8.3动能和动能定理基础巩固（Word版含答案）

8.3 动能和动能定理 基础巩固
一、单选题
1．飞机在启动阶段的运动可以看作匀加速直线运动，则下列说法中正确的是( )
A．飞机在启动阶段任意时刻的速度与它所经历的时间成正比
B．飞机在启动阶段任意时间段的位移与时间段长度成正比
C．飞机在启动阶段任意时刻的动能与它所经历的时间成正比
D．飞机在启动阶段任意时刻的动量与它所经历的时间的二次方成正比
2．低空跳伞是一 种极限运动，如图（1）所示，一般在高楼、悬崖等固定物上起跳．人在空中降落过程中所受空气阻力随下落速度的增大而变大，而且速度越大空气阻力增大得越快，因低空跳伞下落的高度有限，导致在空中调整姿态、打开伞包的时间较短，所以其危险性比高空跳伞还要高．一名质量为70kg的跳伞运动员背有质量为10kg的伞包从某高层建筑跳下，且一直沿竖直方向下落．其整个运动过程的v-t图象如图（2）所示，已知2s未的速度为18m/s，10s末拉开绳索开启降落伞，16.2s时安全落地，并稳稳地站在地面上，则由图象可估算（ ）
A．开伞前空气阻力对跳伞运动员(包括其随身携带的全部装备)所做的功为-1.76×105J
B．起跳后2s内运动员(包括其随身携带的全部装备)所受平均阻力大小为720N
C．运动员从脚触地到最后速度减为0的过程中(不计伞的质量及此过程中的空气阻力)运动员所需承受地面的平均冲击力大小为1750N
D．在打开伞的前10s内运动员的平均速度为20m/s
3．现有A、B两物体，以相同的初速度v0在水平地面上做匀减速直线运动直到停止，其图像如图所示。已知A、B两物体的质量之比，关于该过程中下列说法错误的是（　　）
A．A、B两物体位移之比为1∶2 B．A、B两物体平均速度之比1∶1
C．A、B两物体初动能之比为3∶2 D．A、B两物体受到的摩擦力之比为3∶2
4．2013年12月2日1时30分，嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。嫦娥三号的部分飞行轨道示意图如图所示。假设嫦娥三号在圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力。下列说法中正确的是（　　）
A．嫦娥三号沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，速度逐渐变小
B．嫦娥三号沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，月球的引力对其做负功
C．若已知嫦娥三号在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量，则可计算出月球的密度
D．嫦娥三号在椭圆轨道经过P点时的速度小于月球的第一宇宙速度
5．如图所示，在半径为0.2m的固定半球形容器中，一质量为l kg的小球(可视为质点)自边缘上的A点由静止开始下滑，到达最低点B时，它对容器的正压力大小为l5 N．取重力加速度为g=10m/s2，则球自A点滑到B点的过程中克服摩擦力做的功为
A．0.5 J B．1.0 J C．1.5 J D．1.8 J
6．如图所示，质量为m的物块被水平向左、大小为F的恒定推力按压在车厢竖直壁上，车以大小为v的速度向左做匀速直线运动。重力加速度大小为g。在车向左运动距离为L的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．推力的功率为Fv B．车厢对物块的弹力做正功
C．物块受到的重力做的功为mgL D．物块所受的摩擦力的功率为mgv
7．在同一高度将质量相等的三个小球以大小相同的速度分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出， 不计空气阻力.从抛由到落地过程中，三个小球
A．运动时间相同 B．落地时的速度大小相同
C．落地时重力的功率相同 D．落地时的动能不相同
8．关于一物体在水平面内匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体速度不变 B．物体动能不变
C．物体合力为0 D．物体机械能变化
9．质量分别为2m和m的A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其v-t图象如图所示．则下列说法正确的是
A．F1和F2大小相等
B．F1和F2对A、B做功之比为2：1
C．A、B所受摩擦力大小相等
D．全过程中摩擦力对A、B做功之比为1：2
10．如图所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内，质量为m的小环（可视为质点）套在大环上，从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为g，当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为（　　）
A． B． C． D．
11．改变汽车的质量和速度都能使汽车的动能发生变化，在下列情况中，能使汽车的动能变为原来3倍的是
A．质量不变，速度变为原来的3倍
B．质量和速度都变为原来的3倍
C．质量变为原来的3倍，速度变为原来的1/3
D．质量变为原来的1/3，速度变为原来的3倍
12．如图所示，一半径为R，粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平．一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道．质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小．用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功．则（ ）
A．，质点恰好可以到达Q点
B．，质点不能到达Q点
C．，质点到达Q后，继续上升一段距离
D．，质点到达Q后，继续上升一段距离
13．如图所示，某学习小组用三个完全相同的小球A、B、C做如下的研究：A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿固定的光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动。三个小球从开始运动到落地前瞬间的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能的变化量相同 B．动量的变化量相同
