4.3动能 动能定理 优化作业（word版含答案）

4.3 动能 动能定理 优化作业
一、单选题
1．（2021·河北·高二学业考试）如图所示，小李站上缓慢运行的扶梯后，随扶梯先加速运动再匀速运动至顶端平台，整个过程中扶梯对小李做功为3.3×103J，小李克服重力做功为3.2×103J，则小李的动能增加了（　　）
A．6.5×103J B．3.2×103J C．3.3×103J D．1.0×102J
2．（2022·陕西渭南·一模）2022年2月4日冬奥会在北京举行，冰雪运动逐渐受到人们喜爱。冰壶运动是运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶的运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。在某次训练中，运动员以3.4m/s的速度投掷冰壶，冰壶在冰面上滑行30m停下。现该运动员仍以3.4m/s的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行10m后开始在其滑行前方摩擦冰面，使冰面和冰壶的动摩擦因数减为原来的80%，则这次冰壶的滑行距离为（　　）
A．25m B．32m C．34 D．35m
3．（2022·全国·高三专题练习）如图甲所示，质量为4 kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5，g取10 m/s2，则（　　）
A．物体先做加速运动，推力减小到零后才开始做减速运动
B．运动过程中推力做的功为200 J
C．物体在运动过程中的加速度先变小后不变
D．因推力是变力，无法确定推力做功的大小
4．（2021·河北·高二学业考试）如图所示，光滑水平平台上固定一竖直挡板A，一轻弹簧左端固定在挡板A上，质量的滑块放在弹簧右端。光滑圆弧轨道MN固定在粗糙水平地面上，底端恰好与水平地面相切于N点，M端到平台上表面的高度。圆弧轨道MN的半径，对应的圆心角为37°。现向左推滑块压缩弹簧至一定位置，然后由静止释放，滑块与弹簧分离后从平台右端B点水平飞出，恰好从M点沿切线方向进入圆弧轨道MN，从N点滑出圆弧轨道后，在水平地面上向右运动。若滑块能与固定在地面的竖直挡板C发生碰撞，碰撞后将以原速率弹回。滑块的运动始终在同一竖直平面内，不计空气阻力，滑块可视为质点，已知滑块与水平地面间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2，，，若滑块与挡板C碰撞后恰好不会从M点飞出轨道，则挡板C到N点的水平距离为（　　）
A．1.1m B．2.2m C．1.25m D．2.5m
5．（2022·湖南株洲·一模）如图，倾角为的斜面固定在水平地面上，现有一物块以某一初速度从底端冲上斜面，一段时间后物块返回到斜面底端。已知物块沿斜面向上运动的时间是向下运动的时间的一半，则它与斜面间的动摩擦因数应为（　　）
A． B． C． D．
6．（2022·辽宁沈阳·一模）如图所示，轻质橡皮绳上端固定在O点，下端连接一质量为m的物块，物块与水平面之间的动摩擦因数为μ。用外力将物块拉至A点，在A点时橡皮绳的弹性势能为，将物块从A点由静止释放，途经点到达最左侧的B点（图中未画出），点在O点的正下方，在点时橡皮绳恰好处于原长，点与A点之间的距离为L，在物块由A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．物块在点时动能最大
B．物块从A至先加速再减速，从至B一直做减速运动
C．物块在B点时橡皮绳的弹性势能等于
D．物块在点时的动能小于
7．（2021·贵州·开阳县第三中学高二阶段练习）竖直光滑圆弧轨道与光滑水平轨道相切于A点，一可视为质点的小球以某一速度沿水平轨道向右运动，并冲上圆弧轨道，当小球到B点时速度恰好为零。已知圆弧轨道半径R=1.6m，B点与圆心O的连线与竖直方向的夹角为60°，g取10m/s2，则小球在水平轨道上的速度大小为（　　）
A．4m/s B．4m/s
C．16m/s D．16m/s
8．（2021·四川·绵阳中学高三阶段练习）一只皮球从离地面一定高度由静止释放，其受到空气阻力的大小与速度平方成正比。下列描写皮球在下落过程中速度v、加速度a与下落时间t的关系图像，皮球克服空气阻力做功、皮球动能E与下落高度h的关系图像，可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．（2022·广东·高二学业考试）飞机进行投弹演习，若飞机在500m高度处以100m/s的恒定水平速度向靶点上空飞行，到达靶点上空附近后释放炸弹，忽略空气阻力，g取l0m/s2。下对说法正确的是（　　）
A．炸弹落地时的速度大小为100m/s
B．炸弹落地时的速度大小为300m/s
C．飞机应在到达靶点正上方前1000m处释放，才能保证炸弹准确落到靶点
D．气机应在到达靶点正上方前1500m处释放，才能保证炸弹准确落到靶点
10．（2022·河南郑州·高三阶段练习）如图所示，MFN为竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径为R，圆心为O，OF竖直，OM与竖直方向夹角=60°。一质量为m的小球由P点沿水平方向抛出，初速度为，运动到M点时，速度方向恰好与圆弧轨道相切，P、O、N三点在同一水平线上。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．小球在F点时对圆弧轨道的压力为
