8.3动能和动能定理同步练习（word版含答案）

8.3　动能和动能定理 同步练习
一、单选题
1．如图所示，物体A、B与地面间的动摩擦因数相同，质量也相同，在力F的作用下沿水平地面运动距离s，以下说法正确的是（　　）
A．摩擦力对A、B所做的功相同
B．合外力对A、B所做的功相同
C．A受到的合外力大于B受到的合外力
D．由于物体可能做加速运动，所以A对B的作用力大于B对A的作用力
2．2016年，我国在西昌卫星发射中心成功发射了第五颗新一代北斗导航卫星。该卫星为地球圆轨道卫星，质量为m，轨道离地面的高度约为地球半径R的3倍。已知地球表面的重力加速度为g，忽略地球自转的影响。则
A．卫星的绕行速率大于7.9 km/s
B．卫星的绕行周期约为
C．卫星所在处的重力加速度大小约为
D．卫星的动能大小约为
3．如图所示，质量为m的小球（可视为质点）用长为L的细线悬挂于O点，自由静止在P位置．现用水平力F缓慢地将小球从P拉到Q位置而静止，细线与竖直方向夹角为θ=60°，此时细线的拉力为F1，然后放手让小球从静止返回，到P点时细线的拉力为F2，则（　　）
A．F1=F2=2mg
B．从P到Q，拉力F做功为F1L
C．从Q到P的过程中，小球受到的合外力大小不变
D．从Q到P的过程中，小球重力的瞬时功率一直增大
4．学校进行消防疏散演习，某同学从五楼撤离到地面用时2min．在此过程中，该同学重力做功最接近于(　　)
A．600J
B．6000J
C．50J
D．5J
5．小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面。在上升至离地高度处，小球的动能和势能相等，则物体所受阻力的大小是（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，质量为m的物体置于倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，在外力作用下，斜面体以加速度a沿水平方向向左做匀加速直线运动，运动中物体m与斜面体保持相对静止，则在斜面和物体m一起匀加速的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．物体m受到支持力对物体做的功为0
B．一定有摩擦力对物体m做功
C．斜面一定对物体m做正功
D．物体m所受合外力对物体做的功为0
7．很多小孩子都喜欢滑滑梯，如图所示，设一小孩由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且小孩与斜面、地面间的动摩擦因数相同，取地面为零势能面，则该过程中，小孩的动能、机械能与水平位移的关系图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．如图所示，物体沿曲面从A点无初速度滑下，滑至曲面的最低点B时，下滑的高度为5 m，速度为6 m/s，若物体的质量为1 kg。则下滑过程中物体克服阻力所做的功为（　　）
A．50 J B．18 J C．32 J D．0
9．2003年10月15日9时，我国神州五号宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行14圈后，于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场。在返回舱减速下降软着陆的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．重力做负功，重力势能减小
B．重力做正功，重力势能增大
C．合力做负功，动能减小
D．合力做正功，动能增大
10．如图所示，从高为h的斜面体ABC的顶点A抛出一个质量为m的小球（视为质点），落在底端B点，已知接触B点前的瞬间小球的动能为，取BC所在水平面为零势能参考平面，不计空气阻力，重力加速度为g，则小球被抛出时的速度大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
11．地面上物体在变力F作用下由静止开始竖直向上运动，力F随高度x的变化关系如图所示，物体能上升的最大高度为h，h＜H，重力加速度为g。上升过程中物体加速度的最大值为（　　）
A． B． C． D．
12．如图所示，一个物体由静止开始，从A点出发分别经三个粗糙斜面下滑到同一水平面上的C1、C2、C3处．已知三个斜面的动摩擦因数相同，则下列说法正确的是（ ）
A．物体在C1、C2、C3处的动能相等
B．物体到达C3处的动能最大
C．物体在三个斜面上克服摩擦力做功都相同
D．物体沿AC3斜面下滑时克服摩擦力做功最多
13．以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物体，假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g，则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为（ ）
