8.3 动能和动能定理 同步练习题（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.3 动能和动能定理 同步练习题（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-15 10:08:52 | ||
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文档简介
8.3 动能和动能定理
一、单选题
1．物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则物体的动能 ( )
A．增加14J B．增加10J C．增加2J D．减少2J
2．垫球是排球比赛中运用较多的一项技术。某同学正对竖直墙面练习排球垫球。第一次垫球时，推球出手的位置A距离竖直墙壁的水平距离为s，球恰好垂直击中墙壁于B点，AB间的竖直离度为2s；第二次垫球时，排球出手的位置C距离竖直墙壁的水平距离为2s，球恰好也垂直击中墙壁于D点，CD间的竖直高度为s。O、A、C在同一水平面上，排球运动的轨迹在同一竖直面内，且平面与墙面垂直，如图乙所示。排球视为质点，不计空气阻力。则第一次排球出手瞬间的动能Ek1与第二次排球出手瞬间的动能Ek2之比为（ ）
A． B． C． D．
3．某质量为m的动车由静止沿平直路线启动，其加速度a与位移x的图像如图所示。已知运动中阻力恒为车重的k倍，重力加速度为g，下列说法不正确的是（ ）
A．动车位移为x1时的速度为
B．动车位移为x2时的速度为
C．若，在0-x2的过程中，牵引力做功为
D．动车从x1-x2所经历的时间为
4．如图所示，一滑块（可视为质点）从斜面轨道AB的A点由静止滑下后，进入与斜面轨道在B点相切的、半径R=0.5m的光滑圆弧轨道，且O为圆弧轨道的圆心，C点为圆弧轨道的最低点，滑块运动到D点时对轨道的压力为28N。已知OD与OC、OB与OC的夹角分别为53°和37°，滑块质量m=0.5kg，与轨道AB间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则轨道AB的长度为（ ）
A．6.75m B．6.25m C．6.5m D．6.0m
5．如图甲所示，质量为4 kg的物体在水平推力作用下由静止开始沿水平地面运动，推力大小F随位移大小s变化的情况如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数，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400J
C．物体在运动过程中的加速度先变小后不变
D．物体的总位移为10m
6．小李同学在学习过程中非常喜欢总结归纳，如图是他用来描述多种物理情景的图像，其中横轴和纵轴的截距分别为n和m，在如图所示的可能物理情景中，下列说法正确的是（ ）
A．若为图像，则物体的运动速度可能在减小
B．若为图像且物体初速度为零，则最大速度出现在时刻
C．若为图像，则一定做匀变速直线运动
D．若为图像且物体初速度为零，则物体的最大速度为
二、多选题
7．如图所示，DO是水平面，AB、AC是斜面，AE为圆弧轨道，轨道上、下两端分别与A点和水平面相切。初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零。若已知该物体与斜面、水平面和圆弧轨道之间的动摩擦因数处处相同且不为零，轨道转折处平滑相接。下列说法正确的是（ ）
A．该物体从D点出发，沿DCA滑动刚好到顶点A，则从D点出发时物块的初速度一定也为v0
B．该物体从A点由静止出发沿ABD滑动到D点的速度大小一定为v0
C．该物体从D点以速度v0出发，沿DEA滑动，则也能恰好滑到顶点A
D．该物体从D点以速度v0出发，沿DEA滑动，则不能滑到顶点A
8．一个质量为1kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，假如该小球所受空气阻力大小恒定，该过程小球的位移一时间图象如图所示，重力加速度10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．小球抛出时的速度大小为12m/s B．小球抛出时的速度大小为24m/s
C．小球落地时的动能为192J D．小球落地时的动能为288J
9．天津之眼是世界上唯一建在水上的摩天轮，它的直径达110m，轮外装挂48个360度透明座舱，每个座舱可乘坐8个人，可同时供384个人观光。摩天轮匀速旋转一周所需时间为30分钟，在此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．每个乘客受到的合力在不断变化
B．运行过程中乘客对座位的压力始终不变
C．运行过程中乘客重力的功率始终不变
D．合力对乘客做功一定为零
10．在训练运动员奔跑中下肢向后的蹬踏力量时，有一种方法是让运动员腰部系绳拖着汽车轮胎奔跑，如图甲所示，在一次训练中，运动员腰部系着不可伸长的轻绳拖着质量的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑，后轮胎从轻绳上脱落，轮胎运动的图像如图乙所示。不计空气阻力。已知绳与地面的夹角为，且，下列说法正确的是（ ）
A．轮胎与水平面间的动摩擦因数 B．绳子拉力的大小为
