1.3.2动能定理的应用 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
3.2动能定理的应用
一、单项选择题
1、关于动能定理,下列说法中正确的是( )
A.在某过程中,外力做的总功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
2、某物体同时受到在同一直线上的两个力F1、F2的作用,物体由静止开始做直线运动,力F1、F2与其位移的关系图像如图所示,在这4 m内,物体具有最大动能时的位移是( )
A.1 m B.2 m
C.3 m D.4 m
3、木块在水平恒力F作用下沿水平路面由静止出发前进了距离s，随即撤去此恒力，木块沿原方向又前进了2s的距离后才停下，设木块运动的全过程中地面的情况相同，则物体所受摩擦力的大小f和木块获得的最大动能Ekmax分别为(　　)
A．f＝，Ekmax＝ B．f＝，Ekmax＝Fs
C．f＝，Ekmax＝ D．f＝，Ekmax＝
4、人骑自行车下坡，坡长l＝500 m，坡高h＝8 m，人和车的总质量为100 kg，下坡时初速度为4 m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10 m/s，取g＝10 m/s2，则下坡过程中阻力所做的功为( )
A．－4 000 J B．－3 800 J
C．－5 000 J D．－4 200 J
5、质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动,起始点A与一轻弹簧O端相距s,如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为x,则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短,物体克服弹簧弹力所做的功为 (　　)
A.m-μmg(s+x) B.m-μmgx
C.μmgs D.μmg(s+x)
6、如图所示，一根长为l1的橡皮条和一根长为l2的绳子(l1＜l2)悬于同一点，橡皮条的另一端系一A球，绳子的另一端系一B球，两球质量相等，现从悬线水平位置(绳拉直，橡皮条保持原长)将两球由静止释放，当两球摆至最低点时，橡皮条的长度与绳子长度相等，此时两球速度的大小为(　　)
A．B球速度较大 B．A球速度较大
C．两球速度相等 D．不能确定
7、如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC是水平的，其长度d＝0.5 m．盆边缘的高度为h＝0.3 m．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停止地点到B的距离为(　　)
A．0.50 m B．0.25 m
C．0.10 m D．0
8、如图所示，OD是水平面，AB是斜面，初速为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零．如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点时速度刚好也为零，则第二次物体具有的初速度(已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零，斜面与平面为圆滑连接)(　　)
A．大于v0 B．等于v0
C．小于v0 D．取决于斜面的倾角
二、多项选择题
9、一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动能可能(　　)
A.一直增大
B.先逐渐减小至零,再逐渐增大
C.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小
D.先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大
10、如图所示，一传送带在水平面上以速度v0匀速转动，两轮之间的距离为L，现将质量为m的物体轻轻放到传送带的A端，已知当物体到达距B端s0时(s0A．物体在从A端到B端的过程中，摩擦力对物体做正功，W＝μmgL
B．物体在从A端到B端的过程中，摩擦力对物体做正功，W＝μmg(L－s0)
C．物体在从A端到B端的过程中，摩擦力对物体做正功W>μmg(L－s0)
D．物体在从A端到B端的过程中，摩擦力对物体做正功W＝mv
11、一个物体沿直线运动,其v-t图像如图所示,已知在前2 s内合外力对物体做功为W,则( )
A.从第1 s末到第2 s末,合外力做功为W
B.从第3 s末到第5 s末,合外力做功为-W
C.从第5 s末到第7 s末,合外力做功为W
D.从第3 s末到第4 s末,合外力做功为-W
12、质量为1 kg的物体以某一初速度在水平地面上滑行，由于受到地面摩擦阻力作用，其动能随位移变化的图线如图所示，g＝10 m/s2，则物体在水平地面上(　　)
A．所受合外力大小为5 N
B．滑行的总时间为4 s
C．滑行的加速度大小为1 m/s2
D．滑行的加速度大小为2．5 m/s2
13、如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡(粗糙)底部A处由静止开始运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A．小车克服重力所做的功是mgh
B．合外力对小车做的功是mv2
C．推力对小车做的功是mv2＋mgh
D．阻力对小车做的功是mv2＋mgh－Fx
三、非选择题
14、如图所示，质量m＝1 kg的小球(可看成质点)，从距离一固定于水平面的半圆形槽上沿高H＝5 m处自由下落，接着沿半圆形槽壁运动，半圆槽半径R＝0.5 m．小球第一次到达槽最低点时速率为10 m/s，并继续沿槽壁运动直到从槽左端边缘飞出……，如此反复几次，设摩擦力大小恒定不变，小球与槽壁相碰时不损失能量，不计空气阻力，求：(g取10 m/s2)
(1)从开始直到小球停止运动过程中，克服摩擦力做的功；
(2)小球第一次离槽上升距槽上沿的高度h.
