误；由图像知s1∶s2=1∶4。由动能定理得Fs1-fs2=0，所以F∶f=4∶1，选项A错误，C正确。
12、AD
解析：设动摩擦因数为μ，根据动能定理W＝ΔEk，有Wf＝－μmgd＝m2－mv＝－mv，解得μ＝，选项A正确；设物体总共能滑行l，则有：－μmgl＝0－mv得l＝d，即再前进便停止，选项B错；摩擦力做的功等于物体动能的变化，即Wf＝－mv，C错；若要使物体滑行2d，则物体初速度为v，根据动能定理有：－μmg(2d)＝0－mv2，得v＝v0，选项D正确．
13、BC
解析：由功的计算公式可知,两种情况下力F对甲、乙两个物体做的功一样多,A错误,B正确;根据动能定理,对甲有Fs=Ek1,对乙有Fs-fs=Ek2,可知Ek1>Ek2,即甲物体获得的动能比乙大,C正确,D错误。
14、答案：(1)4 m/s
(2)4 m/s
解析：(1)对小孩从A到B由动能定理可得mgh=m
解得v1==4 m/s
(2)在倾斜直线滑梯上,对小孩下滑过程由动能定理可得
WG+Wf=m
其中WG=mgh
Wf=-fL
f=μN=μmg cos θ=μmg·
联立解得v2=4 m/s
15、解析：(1)飞机起飞时的动能Ek＝Mv2
代入数值得Ek＝1.08×107 J.
(2)设牵引力为F1，由动能定理得
F1l＝Ek－0
代入数值得F1＝1.5×104 N.
(3)设滑行距离为l′，由动能定理得
F1l′－Fl′＝Ek－0
整理得l′＝
代入数值，得l′＝9.0×102 m.
答案：(1)1.08×107 J
(2)1.5×104 N
(3)9.0×102 m
16、答案：(1)4 m/s
(2)-8 J
(3)0.2
解析：(1)设物体到B点时的速度为v,由动能定理得
mgR=mv2
解得v=4 m/s
(2)设物体在水平面上运动过程中摩擦力做功为W,由动能定理得W=-mv2=-8 J
(3)设物体与水平面间的动摩擦因数为μ,由动能定理得
-μmgs=W
解得μ==0.2
17、解析：(1)上升过程，由动能定理
－mgh－fh＝0－mv①
将f＝0.2mg②
联立①②可得：h＝.③
(2)全过程，由动能定理
－2fh＝mv2－mv④
联立②③④可得：v＝v0.
答案：(1)
(2)v0
18、解析： (1)小物体从圆弧上端到B点的过程中，由动能定理得：
mgR-μmgsAB=m-0，
解得vB=3 m/s。
(2)设物体第一次滑上右侧轨道的最大高度为H，此时物体离B点的距离为s，由几何关系有=sinα；由动能定理得：
-μmgcosα·s-mgH=0-m，
解得H=0.40 m。
答案：(1)3 m/s
(2)0.40 m