C．内，轮胎克服摩擦力做功为 D．末，轮胎所受合力的功率为
11．有两条滑道平行建造，左侧相同而右侧有差异，一个滑道的右侧水平，另一个的右侧是斜坡．如图所示，某滑雪者保持一定姿势坐在雪橇上不动，从高度为的A点由静止开始沿倾角为的雪道下滑，最后停在与A点水平距离为s的水平雪道上，接着改用另一个滑道，从与A点等高的位置由静止开始下滑，结果能运动到另一个倾角为的雪道上高度为的E点停下．若动摩擦因数处处相同，且不考虑雪橇在路径转折处的能量损失，则（ ）
A．动摩擦因数为 B．动摩擦因数为
C．倾角一定小于 D．倾角可以大于
三、填空题
12．如图所示，一个粗糙的水平转台以角速度匀速转动，转台上有一个质量为m的物体，物体与转台中心O用长为L的绳连接，此时物体与转台处于相对静止状态，设物体与转台间的动摩擦因数为，若转盘突然停止转动，则物体在转台上继续运动的距离为___________。
13．如图所示，质量为m的物体从h高处的A点由静止自斜面滑下，再滑到平面上的C点停下，在B点没有能量损失，则在的全过程中物体克服阻力所做的功为___________，如果使物体在平行于轨道平面的外力作用下由C点沿原路返回到A点，则外力至少做功___________。
14．一质量为的物体静止在水平桌面上，在水平拉力F的作用下，沿水平方向运动2s后撤去外力，其图像如图所示：
（1）在0~2s内，合外力做的功为______，
（2）在时，摩擦力的瞬时功率为______，
（3）在0~6s内，摩擦力做的功为_____。
15．如图所示，质量为m的物块在水平恒力F的推动下，从粗糙山坡底部的A处由静止运动至高为h的坡顶B处，并获得速度v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g，则重力做功为______，恒力F做功为________，物块的末动能为________，物块克服摩擦力做功为________。
四、解答题
16．“峡谷长绳秋千”游戏的模型可简化为如图所示，游戏开始前，工作人员（图中未画出）对底座施加一水平方向的拉力，使其静止于图中A位置，然后自由释放，秋千开始荡起来，B为秋千运动的最低点．已知两绳长度均为L、夹角为2θ，秋千摆角为α，游客和底座总质量为m，在运动中可视为质点，不计绳子质量及一切阻力，重力加速度为g。求：
（1）在A点，工作人员对底座施加的水平拉力大小；
（2）游客运动到B点时的速度大小；
（3）运动过程中细绳的最大拉力。
17．如图所示，水平地面与一半径为L的竖直光滑圆弧轨道相接于B点，轨道上的C点位置处于圆心O的正下方．距离地面高度也为L的水平平台边缘上的A点，质量为m的小球以v0＝的初速度水平抛出，小球在空中运动至B点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道。小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为g，求：
（1）B点与抛出点A正下方的水平距离x；
（2）圆弧BC段所对的圆心角θ；
（3）小球滑到C点时，对圆轨道的压力。
18．如图所示，一同学设计的游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道AB，半径r可调的竖直光滑圆轨道BCD和水平接收器MN组成。开始时滑块从A点弹出，经过圆轨道后由最高点D平抛，最后落到接收器内则视为游戏成功。若圆轨道的B点固定，半径调节时BD始终在同一条竖直线上，厚度不计的接收器距水平面距离h，M距竖直线的距离可变，弹射器可使滑块获得的速度v0，已知AB长s=0.2m，滑块与AB轨道的动摩擦因数μ=0.025，滑块质量m=20g，可视为质点，h=0.04m， 0.04m≤r≤0.12m，，忽略空气阻力，各部分平滑连接。求：
（1）若v0=1m/s，r=0.04m，则滑块运动到C点（C、M在同一水平虚线上）时对轨道的压力大小F；
（2）若，则要使游戏成功，v0的最小值；
（3）调节圆轨道半径r，若要游戏成功，接收器的最小长度L。（结果保留二位有效数字）
19．在某大型工厂自动运输线上，有一个水平传送带，以的速度向右匀速运行。在起始位置，将质量为的立方体小零件无初速度放到传送带上，后零件被运送到指定位置。如图所示，在指定位置建立坐标系，零件会遇到一沿平面的固定挡板C，阻止其继续向x轴正方向运动。设零件遇到挡板后沿x轴正方向的速度在极短时间内变为0，且零件与挡板接触的过程中，利用自动机械臂沿y轴正方向对零件施加一恒定外力F，使零件沿y轴正方向以的速度匀速运动。已知零件与传送带间的动摩擦因数为，零件与挡板之间的动摩擦因数为，重力加速度为。求
（1）起始位置到挡板的距离；
（2）机械臂施加的恒力F的大小；若零件沿y轴正方向匀速运动了，则在此内因摩擦而产生的热量。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
求合力的功有两种方法，此处可选择：先求出各个力做功，求根据功的代数和求出总功；由题意可知，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，即-8J．两力的合力功它们之和，故W=6J+（-8J）=-2J，则根据动能定理可知，物体的动能为减少了2J；故D正确，ABC错误
故选D．
点睛：本题考查动能定理的应用，要注意明确克服力做功，即为此力做负功；同时要注意体现功的标量性，明确总功等于各力做功的代数和.