A．和 B．和
C．和 D．和
二、多选题
14．关于动能的理解，下列说法正确的是（　　）
A．动能是普遍存在的机械能的一种基本形式，运动物体都具有动能
B．公式中，是物体相对于地面的速度，且动能总是正值
C．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化
D．动能不变的物体，一定处于平衡状态
15．质量为m的小球放在光滑水平面上，在竖直线MN的左方受到水平恒力F1的作用（m可视为质点），在MN的右方除受F1外，还受到与F1在同一直线上的水平恒力F2的作用，现设小球从静止开始运动，如题图甲所示，小球运动的v-t图象如题图乙所示．由图可知下列说法正确的是（　　）
A．小球在MN右方加速度大小为
B．F2的大小为
C．小球t2-t4时间内在MN右方运动
D．小球在t=0到t=t4这段时间最大位移为
16．如图所示,质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动,A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑,B做自由落体运动．两物体分别到达地面时,下列说法正确的是（ ）
A．重力的平均功率 PA>PB B．重力的平均功率 PAC．重力的瞬时功率PA17．质量为的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿粗糙水平面做直线运动内F与运动方向相反，内F与运动方向相同，物体的图象如图，取，则　　
A．拉力F的大小为100N
B．物体在4s时拉力的瞬时功率为120W
C．4s内拉力所做的功为-480J
D．4s内物体克服摩擦力做的功为480J
18．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0，t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动。下列能正确表示这一过程中汽车牵引力F随时间t、速度v随时间t变化的图象是（　　）
A． B．
C． D．
19．如图所示，将一质量为m的小球以速度水平抛出，不计空气阻力，则小球在空中运动时的连续两段相等的时间内（　　）
A．速度的变化量相同 B．速率的变化量相同
C．动量的变化量相同 D．动能的变化量相同
20．跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动。图为某跳台滑雪运动员从跳台a（长度可忽略不计）处沿水平方向飞出、在斜坡b处着陆的示意图，图为运动员从a到b飞行时的动能随飞行时间t变化的关系图象。不计空气阻力作用，重力加速度g取，运动员的质量为60kg，则下列说法正确的是（　　）
A．运动员在a处的速度大小为
B．斜坡的倾角为30°
C．运动员运动到b处时重力的瞬时功率为
D．运动员在空中离坡面的最大距离为
三、解答题
21．如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连，A、B的质量分别为mA、mB．开始时系统处于静止状态．现用一水平恒力F拉物块A，使物块B上升．已知当B上升距离为h时，B的速度为v．求此过程中物块A克服摩擦力所做的功．重力加速度为g。
22．如图所示，一物体质量m=2kg，在倾角θ=37°的斜面上的A点以初速度v0=3m/s下滑，A点距弹簧上端B的距离lAB=4m。当物体到达B后将弹簧压缩到C点，最大压缩量lBC=0.2m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，D点与A点的距离lAD=3m。挡板及弹簧质量不计，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；
(2)弹簧的最大弹性势能Epm。
23．小物块质量=0.99kg静止在光滑水平面上,一颗质量为=0.01kg的子以速度v0=400m/s从左边射入小物块,之后小物块滑上一倾角为的斜坡,最后返回水平面,水平面与斜坡的连接处有一小段光滑圆弧,小物块与斜坡的动摩擦因数=0.5，g=10m/m2.( )求：
(1)小物块被打入子弹后沿斜坡上滑的最大距离;
(2)小物块返回水平面的速度,
24．如图，定滑轮至滑块的高度为h，已知细绳的拉力为F(恒定)，滑块沿水平面由A点前进s米至B点，滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为α和β．不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦．求滑块由A点运动到B点过程中，绳的拉力对滑块所做的功．
25．如图所示的圆锥摆中，小球的质量m=50g，绳长为1m，小球做匀速运动的半径r=0.2m，转速n=120r/min，小球的向心力加速度是多大，所受向心力是多大？

试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．对A、B分别受力分析可知，对A分析有