B．小球在N点时对圆弧轨道的压力为mg
C．小球运动到圆弧轨道上与M点等高的位置时的速度
D．小球从N点脱离圆弧轨道后，继续上升的最大高度
11．（2021·青海·天峻县教育研究室高一期末）如图所示，小球以初速度从A点出发，沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，小球经过轨道连接处无机械能损失，则小球经过A点的速度大小为（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
12．（2021·福建·晋江市第一中学高三阶段练习）—列质量为m的动车从莆田站由静止出发，以某一恒定功率在平直轨道上运动，经时间t后达到该功率下的最大速度。若该动车行驶过程受到的阻力大小恒为F，则该恒定功率为__________，该动车在该过程中通过的路程为__________。
13．（2021·广东潮州·高一期末）如图所示，木块放在光滑水平面上，一颗子弹水平射入木块。已知子弹受到的平均阻力为 F，射入深度为d，在此过程中木块的位移为s，则子弹动能的减少量为______________（用以上三个量表示）
14．（2022·云南·高二学业考试）“套圈”是许多人喜爱的一种中国传统游戏。如图所示，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度先后水平抛出完全相同的小圆环，且小圆环都恰好套中前方同一个物体。不计空气阻力，将小圆环的运动视为平抛运动。平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的___________运动。设大人抛出的圆环在空中运动时间为t1，大人对圆环做的功为W1；小孩抛出的圆环在空中运动时间为t2，小孩对圆环做的功为W2，则：t1___________t2（选填“大于”或“小于”），W1___________W2（选填“大于”或“小于”）。
三、解答题
15．（2022·江苏常州·高三期末）如图所示的离心装置：水平轻杆被固定在竖直转轴的O点，质量为m的小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上，弹簧两端分别固定于O和A，弹簧劲度系数为，小环A与水平杆的动摩擦因数μ=0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。套在竖直转轴上的质量同为m的光滑小圆环B通过可轻质杆与小圆环A相连，链接处可自由转动。装置静止时，长为L的轻质杆与竖直方向的夹角为37°，弹簧处于原长状态。取重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，竖直转轴带动装置由静止开始缓慢加速转动，求：
（1）装置静止时，小环A受杆的摩擦力大小f；（2）轻杆与竖直方向夹角为53°时的角速度ω；
（3）轻杆与竖直方向夹角为从37°变化到53°的过程中，竖直转轴对装置所做的功W。
16．（2022·山东·二模）如图甲所示，在相对水平地面的高度h1=1.4m的平台右端固定一倾角α=37°的斜面体。斜面体的右侧面与平台的右侧面在同一竖直平面内，斜面体底端B处与平台平滑连接，斜面体顶端C相对平台的高度h2=0.6m。质量m=0.8kg的滑块静置于平台上的A点，现对滑块施加水平向右的力F，F随滑块运动的位移x变化的规律如图乙所示，滑块到达B点时撤去F。A、B之间的平台表面光滑，长度L1=1，滑块与斜面之间的动摩擦因数μ=0.5。滑块从斜面体顶端C飞出后，落到水平地面上的D点（图中未画出）。滑块可视为质点，忽略空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。求：
（1）滑块在B、C两点间运动的时间；
（2）C、D之间的水平距离。
17．（2021·福建师大二附中高一期中）如图所示，在某电视台举办的冲关游戏中，AB是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径，AO与BO夹角为。BC是长度为的水平传送带，CD是长度为的水平粗糙轨道，AB、CD轨道与传送带平滑连接。游戏中参赛者抱紧滑板从A处由静止下滑，最后恰好能运动至D点。参赛者和滑板可视为质点，参赛者质量，滑板质量可忽略。已知滑板与传送带、水平轨道的动摩擦因数分别为，，g取，求：
（1）参赛者运动到圆弧轨道B处的速度大小；（2）参赛者运动到水平传送带C处的速度大小；
（3）传送带的运转速率及运转方向（填“顺时针”或“逆时针”）；（4）传送带由于传送参赛者而多消耗的电能E。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．D
3．B
4．C
5．C
6．B
7．A
8．C
9．C
10．D
11．D
12．
13．F（d+s）
14． 自由落体 大于 小于
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）；（2）4m
17．（1）；（2）；（3）；顺时针；（4）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页