2．C
【解析】
【详解】
根据抛体运动的对称性，排球出手时的动能等于排球从墙壁水平抛出做平抛运动落到出手处时的动能。设平抛运动的水平距离为，竖直位移为，则根据
由速度的合成有
所以
所以
故选C。
3．D
【解析】
【详解】
A．根据图像可知，0-x1的过程中动车关于位移的平均加速度为
由
动车位移为x1时的速度为
A正确；
B．图像可知，x1-x2的过程中动车的加速度为a0，动车做匀变速直线运动的，由
得动车位移为x2时的速度为
B正确；
C．若，在0-x2的过程中，根据动能定理
联立解得，牵引力做功为
C正确；
D．动车从x1-x2所经历的时间为
D错误。
本题选择不正确，故选D。
4．A
【解析】
【详解】
根据牛顿第三定律可知滑块运动到D点时所受轨道的支持力大小为
①
设滑块运动到D点时的速度大小为vD，根据牛顿第二定律有
②
对滑块从A点到D点的运动过程，根据动能定理有
③
联立①②③并代入数据解得轨道AB的长度为
④
故选A。
5．D
【解析】
【详解】
AC．推力减小到等于摩擦力以后，物体先做加速度增大的减速运动，撤去F后做匀减速运动，故AC错误；
B．由F s图象的面积可得推力全过程做功
故B错误；
D．运动的全过程，根据动能定理有
解得物体的总位移为
故D正确。
故选D。
6．D
【解析】
【分析】
本题考查对运动图像的理解
【详解】
A．若为图像，其斜率表示速度，则物体速度保持不变，A错误；
B．若为图像且物体初速度为零，则图像与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，所以物体的最大速度为
出现在t＝n时刻，B错误；
C．若为v－x图像，假设物体做匀变速直线运动，则有
即对于匀变速直线运动，其v－x图像不可能是一次函数图像，C错误；
D．若为a－x图像且物体初速度为零，由动能定理
即
所以物体的最大速度为
D正确。
故选D。
7．AD
【解析】
【详解】
A．如图
题中物体以v0从D出发，沿DBA恰好到A点，沿DBA，有
即有
可见与无关，假设同样条件沿DCA，则有
即有
说明从D到A，其他条件不变情况下，与路径无关，A正确；
B．该物体从A点由静止出发沿ABD滑动到D点，由功能关系可得
可得，该物体从A点由静止出发沿ABD滑动到D点的速度大小小于v0，B错误；
CD．该物体从D点以速度v0出发，沿DEA滑动，由于物体在圆弧轨道时，压力大于在斜面上的压力，所以摩擦力做的功更多，故该物体从D点以速度v0出发，沿DEA滑动，则不能滑到顶点A，C错误，D正确。
故选AD。
8．BC
【解析】
【详解】
AB．小球上升阶段，由匀变速直线运动规律得
可得小球初速度
A项错误、B项正确：
CD．小球上升的加速度大小
根据牛顿第二定律有
，
解得空气阻力
f=2N
设小球落地时的速度大小为v，整个上升和下降过程，根据动能定理有
解得
C项正确、D项错误。
故选BC。
9．AD
【解析】
【详解】
A．每个乘客随摩天轮一起做匀速圆周运动，每个乘客所受合力提供做圆周运动的向心力，则合力方向时刻指向圆心，则每个乘客受到的合力在不断变化，故A正确；
B．在最高点，根据牛顿第二定律
在最低点，根据牛顿第二定律
可知
则运行过程中乘客对座位的压力改变，故B错误；
C．每个乘客随摩天轮一起做匀速圆周运动，速度的大小不变，但方向时刻在变，则重力与速度的夹角变化，故重力的瞬时功率变化，故C错误；
D．每个乘客随摩天轮一起做匀速圆周运动，则每个乘客的动能保持不变，根据动能定理可知，合力做功为零，故D正确。
故选AD。
10．BCD
【详解】
A．后轮胎从轻绳上脱落，根据牛顿第二定律得
根据图像得
解得
A错误；
B．加速跑时，有
根据牛顿第二定律得
解得
B正确；
C．内，根据动能定理得
解得
C正确；
D．末，轮胎所受合力的功率为
D正确。
故选BCD。
11．BC
【详解】
AB．第一次停在水平滑道上的某点，根据动能定理得
由几何关系，有
整理，得
解得
故A错误；B正确；
CD．在AB段由静止下滑，说明
第二次上滑CE滑道，并在E点停下，说明
故倾角一定小于。故C正确；D错误。
故选BC。
12．
【详解】
物体初动能全部克服摩擦力做功消耗，最终静止，根据动能定理得
解得
13． mgh 2mgh
【详解】
