8.3 动能和动能定理 同步练习 （含答案解析）
文档属性
| 名称 | 8.3 动能和动能定理 同步练习 （含答案解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-22 21:22:04 | ||
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文档简介
8.3 动能和动能定理
一、单选题
1．如图所示，投球游戏中，某同学将皮球从地面上方O处水平抛出，第一次皮球直接落入墙角A处的空框，第二次皮球与地面发生一次碰撞后恰好落入A处空框。已知皮球与地面碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力，则（ ）
A．第一次抛出的初速度是第二次抛出初速度的3倍
B．两次抛出皮球过程人对球做的功一样多
C．皮球入框瞬间，第二次重力的功率大于第一次
D．从投出到入框，第二次皮球重力势能的减少量比第一次多
2．某市大型商场中欲建一个儿童滑梯，设计的侧视图如图所示，分为AB、BC、CD三段，其中AB、CD段的高度相同，均为，与水平方向的夹角分别为53°和37°，BC段水平，三段滑梯表面粗糙程度相同，设儿童下滑时与滑梯表面之间的动摩擦因数为，AB与BC、BC与CD平滑连接。为保证安全，要求儿童在下滑过程中最大速度不超过，，，重力加速度，下列选项中符合BC段长度要求的是（ ）
A．2.0m B．4.0m C．4.9m D．5.2m
3．如图所示，由弹丸发射器、固定在水平面上的37°斜面以及放置在水平地面上的光滑半圆形挡板墙（挡板墙上分布有多个力传感器）构成的游戏装置，半圆形挡板的半径R=0.5m，斜面高度h=0.9m，弹丸与斜面间的动摩擦因数μ1=0.5。游戏者调节发射器，弹丸到B点时速度沿斜面且大小为5m/s，接着他将半圆形挡板向左平移使C、D两端重合。挡板墙上各处的力传感器收集到的侧压力F与墙上转过圆心角θ之间的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．弹丸的质量为0.1kg
B．弹丸的质量为0.4kg
C．弹丸与地面的动摩擦因数为0.6
D．弹丸与地面的动摩擦因数为0.8
4．将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图所示。已知弹簧的劲度系数为125N/m，重力加速度g取10m/s2，物体在下落过程中的最大动能为（ ）
A．0.1J B．0.2J C．2J D．10J
5．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．
6．两完全相同的斜面ABC和 A B C 与水平面分别平滑连接。小木块从A点以某一初速度开始下滑，恰好能运动到A 点。已知小木块与两斜面、水平面间的动摩擦因数相同，小木块开始下滑的初速度保持不变，D、D 等高，小木块可视为质点，若只改变斜面ABC的AC边，则（ ）
A．改变为AE边，小木块从A点开始下滑运动不能到达A 点
B．改变为AE边，小木块从A点开始下滑运动将越过A 点
C．改变为DC边，小木块从D点开始下滑运动将越过D 点
D．改变为DC边，小木块从D点开始下滑运动恰好到达D 点
7．、两小球分别固定在轻杆的正中间和一端，轻杆的另一端固定在水平光滑转轴上，让轻杆在竖直平面内转动，如图所示。两球质量均为，轻杆长度为，重力加速度为，若系统恰能在竖直平面内做圆周运动，则（ ）
A．小球在经过最低点时的动能为
B．小球在经过最低点时的速度大小为
C．从最低点运动到最高点，轻杆对小球做的功为0
D．通过最低点时段轻杆的弹力为
二、多选题
8．质量为1kg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取10m/s2，则物体在水平地面上（ ）
A．所受合外力大小为5N B．滑行的总时间为4s
C．滑行的加速度大小为1m/s2 D．滑行的加速度大小为2.5m/s2
9．如图所示，半径为R的竖直光滑圆弧轨道与光滑水平面相切，质量均为m的小球A、B与轻杆连接，置于圆轨道上，A位于圆心O的正下方，B与O等高。它们由静止释放，最终在水平面上运动。下列说法正确的有（ ）