C．重力的冲量相同 D．落地前瞬间重力的功率相等
14．“探究做功与物体速度变化的关系”的实验装置如图所示，用该装置实验时，不可缺少的操作是（ ）
A．测出小车的质量
B．测出橡皮筋的伸长量
C．用量角器测出长木板的倾角
D．改变橡皮筋条数后将小车从同一位置释放
15．野山鼠擅长打洞，假设山鼠打洞时受到的阻力f与洞的深度L成正比，即f=kL（k为比例常数），则野山鼠从洞深d1打到洞深d2时，需要克服阻力做的功为（　　）
A． B． C． D．
16．如图所示，两质量相同的小球A、B分别用线悬在等高的O1、O2点，A球的悬线比B球的长．把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放，则经最低点时（以悬点为零势能点）下列说法不正确的是（　　）
A．A球的速度大于B球的速度 B．A球的动能大于B球的动能
C．A球的机械能大于B球的机械能 D．A球的机械能等于B球的机械能
17．物体做平抛运动，下列说法正确的（　　）
A．加速度的方向时刻改变
B．速度的变化率不断增大
C．任意一段时间内速度变化量的方向均竖直向下
D．相等时间内物体的位移相同
18．如图所示，在绝缘的水平面上方存在着匀强电场，水平面上的带电金属块在水平拉力F作用下沿水平面移动．已知金属块在移动的过程中，拉力F做功32J，金属块克服电场力做功8．0J，金属块克服摩擦力做功16J，则在此过程中金属块的（ ）
A．动能减小8．0J
B．电势能增加24J
C．机械能减少24J
D．机械能增加8J
19．北斗增强系建成后，将可以为中国境内的用户提供分米级的定位服务，部分地球甚至可以达到厘米级，目前该系统的导航卫星正在不断组建中，该系统的某颗卫星处于地球同步轨道，假设卫星的质量为m，离地高度为h，地球半径为R，地面附近重力加速度为g，则有（ ）
A．该卫星加速可以降低轨道获得更精准的定位服务
B．该卫星所在处的重力加速度是
C．该卫星周期与近地卫星周期之比是
D．该卫星运动的动能是
二、多选题
20．质量为1 kg的物体在水平粗糙的地面上，在一水平外力F作用下运动，如图甲所示，外力F做功和物体克服摩擦力做功与物体位移的关系如图乙所示，重力加速度g为10 m/s2。下列分析正确的是(　　)
A．s＝9 m时，物体速度为3 m/s
B．物体运动的位移为13.5 m
C．前3 m运动过程中物体的加速度为3 m/s2
D．物体与地面之间的动摩擦因数为0.2
21．如图所示,在探究摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块,小木块的运动状态与弹簧测力计的读数如下表所示（每次实验时,木块与桌面的接触面相同）．则由下表分析可知,下列哪些选项是正确的是（ ）
A．木块受到的最大静摩擦力为0．7N
B．木块受到最大静摩擦力可能为0．6N
C．在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D．在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小各不相同
22．某同学为了研究列车在水平直轨道上的运动情况，他在列车车厢顶部用细线悬挂一个小球，某段时间内，细线偏离竖直方向一定角度，并相对车厢保持静止，如图所示，重力加速大小为g，则列车在这段时间内（　　）
A．水平向右做匀速直线运动 B．速度可能变大也可能变小
C．加速度的大小为，方向水平向右 D．加速度的大小为，方向水平向左
23．如图所示，光滑杆的O 端固定一劲度系数为，原长为的轻质弹簧，质量为m=1kg的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接。为过O点的竖直轴，杆与水平面间的夹角始终为，开始杆处于静止状态，当杆以为轴转动时，角速度从零开始缓慢增加，直至弹簧伸长量为0.5m，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．当弹簧恢复原长时，杆转动的角速度为
B．当弹簧的伸长量为0.5m时，杆转动的角速度为
C．在此过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒
D．在此过程中，杆对小球做功为12.5J
24．如图所示，光滑固定绝缘斜面足够长，斜面倾角θ=30°，t=0时刻斜面上带电量为+q质量为m的小物块从O点由静止开始下滑，t秒后加一沿斜面向上的匀强电场，再经过t秒物块恰好回到了O点。不计一切阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．匀强电场场强大小为
B．物块沿斜面下滑最低点与O点的距离为
C．小物块从O点开始下滑到再回到O点的全过程中电场力做功大小为
D．小物块从O点开始下滑到再回到O点的全过程中电场力与重力冲量大小之比为1：1
三、实验题
25．质量为1kg的重锤自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为6V、50Hz的交流电源，如图所示，纸带上O点为重锤自由下落时纸带的打点起点，选取的计数点A、B、C、D、E、F、G依次间隔一个点（图中未画出），各计数点与O点距离依次为31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，单位为mm，重力加速度为9.80m/s2，则：
求：（1）求出B、C、D、E、F各点的速度并填入下表．
计数点 B C D E F
速度（m/s） _____ ______ ______ ______ ______
（2）求出物体下落时从O点到图中各点过程中重力所做的功．
计数点 B C D E F
功（J） ______ ______ ______ ______ ______
（3）适当选择坐标轴表示所要求的物理量在图中找出重力做功与速度的相关量之间的关系，图中纵坐标表示_______，横坐标表示_______，由图可知重力所做的功与________________．