对A到C过程运用动能定理得
mgh-Wf=0
解得
Wf=mgh
对C到A的过程，由动能定理得
WF-mgh-Wf=0
则得
WF=2mgh
14． 4J
【详解】
（1） 0～2s内，未速度 ，由动能定理可得
（2） 根据牛顿第二定律在0～2s内
在2～6s内
联立以上几式可求得
时，摩擦力的瞬时功率为
（3） 在0～6 s内
15． －mgh Fx mv2 Fx－mgh－mv2
16．（1）；（2） ；（3）
【详解】
（1）在A点，对游客及底座受力分析，根据平衡条件有
（2）从A到B过程，由动能定理有
解得
（3）由分析知，当游客及底座运动到最低点B时细绳中拉力最大，由受力分析和牛顿第二定律知
解得
17．（1）2L；（2）45°；（3）（7－）mg，方向竖直向下
【详解】
（1）设小球做平抛运动到达B点的时间为t，由平抛运动规律
L＝gt2，x＝v0t
联立解得
x＝2L
（2）小球到达B点时竖直分速度
vy2＝2gL
设α为速度方向与水平方向的夹角，则
tan α＝
解得
α＝45°
故
θ＝45°
（3）设小球到达C点时速度大小为vC，根据动能定理，小球从A运动到C点的过程中有
mgL（1＋1－cos θ）＝mvC2－mv02
设轨道对小球的支持力大小为F，根据牛顿第二定律有
F－mg＝m
解得
由牛顿第三定律可知，小球滑到C点时对圆轨道的压力大小为
方向竖直向下。
18．（1）5×10-2N；（2）；（3）0.30m
【详解】
(1)以滑块从A到C为过程，由动能定理，得
又
得
由牛顿第三定律，知滑块对C点的压力大小为5×10-2N；
(2)滑块恰好过D点时有
解得
下落到接收器处竖直下落高度
水平射程
联立可得
所以当水平射程x=0.08m时，可得
此时滑块射出时的v0最小，由动能定理
解得
(3)当r=0.04m时，水平射程最小为
②当滑块以弹出，设此时圆轨道半径为r ，由A到D过程中
解得
由D点平抛，得
联立可得
即当r=0.11m时，水平射程最远
则接收器的最小长度
19．（1）；（2）
【解析】
【详解】
(1)设小物块的加速度分别为a，由牛顿第二定律可得
解得
小物块在传送上加速的时间为
解得
小物块在传送上匀速运动的时间为
运动的总位移为
代入数据解得
(2)对物块所受摩擦力如左图所示，物块沿y轴正向匀速运动时其受力如右图所示
根据几何关系可得
其中
支持力为
摩擦力为
则所加外力为
物块相对传送带的位移
物块相对于挡板的位移
此期间因摩擦产生的热量为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则物体的动能 ( )
A．增加14J B．增加10J C．增加2J D．减少2J
2．垫球是排球比赛中运用较多的一项技术。某同学正对竖直墙面练习排球垫球。第一次垫球时，推球出手的位置A距离竖直墙壁的水平距离为s，球恰好垂直击中墙壁于B点，AB间的竖直离度为2s；第二次垫球时，排球出手的位置C距离竖直墙壁的水平距离为2s，球恰好也垂直击中墙壁于D点，CD间的竖直高度为s。O、A、C在同一水平面上，排球运动的轨迹在同一竖直面内，且平面与墙面垂直，如图乙所示。排球视为质点，不计空气阻力。则第一次排球出手瞬间的动能Ek1与第二次排球出手瞬间的动能Ek2之比为（ ）
A． B． C． D．
3．某质量为m的动车由静止沿平直路线启动，其加速度a与位移x的图像如图所示。已知运动中阻力恒为车重的k倍，重力加速度为g，下列说法不正确的是（ ）
A．动车位移为x1时的速度为
B．动车位移为x2时的速度为
C．若，在0-x2的过程中，牵引力做功为
D．动车从x1-x2所经历的时间为
4．如图所示，一滑块（可视为质点）从斜面轨道AB的A点由静止滑下后，进入与斜面轨道在B点相切的、半径R=0.5m的光滑圆弧轨道，且O为圆弧轨道的圆心，C点为圆弧轨道的最低点，滑块运动到D点时对轨道的压力为28N。已知OD与OC、OB与OC的夹角分别为53°和37°，滑块质量m=0.5kg，与轨道AB间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则轨道AB的长度为（ ）
A．6.75m B．6.25m C．6.5m D．6.0m