A．B下滑过程中，B球重力的瞬时功率一直增大
B．当B滑到圆弧轨道最低点时，B的速度为
C．当B滑到圆弧轨道最低点时，轨道对B的支持力为2mg
D．整个过程中轻杆对A做的功为
10．2021年7月30日，在东京奥运会蹦床项目女子决赛中，中国选手包揽该项目冠、亚军．平常训练时，蹦床运动员先在蹦床上保持身体竖直，在竖直方向弹跳几下，腾空高度越来越大，以完成后续动作．运动员与蹦床之间的弹力随时间的变化如图所示，不考虑过程中系统机械能的损耗，脚掌蹬床的时间不计，则下列说法正确的是（ ）
A．时刻人的速度开始减小 B．时刻人重力的功率最大
C．时刻人的动能大于时刻动能 D．蹦床弹性势能时刻大于时刻
11．在地面附近斜向上推出的铅球，在落地前的运动中（不计空气阻力）（ ）
A．速度和加速度的方向都在不断改变
B．速度与加速度方向之间的夹角一直减小
C．在相等的时间间隔内，速度的改变量相等
D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等
12．如图所示，竖直平面内圆弧轨道AP和水平传送带PC相切于P点。一质量为m的小物块从圆弧某处下滑，到达底端P时速度为v，再滑上传送带PC，传送带以速度逆时针方向转动。小物块与传送带间的动摩擦因数为，不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处P时的机械能损失，物块恰能滑到右端C，重力加速度为下列说法正确的是（ ）
A．传送带PC之间的距离
B．小物块能回到P点，且速度大小为
C．若传送带沿逆时针方向转动的速度增大，则小物块从P点运动到C点所用时间变长
D．若传送带顺时针转动，速度大小为不变，则小物块从P点运动到C点所用时间比逆时针转动时短
三、填空题
13．某实验小组利用光电门、气垫导轨等验证机械能守恒定律，实验装置如图甲。让带遮光片的物块从气垫导轨上某处由静止滑下，若测得物块通过A、B光电门时的速度分别为v1和v2，AB之间的距离为L，斜面的倾角为θ，重力加速度为g
（1）图乙表示示用螺旋测微器测量物块上遮光板的宽度为d，由此读出d=__________mm；
（2）若实验数据满足关系式_________（用所给物理量表示），则验证了物块下滑过程中机械能守恒；
（3）本实验中误差的主要来源是_____________________而造成物块机械能的损失。
14．将一可以视为质点的质量为m的铁块放在一长为L、质量为M的长木板的最左端，整个装置放在光滑的水平面上，现给铁块一水平向右的初速度，当铁块运动到长木板的最右端时，长木板沿水平方向前进的距离为x，如图所示。已知铁块与长木板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。摩擦力对铁块所做的功为___________，摩擦力对长木板所做的功为___________。
15．一质量为0.2kg的小球，以10m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若以碰撞前的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中的速度变化是_____；动能变化是_____。
四、解答题
16．如图，长s=2m的粗糙水平面BC与光滑曲面AB平滑连接，一质量m=2kg的小物块静止于曲面上的A点，A点离水平面高h=1.5m，静止释放小物块，当小物块到达曲面底端B点后沿BC滑动，C点有个弹性墙面，物块撞到弹性墙后将被反向弹回，每次碰撞，物块将损失20%的能量。小物块与水平面间的动摩擦因数为0.25，g取10m/s2。求：
（1）小物块第一次到达B点时的速度v1和在BC上运动时的加速度a的大小；
（2）小物块第一次被弹性墙弹出时的速度v2；
（3）小物块最终停止时的位置离开C点的距离x。
17．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示，规定初速度的方向为正方向。求：
（1）在第1秒内、第2秒内力F对滑块做的功、；
（2）前2秒内力F的总功；