26．为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图1所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起来进行第1次、第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，我们把橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带进行处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度v，记录数据如下．
功W 0 W 2W 3W 4W 5W 6W
v/（m s-1） 0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.24 2.45
请思考并回答下列问题：
(1）实验中木板略微倾斜，这样做目的是_______
A．是为了释放小车后，小车能匀加速下滑
B．是为了增大橡皮筋对小车的弹力
C．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D．是为了使橡皮筋松弛后小车做匀速运动
(2）据以上数据，在坐标纸(图2)中作出W-v2图象______．
(3）根据图象2可以得出结论：___________________________
27．（1）在用如图所示装置做“探究功与速度关系”的实验；下列说法正确的是____________
A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动
B．为简便起见，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样
C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值
D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值
E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源
F．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
G．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
(2) 在用上图所示装置做“探究功与速度变化关系”的实验时，除了图中已给出的实验器材外，还需要的器材有( )
A 交流电源 B 天平 C 停表 D 刻度尺
（3）实验中要求通过调整长木板的倾角来平衡小车受到的阻力，下列能判断阻力已被平衡的方法是( )
A 释放小车后，小车能够下滑
B 轻推一下小车，小车能够匀速下滑
C 释放小车后，拖着纸带的小车能够下滑
D 轻推一下小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑
四、解答题
28．图是离心轨道演示仪结构示意图。光滑弧形轨道下端与半径为R的光滑圆轨道相接，整个轨道位于竖直平面内。质量为m的小球从弧形轨道上的A点由静止滑下，进入圆轨道后沿圆轨道运动，若小球通过圆轨道的最高点时对轨道的压力与重力等大。小球可视为质点，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）小球运动到圆轨道的最高点时速度的大小；
（2）小球开始下滑的初始位置A点距水平面的竖直高度h；
（3）小球从更高的位置释放，小球运动到圆轨道的最低点和最高点时对轨道的压力之差。
29．如图，固定在竖直平面内的倾斜轨道AB，与水平光滑轨道BC相连，竖直墙壁CD高，紧靠墙壁在地面固定一个和CD等高，底边长的斜面，一个质量的小物块视为质点在轨道AB上从距离B点处由静止释放，从C点水平抛出，已知小物块在AB段与轨道间的动摩擦因数为，达到B点时无能量损失；AB段与水平面的夹角为重力加速度，，
(1)求小物块运动到B点时的速度大小；
(2)求小物块从C点抛出到击中斜面的时间；
(3)改变小物块从轨道上释放的初位置，求小物块击中斜面时动能的最小值.
30．我校物理兴趣小组同学决定举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示。可视为质点的赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道，并通过半圆轨道的最高点C，才算完成比赛。B是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于B点。已知赛车质量m＝0.5kg，通电后以额定功率P＝2W工作，进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为Ff＝0.4N，随后在运动中受到的阻力均可不计，L＝10.00m，R＝0.32m，（g取10m/s2）。求：
（1）要使赛车完成比赛，赛车在半圆轨道的C点速度至少多大？
（2）要使赛车完成比赛，赛车在半圆轨道B点对轨道的压力至少多大？
（3）要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？
（4）若电动机工作时间为t0＝5s，当R为多少时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离又最大，水平距离最大是多少？
31．如图，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为v1，之后沿半圆形导轨运动，刚好能沿导轨到达C点。重力加速度为g，忽略空气阻力。求：
（1）弹簧压缩至 A 点时的弹性势能；
（2）物体沿半圆形导轨运动过程中所受摩擦阻力做的功；
（3）物体的落点与B点的距离。
32．如图所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B，其右侧边缘放有小滑块C，与木板B完全相同的木板A以一定的速度向左运动，与木板B发生正碰，碰后两者粘在一起并继续向左运动，最终滑块C刚好没有从木板A上掉下．已知木板A、B和滑块C的质量均为m，C与A、B之间的动摩擦因数均为μ.求：
(1)木板A与B碰前的速度v0；
(2)整个过程中木板B对木板A的冲量I.