5．如图甲所示，质量为4 kg的物体在水平推力作用下由静止开始沿水平地面运动，推力大小F随位移大小s变化的情况如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数，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400J
C．物体在运动过程中的加速度先变小后不变
D．物体的总位移为10m
6．小李同学在学习过程中非常喜欢总结归纳，如图是他用来描述多种物理情景的图像，其中横轴和纵轴的截距分别为n和m，在如图所示的可能物理情景中，下列说法正确的是（ ）
A．若为图像，则物体的运动速度可能在减小
B．若为图像且物体初速度为零，则最大速度出现在时刻
C．若为图像，则一定做匀变速直线运动
D．若为图像且物体初速度为零，则物体的最大速度为
二、多选题
7．如图所示，DO是水平面，AB、AC是斜面，AE为圆弧轨道，轨道上、下两端分别与A点和水平面相切。初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零。若已知该物体与斜面、水平面和圆弧轨道之间的动摩擦因数处处相同且不为零，轨道转折处平滑相接。下列说法正确的是（ ）
A．该物体从D点出发，沿DCA滑动刚好到顶点A，则从D点出发时物块的初速度一定也为v0
B．该物体从A点由静止出发沿ABD滑动到D点的速度大小一定为v0
C．该物体从D点以速度v0出发，沿DEA滑动，则也能恰好滑到顶点A
D．该物体从D点以速度v0出发，沿DEA滑动，则不能滑到顶点A
8．一个质量为1kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，假如该小球所受空气阻力大小恒定，该过程小球的位移一时间图象如图所示，重力加速度10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．小球抛出时的速度大小为12m/s B．小球抛出时的速度大小为24m/s
C．小球落地时的动能为192J D．小球落地时的动能为288J
9．天津之眼是世界上唯一建在水上的摩天轮，它的直径达110m，轮外装挂48个360度透明座舱，每个座舱可乘坐8个人，可同时供384个人观光。摩天轮匀速旋转一周所需时间为30分钟，在此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．每个乘客受到的合力在不断变化
B．运行过程中乘客对座位的压力始终不变
C．运行过程中乘客重力的功率始终不变
D．合力对乘客做功一定为零
10．在训练运动员奔跑中下肢向后的蹬踏力量时，有一种方法是让运动员腰部系绳拖着汽车轮胎奔跑，如图甲所示，在一次训练中，运动员腰部系着不可伸长的轻绳拖着质量的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑，后轮胎从轻绳上脱落，轮胎运动的图像如图乙所示。不计空气阻力。已知绳与地面的夹角为，且，下列说法正确的是（ ）
A．轮胎与水平面间的动摩擦因数 B．绳子拉力的大小为
C．内，轮胎克服摩擦力做功为 D．末，轮胎所受合力的功率为
11．有两条滑道平行建造，左侧相同而右侧有差异，一个滑道的右侧水平，另一个的右侧是斜坡．如图所示，某滑雪者保持一定姿势坐在雪橇上不动，从高度为的A点由静止开始沿倾角为的雪道下滑，最后停在与A点水平距离为s的水平雪道上，接着改用另一个滑道，从与A点等高的位置由静止开始下滑，结果能运动到另一个倾角为的雪道上高度为的E点停下．若动摩擦因数处处相同，且不考虑雪橇在路径转折处的能量损失，则（ ）
A．动摩擦因数为 B．动摩擦因数为
C．倾角一定小于 D．倾角可以大于
三、填空题
12．如图所示，一个粗糙的水平转台以角速度匀速转动，转台上有一个质量为m的物体，物体与转台中心O用长为L的绳连接，此时物体与转台处于相对静止状态，设物体与转台间的动摩擦因数为，若转盘突然停止转动，则物体在转台上继续运动的距离为___________。
13．如图所示，质量为m的物体从h高处的A点由静止自斜面滑下，再滑到平面上的C点停下，在B点没有能量损失，则在的全过程中物体克服阻力所做的功为___________，如果使物体在平行于轨道平面的外力作用下由C点沿原路返回到A点，则外力至少做功___________。