对B分析有
由于
则有
故A错误；
B．合外力对A、B所做的功等于A、B物体动能的变化量，而A、B动能的变化量相等，所以合外力对A、B所做的功相等，故B正确；
C．因为两物体运动距离相等，速度始终相等，则二者动能变化量相同，根据动能定理可知两物体受到的合外力大小相等，故C错误；
D．A对B的作用力与B对A的作用力是作用力和反作用力，故大小相等，故D错误。
故选B。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．在地球表面附近飞行的卫星的绕行速度等于第一宇宙速度7.9 km/s，对于卫星，根据万有引力等于向心力
得
半径越大，绕行速度越小，A错误；
BCD．地球表面万有引近似等于重力
所以有
卫星轨道离地面的高度约为地球半径R的3倍，设绕行周期为T，则
解得
卫星的动能
故D正确，BC错误。
故选D。
考点：万有引力及其应用
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．在Q点，根据平衡有
F1sin30°=mg
解得
F1=2mg
Q到P，根据动能定理得
mgL(1 cos60°)＝mv2
根据牛顿第二定律得
F2 mg＝m
联立两式解得
F2=2mg
故A正确；
B．从P到Q，小球缓慢移动，根据动能定理得
WF－mgL（1－cos60°）=0
解得
WF＝mgL=F1L
故B错误；
C．从Q到P的过程中，小球的速度大小在变化，径向的合力在变化，故C错误；
D．在P点，重力的功率为零，在最低点，重力的方向与速度方向垂直，重力的功率为零，可知从Q到P的过程中，重力的功率先增大后减小，故D错误；
故选A。
4．B
【解析】
【详解】
学生的体重约50 kg，五楼是四层楼的高度，一层楼高约3 m．该同学重力做功约为
W=50×10×12 J=6 000 J
故B项正确．
5．C
【解析】
【详解】
设空气阻力大小为f，物体的质量为m，最大高度为H，对上升整个过程，根据动能定理得
物体在离地面处，若在上升过程物体的动能与重力势能相等，根据动能定理得
又据题
计算得出
故ABD错误，C正确。
故选C。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由功的计算公式
可知，支持力方向垂直斜面向上，与位移的方向夹角小于，支持力一定做正功，A错误；
B．摩擦力是否存在需要讨论：
当加速度较小时，摩擦力沿斜面向上，即
摩擦力沿斜面向上，做负功；
当加速度较大时，摩擦力沿斜面向下，即
摩擦力沿斜面向下，做正功；
当
时，摩擦力不存在，不做功，B错误；
．物体做加速运动，动能增大，重力不做功，根据动能定理可知，物体所受合外力做正功，斜面对物体做正功， D错误C正确。
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
AB．设斜面的倾角为，小物块的质量为，物块与斜面，物块与地面间的动摩擦因数均为，小物块由静止开始沿斜面运动的过程中，水平位移为时，由动能定理得
整理得
假设在斜面底端动能为，此时小物块水平位移为，在水平面上运动的过程中，由动能定理得
整理得小物块动能与水平位移的关系为
所以小物块的动能与水平位移关系的图像为正比关系和一次函数关系，AB错误；
CD．设最开始的高度为，最初的机械能，机械能变化等于除重力以外的力做功，外力做负功，机械能减小，在斜面上向下运动时
损失的机械能为摩擦力做功，则有
在水平面上运动时
联立得
C错误，D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
对A到B过程运用动能定理得
解得
故选C。
9．C
【解析】
【详解】
AB．在返回舱减速下降软着陆的过程中，高度下降，重力做正功，则重力势能减小，选项AB错误；
CD．在返回舱减速下降软着陆的过程中，加速度向上，合外力向上，则合外力做负功，动能减小，选项C正确，D错误。
故选C。
10．A
【解析】
【详解】
从A点到B点根据动能定理得
解得
故选A。
11．B
【解析】
【详解】
由图像可知，上升到最大高度h时，变力F的大小为
故物体从开始运动到上升到最大高度过程中，变力F做的功为图像围成的面积，即
物体的初末速度均为0，故由动能定理，得
联立，解得
物体刚开始运动时，由牛顿第二定律，有
解得
物体到达最高点时，由牛顿第二定律，有
解得
因此在开始运动时和到达最高点时，加速度等大反向，且均为最大值。
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
．AB．物体由静止下滑由动能定理可得
因重力做功相同，摩擦力做功越小，到达底端的动能越大，A错误，B正确；
CD．设斜面的高度为h，倾角为α，物理沿三个斜面下滑时克服摩擦力做功
等效为比较水平长度
可知AC1的水平长度最长，摩擦力做功最多，CD错误。
故选B。
13．A
【解析】
【分析】
【详解】
上升阶段，由牛顿第二定律及位移公式可得