33．如图所示，半圆形光滑轨道与水平地面相切于A点，半径R=0.1m，其右侧一定水平距离处固定一个斜面体，斜面C端离地高度h=0.15m，E端固定一个轻弹簧，原长为DE，斜面CD段粗糙而DE段光滑，现给一质量为0.1kg的小物体一水平初速度，从A处进入圆轨道，离开最高点B后恰能落到斜面顶端C处，且速度方向恰好平行于斜面，物体沿斜面下滑压缩弹簧后又沿斜面向上返回，第一次恰能返回C点，物体与滑面间动摩擦因数为，斜面倾角为30°，不计物体与弹簧碰撞的机械能损耗，问：
（1）为多少？
（2）运动到CD的中点时速度可能为多少？
（3）物体在CD面上能滑行的总路程为多少？
34．如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的光滑轨道，AB段为水平轨道，BC段为圆心角=53°、半径为3l的圆弧轨道，CD段为平直倾斜轨道，各段轨道均平滑连接。AB段的右侧有一缓冲装置，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，轻杆与槽间的滑动摩擦力，轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作。若将一质量为m的滑块从C点由静止释放，滑块撞击弹簧后将导致轻杆向右移动。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin53°=0.8，重力加速度为g。
(1)若滑块从C点由静止释放，经过圆弧轨道B点时，求滑块对轨道的压力；
(2)为使缓冲装置能安全工作，求滑块释放点离C点的最大距离；
(3)在缓冲装置安全工作时，试讨论该滑块第一次被弹回后上升距B点的最大高度h'与释放时距B点的高度h之间的关系。
35．如图，是竖直平面内固定的光滑轨道，水平且足够长，下端与相切。质量为的小球与一轻弹簧相连，并静止在水平轨道上，质量为的小球从上距水平轨道高为处由静止释放，在球进入水平轨道之后与弹簧正碰并压缩弹簧但不粘连。设小球通过点时没有机械能损失，重力加速度取。求：
（1）球与弹簧碰前瞬间的速度大小；
（2）球与弹簧相碰过程中弹簧的最大弹性势能；
（3）、两球最终的速度、的大小。
36．如图所示，水平轨道与半径、内壁粗糙的竖直半圆轨道平滑连接，为直径且竖直。现有质量、可视为质点的小球从水平轨道的A处以的水平初速度向右运动并恰好经过最高点C。已知小球与水平轨道的动摩擦因数，间距，重力加速度。求：
（1）小球在经过半圆轨道的最低点B时对轨道的压力大小；
（2）小球在半圆轨道运动过程中，摩擦力对小球做的功。
37．如图所示,水平光滑细杆上P点套一轻质小环,小环通过长L=0.5m的轻绳悬挂一质量不计的夹子,夹子内夹有质量m=0.5kg的物块,物块两竖直侧面与夹子间的最大静摩擦力均为fm=3N．现对物块施加F=5N的水平恒力作用,物块和小环一起沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,小环碰到杆上的钉子Q时立即停止运动,物块恰要相对夹子滑动，与此同时撤去外力，一质量为0.1 kg的直杆以1m/s的速度沿水平方向相向插入夹子将夹子与物块锁定（此过程时间极短）．物块可看成质点,重力加速度g=10m/s2．求:
（1）物块做匀加速运动的加速度大小a
（2）P、Q两点间的距离s
（3）物块向右摆动的最大高度h．
38．如图所示，一辆玩具小汽车从高为1.25m的水平桌子边缘飞出，落在水平地面上，落地点到桌子边缘的水平距离是1.2m，忽略空气阻力，g取10m/s2，求：
（1）玩具车下落时间；
（2）玩具车离开桌面时的速度大小。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．A
3．D
4．D
5．C
6．A
7．B
8．B
9．C
10．C
11．D
12．C
13．A
14．D
15．A
16．C
17．C
18．D
19．D
20．BCD
21．BC
22．BC
23．BD
24．BCD
25． （1）1.18， 1.57， 1.96， 2.35， 2.74； （2）0.692， 1.23， 1.92， 2.76， 3.76； 重力的功WG， 速度v的二次方 与速度的二次方成正比
26． CD； ； W与V2成正比
27． (1)ABCF； (2)AD； (3)D；
28．（1）；（2）；（3）
29．(1) (2) (3)
30．（1）（2）30N（3）2s（4）0.3m；1.2m
31．（1）；（2）；（3）
32．(1)2　(2)－，负号表示B对A的冲量方向向右
33．（1）；（2）,,1m/s；（3）1.6m
34．(1) ；(2) ；(3)当时，；当时，
35．（1）3m/s；（2）6J；（3），
36．（1）90N；（2）-12J
37．（1） （2） （3）
38．（1）0.5s ；（2）2.4m/s
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