14．一质量为的物体静止在水平桌面上，在水平拉力F的作用下，沿水平方向运动2s后撤去外力，其图像如图所示：
（1）在0~2s内，合外力做的功为______，
（2）在时，摩擦力的瞬时功率为______，
（3）在0~6s内，摩擦力做的功为_____。
15．如图所示，质量为m的物块在水平恒力F的推动下，从粗糙山坡底部的A处由静止运动至高为h的坡顶B处，并获得速度v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g，则重力做功为______，恒力F做功为________，物块的末动能为________，物块克服摩擦力做功为________。
四、解答题
16．“峡谷长绳秋千”游戏的模型可简化为如图所示，游戏开始前，工作人员（图中未画出）对底座施加一水平方向的拉力，使其静止于图中A位置，然后自由释放，秋千开始荡起来，B为秋千运动的最低点．已知两绳长度均为L、夹角为2θ，秋千摆角为α，游客和底座总质量为m，在运动中可视为质点，不计绳子质量及一切阻力，重力加速度为g。求：
（1）在A点，工作人员对底座施加的水平拉力大小；
（2）游客运动到B点时的速度大小；
（3）运动过程中细绳的最大拉力。
17．如图所示，水平地面与一半径为L的竖直光滑圆弧轨道相接于B点，轨道上的C点位置处于圆心O的正下方．距离地面高度也为L的水平平台边缘上的A点，质量为m的小球以v0＝的初速度水平抛出，小球在空中运动至B点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道。小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为g，求：
（1）B点与抛出点A正下方的水平距离x；
（2）圆弧BC段所对的圆心角θ；
（3）小球滑到C点时，对圆轨道的压力。
18．如图所示，一同学设计的游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道AB，半径r可调的竖直光滑圆轨道BCD和水平接收器MN组成。开始时滑块从A点弹出，经过圆轨道后由最高点D平抛，最后落到接收器内则视为游戏成功。若圆轨道的B点固定，半径调节时BD始终在同一条竖直线上，厚度不计的接收器距水平面距离h，M距竖直线的距离可变，弹射器可使滑块获得的速度v0，已知AB长s=0.2m，滑块与AB轨道的动摩擦因数μ=0.025，滑块质量m=20g，可视为质点，h=0.04m， 0.04m≤r≤0.12m，，忽略空气阻力，各部分平滑连接。求：
（1）若v0=1m/s，r=0.04m，则滑块运动到C点（C、M在同一水平虚线上）时对轨道的压力大小F；
（2）若，则要使游戏成功，v0的最小值；
（3）调节圆轨道半径r，若要游戏成功，接收器的最小长度L。（结果保留二位有效数字）
19．在某大型工厂自动运输线上，有一个水平传送带，以的速度向右匀速运行。在起始位置，将质量为的立方体小零件无初速度放到传送带上，后零件被运送到指定位置。如图所示，在指定位置建立坐标系，零件会遇到一沿平面的固定挡板C，阻止其继续向x轴正方向运动。设零件遇到挡板后沿x轴正方向的速度在极短时间内变为0，且零件与挡板接触的过程中，利用自动机械臂沿y轴正方向对零件施加一恒定外力F，使零件沿y轴正方向以的速度匀速运动。已知零件与传送带间的动摩擦因数为，零件与挡板之间的动摩擦因数为，重力加速度为。求
（1）起始位置到挡板的距离；
（2）机械臂施加的恒力F的大小；若零件沿y轴正方向匀速运动了，则在此内因摩擦而产生的热量。
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
求合力的功有两种方法，此处可选择：先求出各个力做功，求根据功的代数和求出总功；由题意可知，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，即-8J．两力的合力功它们之和，故W=6J+（-8J）=-2J，则根据动能定理可知，物体的动能为减少了2J；故D正确，ABC错误
故选D．
点睛：本题考查动能定理的应用，要注意明确克服力做功，即为此力做负功；同时要注意体现功的标量性，明确总功等于各力做功的代数和.