联立解得
上升阶段由动能定理可得
下降阶段由动能定理可得
联立解得
A正确。
故选A。
14．AC
【解析】
【详解】
A．动能是物体由于运动而具有的能，故A正确；
B．公式中的是物体相对于参考系的速度，但参考系不一定是地面，故B错误；
CD．速度是矢量，若只有运动方向变化，则动能不变化，此时物体处于非平衡状态，如匀速圆周运动，故C正确，D错误。
故选AC。
15．AD
【解析】
【详解】
A、小球在MN的右方加速度等于至这段图象的斜率，所以，故A正确；
B、在MN左边，即内，只有提供加速度，所以，所以
在MN右边，由和的合力提供加速度，根据牛顿第二定律，
把和的数据带入上式，可解得，，故B错误；
C、根据图象分析可知，小球在这段时间内是在MN右边运动的，所以小球在MN右方运动的时间为，故C错误；
D、根据图象的“面积”等于小球的位移，时间轴上下的面积是对称的，故小球在到这段时间位移为0，单方向最大位移为，故D正确．
点睛：本题结合图象与牛顿运动定律，应通过图象得出物体的运动情况，再由牛顿第二定律即可求得受力情况．
16．BC
【解析】
【详解】
AB．B做自由落体运动，运动时间
．
A做匀加速直线运动，
a=gsinθ，
根据
得，
．
重力做功相等，根据
知，
．
故A错误，B正确．
CD．根据动能定理，
mgh=mv2
得，物块到达底端时的速度
．
A物体重力的瞬时功率
PA=mgvsinθ，
B物体重力的瞬时功率
PB=mgv．
则PA＜PB．故D错误，C正确．
17．BCD
【解析】
【详解】
0～2s内物体做匀减速直线运动，加速度大小为：，根据牛顿第二定律有：，匀加速过程加速度大小为：，根据牛顿第二定律有： ，联立解得：，故A错误；物体在4 s时拉力的瞬时功率为：，故B正确；4s内物体通过的位移为，，拉力做功为：，故C正确；4s内物体通过的路程为，4s内物体克服摩擦力做的功为：，故D正确．
18．AD
【解析】
【详解】
原来匀速行驶时，功率与牵引力、阻力满足
，
到t1时刻功率立即减小一半，但速度不能突变，减小需要一个过程，由
可知，牵引力立即变为原来的一半，据
可知，汽车做减速运动，随着速度的减小，牵引力增大，汽车做加速度减小的减速运动，当牵引力增大到等于阻力f时，据
可知，速度减小到原来的一半，之后做匀速直线运动。
故选AD。
19．AC
【解析】
【分析】
考查四种变化量的定义，需牢记概念及其物理意义。
【详解】
AB．由加速度的定义可知，，在连续两段相同时间内，速度的变化量大小相等，方向相同（均竖直向下），选项A正确；
B．第一段时间速率变化量等于，第二段时间速率变化量等于，显然不相等，选项B错误；
C．由动量定理，，选项C正确；
D．由动能定理，，因连续两段相同时间内，小球下落的高度不同，所以动能的变化量不相同，选项D错误。
故选AC。
20．AC
【解析】
【详解】
A．运动员从a到b做平抛运动，a点的初动能为
可得
故A正确；
B．由图可读出平抛的时间为，根据斜面上的平抛的几何关系有
则，可知斜坡的倾角为45°，故B错误；
C．根据瞬时功率的定义式可知b处时重力的瞬时功率为
故C正确；
D．建立以平行斜面和垂直斜面的直角坐标系，当垂直斜面的速度减为零时，距离最大，由匀减速直线运动的规律有
故D错误。
故选AC。
21．
【解析】
【详解】
由于连结AB绳子在运动过程中未松，故AB有一样的速度大小及位移大小，对AB系统，由动能定理有
Fh－W－mBgh= (mA+mB)v2
求得
W=Fh－mBgh－(mA+mB)v2
22．(1)0.52；(2)24.4J
【解析】
【详解】
(1)物体从A点到D点的全过程中，由动能定理可知
代入题中数据解得
(2)物体在C点的弹簧势能最大，由A点到C点的过程，由能量转化与守恒定律可知
代入数据解得
23．（1）0.8m（2）
【解析】
【详解】
（1）子弹射入小物块的过程，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律得：
m0v0=（m0+m）v
可得
设小物块滑上斜坡的最大距离为s，根据动能定理得：
-μ（m0+m）gscos37°-（m0+m）gssin37°=0-(m0+m)v2
解得 s=0.8m
（2）设小物块返回水平面的速度为v1，根据动能定理得：
（m0+m）gssin37°-μ（m0+m）gscos37°=(m0+m)v12-0
解得： v1=m/s
24．
【解析】
【详解】
由题图可知，在绳与水平面的夹角由α变到β的过程中，拉力F的作用点的位移大小为：
则有
25．31.55m/s ，1.58N
【解析】
【详解】
小球的转速n=120r/min=2r/s；小球1s内转过的角度
△θ=2×2π=4π rad
小球的角速度
根据向心加速度与角速度的关系
a=ω2r=（4π）2×0.2=3.2π2m/s2=31.55 m/s2
所以物体的向心力
F=ma=0.05×3.2π2=0.16π2 N=1.58N.
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页