15、如图所示，质量为m的钢珠从高出地面h处由静止自由下落，落到地面进入沙坑停止，则
(1)钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？
(2)若让钢珠进入沙坑，则钢珠在h处的动能应为多少？设钢珠在沙坑中所受平均阻力大小不随深度改变．
16、近年来全国多地雾霾频发,且有愈演愈烈的趋势,空气质量问题备受关注,在雾霾天气下,能见度下降,机动车行驶速度降低,道路通行效率下降,对城市快速路、桥梁和高速公路的影响很大.如果路上能见度小于200米,应开启机动车的大灯、雾灯、应急灯,将车速控制在60 km/h以下,并与同道前车保持50米的车距;当能见度小于100米时,驾驶员将车速控制在40 km/h以下,车距控制在100米.已知汽车保持匀速正常行驶时受到地面的阻力为车重的0.1倍,刹车时受到地面的阻力为车重的0.5倍,重力加速度为g=10 m/s2(空气阻力忽略不计),则
(1)若汽车在雾霾天行驶的速度为v=54 km/h,则刹车后经过多长时间才会停下来
(2)若前车因故障停在车道上,当质量为m=1 300 kg的后车距已经停止的前车为90 m时紧急刹车,刚好不与前车相撞,则后车正常行驶时的功率为多大
17、如图甲所示，一质量为m＝1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t＝0时刻开始，物块在受到按如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动，第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0，第5 s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ＝0.2，(g取10 m/s2)求：
(1)AB间的距离；
(2)水平力F在5 s时间内对物块所做的功．
甲 乙
答案与解析
1、D
解析:外力做的总功等于各个力单独做功的代数和,A错.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,B错.动能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,C错,D正确.
2、B
解析：由题图像可看出,前2 m内合力对物体做正功,物体的动能增加,后2 m内合力对物体做负功,物体的动能减小,所以物体具有最大动能时的位移是2 m,B正确。
3、C
解析：对全过程运用动能定理：Fs－f·3s＝0，所以f＝F．力F作用距离s时，木块获得的动能最大，运用动能定理：Ekmax＝ΔEk＝(F－f)s＝Fs．
4、B
解析：由动能定理可得：
mgh＋Wf＝m(v－v)，
解得Wf＝－mgh＋m(v－v)＝－3 800 J，故选项B正确．
5、A
解析：由动能定理得-W-μmg(s+x)=0-m,W=m-μmg(s+x)。故选A。
6、A
解析：根据动能定理得，对A和橡皮条系统：mgl2－W＝mv，其中W为橡皮条对A做的功．对B：mgl2＝mv.显然vA＜vB，故A正确．
7、D
解析：设物块在BC上运动的路程为s，由动能定理知：μmgs＝mgh，则s＝＝ m＝3 m，因为d＝0.5 m，则＝＝6，故物块停在B点，选项D正确．
8、B
解析：设OD＝s，OA＝h，斜面倾角为α，物体从D点出发，沿DBA(或DCA)滑动到顶点A，过B点(或C点)时物体与斜面碰撞没有机械能损失，由动能定理得－mgsin α×－μmgcos α－μmg(s－hcot α)＝0－mv
即μmgs＋mgh＝mv得v0＝.
由上式可知，物体的初速度跟斜面倾角无关，选B.