2．C
【解析】
【详解】
根据抛体运动的对称性，排球出手时的动能等于排球从墙壁水平抛出做平抛运动落到出手处时的动能。设平抛运动的水平距离为，竖直位移为，则根据
由速度的合成有
所以
所以
故选C。
3．D
【解析】
【详解】
A．根据图像可知，0-x1的过程中动车关于位移的平均加速度为
由
动车位移为x1时的速度为
A正确；
B．图像可知，x1-x2的过程中动车的加速度为a0，动车做匀变速直线运动的，由
得动车位移为x2时的速度为
B正确；
C．若，在0-x2的过程中，根据动能定理
联立解得，牵引力做功为
C正确；
D．动车从x1-x2所经历的时间为
D错误。
本题选择不正确，故选D。
4．A
【解析】
【详解】
根据牛顿第三定律可知滑块运动到D点时所受轨道的支持力大小为
①
设滑块运动到D点时的速度大小为vD，根据牛顿第二定律有
②
对滑块从A点到D点的运动过程，根据动能定理有
③
联立①②③并代入数据解得轨道AB的长度为
④
故选A。
5．D
【解析】
【详解】
AC．推力减小到等于摩擦力以后，物体先做加速度增大的减速运动，撤去F后做匀减速运动，故AC错误；
B．由F s图象的面积可得推力全过程做功
故B错误；
D．运动的全过程，根据动能定理有
解得物体的总位移为
故D正确。
故选D。
6．D
【解析】
【分析】
本题考查对运动图像的理解
【详解】
A．若为图像，其斜率表示速度，则物体速度保持不变，A错误；
B．若为图像且物体初速度为零，则图像与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，所以物体的最大速度为
出现在t＝n时刻，B错误；
C．若为v－x图像，假设物体做匀变速直线运动，则有
即对于匀变速直线运动，其v－x图像不可能是一次函数图像，C错误；
D．若为a－x图像且物体初速度为零，由动能定理
即
所以物体的最大速度为
D正确。
故选D。
7．AD
【解析】
【详解】
A．如图
题中物体以v0从D出发，沿DBA恰好到A点，沿DBA，有
即有
可见与无关，假设同样条件沿DCA，则有
即有
说明从D到A，其他条件不变情况下，与路径无关，A正确；
B．该物体从A点由静止出发沿ABD滑动到D点，由功能关系可得
可得，该物体从A点由静止出发沿ABD滑动到D点的速度大小小于v0，B错误；
CD．该物体从D点以速度v0出发，沿DEA滑动，由于物体在圆弧轨道时，压力大于在斜面上的压力，所以摩擦力做的功更多，故该物体从D点以速度v0出发，沿DEA滑动，则不能滑到顶点A，C错误，D正确。
故选AD。
8．BC
【解析】
【详解】
AB．小球上升阶段，由匀变速直线运动规律得
可得小球初速度
A项错误、B项正确：
CD．小球上升的加速度大小
根据牛顿第二定律有
，
解得空气阻力
f=2N
设小球落地时的速度大小为v，整个上升和下降过程，根据动能定理有
解得
C项正确、D项错误。
故选BC。
9．AD
【解析】
【详解】
A．每个乘客随摩天轮一起做匀速圆周运动，每个乘客所受合力提供做圆周运动的向心力，则合力方向时刻指向圆心，则每个乘客受到的合力在不断变化，故A正确；
B．在最高点，根据牛顿第二定律
在最低点，根据牛顿第二定律
可知
则运行过程中乘客对座位的压力改变，故B错误；
C．每个乘客随摩天轮一起做匀速圆周运动，速度的大小不变，但方向时刻在变，则重力与速度的夹角变化，故重力的瞬时功率变化，故C错误；
D．每个乘客随摩天轮一起做匀速圆周运动，则每个乘客的动能保持不变，根据动能定理可知，合力做功为零，故D正确。
故选AD。
10．BCD
【详解】
A．后轮胎从轻绳上脱落，根据牛顿第二定律得
根据图像得
解得
A错误；
B．加速跑时，有
根据牛顿第二定律得
解得
B正确；
C．内，根据动能定理得
解得
C正确；
D．末，轮胎所受合力的功率为
D正确。
故选BCD。
11．BC
【详解】
AB．第一次停在水平滑道上的某点，根据动能定理得
由几何关系，有
整理，得
解得
故A错误；B正确；
CD．在AB段由静止下滑，说明
第二次上滑CE滑道，并在E点停下，说明
故倾角一定小于。故C正确；D错误。
故选BC。
12．
【详解】
物体初动能全部克服摩擦力做功消耗，最终静止，根据动能定理得
解得
13． mgh 2mgh
【详解】
对A到C过程运用动能定理得
mgh-Wf=0
解得
Wf=mgh
对C到A的过程，由动能定理得
WF-mgh-Wf=0
则得
WF=2mgh
14． 4J
【详解】
（1） 0～2s内，未速度 ，由动能定理可得
（2） 根据牛顿第二定律在0～2s内
在2～6s内
联立以上几式可求得
时，摩擦力的瞬时功率为
（3） 在0～6 s内
15． －mgh Fx mv2 Fx－mgh－mv2
16．（1）；（2） ；（3）
【详解】
（1）在A点，对游客及底座受力分析，根据平衡条件有
（2）从A到B过程，由动能定理有
解得
（3）由分析知，当游客及底座运动到最低点B时细绳中拉力最大，由受力分析和牛顿第二定律知
解得
17．（1）2L；（2）45°；（3）（7－）mg，方向竖直向下
【详解】
（1）设小球做平抛运动到达B点的时间为t，由平抛运动规律
L＝gt2，x＝v0t
联立解得
x＝2L
（2）小球到达B点时竖直分速度
vy2＝2gL
设α为速度方向与水平方向的夹角，则
tan α＝
解得
α＝45°
故
θ＝45°
（3）设小球到达C点时速度大小为vC，根据动能定理，小球从A运动到C点的过程中有
mgL（1＋1－cos θ）＝mvC2－mv02
设轨道对小球的支持力大小为F，根据牛顿第二定律有
F－mg＝m
解得
由牛顿第三定律可知，小球滑到C点时对圆轨道的压力大小为
方向竖直向下。
18．（1）5×10-2N；（2）；（3）0.30m
【详解】
(1)以滑块从A到C为过程，由动能定理，得
又
得
由牛顿第三定律，知滑块对C点的压力大小为5×10-2N；
(2)滑块恰好过D点时有
解得
下落到接收器处竖直下落高度
水平射程
联立可得
所以当水平射程x=0.08m时，可得
此时滑块射出时的v0最小，由动能定理
解得
(3)当r=0.04m时，水平射程最小为
②当滑块以弹出，设此时圆轨道半径为r ，由A到D过程中
解得
由D点平抛，得
联立可得
即当r=0.11m时，水平射程最远
则接收器的最小长度
19．（1）；（2）
【解析】
【详解】
(1)设小物块的加速度分别为a，由牛顿第二定律可得
解得
小物块在传送上加速的时间为
解得
小物块在传送上匀速运动的时间为
运动的总位移为
代入数据解得
(2)对物块所受摩擦力如左图所示，物块沿y轴正向匀速运动时其受力如右图所示
根据几何关系可得
其中
支持力为
摩擦力为
则所加外力为
物块相对传送带的位移
物块相对于挡板的位移
此期间因摩擦产生的热量为
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