9、ABD
解析:若恒力的方向与初速度的方向相同或两者夹角为锐角,质点一直做加速运动,选项A正确;若恒力的方向与初速度的方向相反,质点先做匀减速运动,再反向做匀加速运动,选项B正确;若恒力方向与初速度方向之间的夹角为钝角(如斜上抛运动),则选项D正确.
10、BD
解析：选．当小物体放上后，物体与传送带发生相对滑动，其间的摩擦力f＝μmg，当达到共同速度后，f＝0，所以摩擦力在前一段位移(L－s0)内做功 W＝f(L－s0)＝μmg(L－s0 )，故B正确；由动能定理得，摩擦力做的功等于物体动能的增量，即W＝mv，故D正确．
11、BC
解析:根据动能定理,合外力对物体做的功等于物体动能的变化量。前2 s内,合外力做功W=m,因此,从第1 s末到第2 s末,合外力做功W1=m-m=0,A错误;从第3 s末到第5 s末,合外力做功W2=0-m=-W,B正确;从第5 s末到第7 s末,合外力做功W3=m-0=W,C正确;从第3 s末到第4 s末,合外力做功W4=m-m=-W,D错误。
12、BD
解析：由题图知，物体前进20 m，动能由50 J变为零，根据动能定理，F×(20 m)＝0－(50 J)，F＝－2．5 N，即物体受到的合外力大小为2．5 N，A错．物体的加速度大小为a＝＝2．5 m/s2，C错，D对，由于物体的初速度v0＝ m/s＝10 m/s，故滑行时间t＝＝ s＝4 s，B对．
13、ABD
解析：重力做功WG＝－mgh，A对；推力做功WF＝Fx＝mv2＋mgh－Wf，C错；根据动能定理WF＋Wf＋WG＝mv2，即合外力做功mv2，B对；由上式得阻力做功Wf＝mv2－WF－WG＝mv2＋mgh－Fx，D正确．
14、解析：(1)从开始直到小球停止运动过程中，根据动能定理：mg(H＋R)－Wf＝0，
解得Wf＝55 J.
(2)小球从开始直到第一次离槽上升距槽上沿的高度为h，根据动能定理：
mg(H－h)－W′f＝0.
小球从开始直到第一次到达槽最低点，
由动能定理：mg(H＋R)－W′f＝mv2.
联立以上两式得h＝4 m.
答案：(1)55 J
(2)4 m
15、解析：(1)取钢珠为研究对象，对它的整个运动过程，由动能定理得W＝Wf＋WG＝ΔEk＝0.
取钢珠停止处所在水平面为重力势能的零参考平面，则重力的功WG＝mgh，
阻力的功Wf＝－fh，
代入得mgh－fh＝0，故有＝11，即所求倍数为11.
(2)设钢珠在h处的动能为Ek，则对钢珠的整个运动过程，由动能定理得W＝Wf＋WG＝ΔEk，
即－＝－Ek，得Ek＝.
答案：(1)11 (2)
16、解析:(1)汽车的初速度v=54 km/h=15 m/s,
刹车后,由牛顿第二定律得-0.5mg=ma,
解得a=-0.5g=-5 m/s2,
由匀变速直线运动的速度公式得v′=v+at,
代入数据解得t=3 s.
(2)由动能定理得-f2s=0-m,
阻力f2=k2mg,
代入数据解得v0=30 m/s,
正常行驶时,F-f1=0,f1=k1mg=0.1mg,
功率P=Fv0=0.1×1 300×10×30 W=39 000 W=39 kW.
答案:(1)3 s
(2)39 kW
17、解析：(1)在3～5 s内物块在水平恒力F作用下由B点匀加速直线运动到A点，设加速度为a，AB间的距离为s，则
F－μmg＝ma
a＝＝ m/s2＝2 m/s2
s＝at2＝4 m.
(2)设整个过程中F做的功为WF，物块回到A点时的速度为vA，由动能定理得：
WF－2μmgs＝mv
v＝2as
WF＝2μmgs＋mas＝24 J.
答案：(1)4 m
(2)24 J