（3）滑块所受除F以外其它力的功。
18．在竖直平面内的玩具“过山车”滑梯由三段线型轨道平滑连接而成，第一段为粗糙直轨道，第二段为内壁光滑、外壁粗糙的圆轨道，半径，与直轨道相切于B点。第三段为水平直轨道，呈粗糙段、光滑段交替排列，每段都为，粗糙段的动摩擦因数为，直轨道与圆轨道相切于点，点与C略错开，如图所示。为圆轨道的水平半径，小球中间有孔，孔径略大于线型轨道的直径，现将小球穿在轨道上，在直轨道上距离B点x处由静止开始释放。当时，小球只能滑到G点，已知直轨道与水平面成，小球可视为质点，已知，。求：
（1）小球与直轨间的动摩擦因数；
（2）要使小球完成整个圆周轨道过程没有机械能损失，求x的取值范围；
（3）以第（2）问中的最小x处静止释放，在水平直轨道上距离为d处的速度v与d的关系。
19．科技助力北京冬奥；我国自主研发的“人体高速弹射装置”几秒钟就能将一名滑冰运动员从静止状态加速到指定速度，辅助速度滑冰运动员训练弯道滑行技术；中国运动员高亭宇在500m速度滑冰中以打破奥运会记录获得金牌，为国争光。如图所示，某次训练，弹射装置在加速段将一质量m=80kg的运动员加速到速度v0=15m/s，此后，运动员自己稍加施力便可保持该速度不变，匀速通过变道段，再进入半径R=30.m的水平弯道做匀速圆周运动，已知加速段克服阻力做功为3000J；运动员可视为质点，不考虑空气阻力影响，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）弹射装置对运动员做功；
（2）过水平弯道时，运动员受到冰面作用力F的大小和方向。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
A．设抛出点距离地面的高度为h，下落时间为t，则有
设第一次抛出去的速度为，则水平位移与抛出速度关系
第二次抛出去的速度为，则水平位移与抛出速度关系
联立可知
第一次抛出的初速度是第二次抛出初速度的3倍，A正确；
B．由动能定理可知，人对球做的功等于球动能的变化量，两次抛出时的速度不同，动能变化量不同，故人对球做的功不一样，B错误；
C．皮球入框瞬间，重力的功率为
两次落入框时竖直方向的分速度大小相同，第二次重力的功率等于第一次，C错误；
D．从投出到入框，同一皮球两次高度的变化相同，故二次皮球重力势能的减少量一样多，D错误。
故选A。
2．B
【解析】
【详解】
为保证儿童能够滑到D点，儿童通过C点时的速度必须大于零，设BC段最大长度为，从A到C过程中，根据动能定理得
解得
为保证儿童滑到D点时的速度不超过，设BC段最小长度为，根据动能定理得
代入数据解得
B正确，A、C、D错误。
故选B。
3．C
【详解】
AB．弹丸从B到D过程由动能定理得
由图可知，在D点，挡板对弹丸的支持力为12.4N，由牛顿第二定律有
联立解得
故AB错误；
CD．设弹丸与地面之间的动摩擦因数为，设转过3后的速度为，由动能定理得
在转过3后挡板对弹丸的支持力为5.2N，由牛顿第二定律得
联立解得
故C正确，D错误。
故选C。
4．A
【解析】
【详解】
物体在下降的过程中，第一阶段弹簧弹力小于重力，合力向下，做加速直线运动，加速度减小；第二阶段向上的弹簧弹力大于重力，合力向上而向下做减速运动；当弹力等于重力时，物体速度（动能）有最大值，设物体质量为m，由图像知x=4cm时弹力等于重力
可解得
m=0.5kg
此时动能达到最大值，设此时物体速度为vm，由，结合图像可知0~4cm位移上图线与坐标轴围的面积表示，等于0.2，则物体的最大动能为
故BCD错误，A正确。
故选A。
5．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。
6．C
【详解】
AB．小木块从A点以某一初速度开始下滑，恰好能运动到A 点，由动能定理，知
故，改变为AE边，摩擦力做功不变，小木块仍将运动到等高的A 点，故AB错误；
CD．改变为DC边，当小木块运动到D 点时，摩擦力做功减小，此时小木块速度不为零，因此将越过D 点，故C正确，D错误。
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
AB．对AB组成的整体，在转动过程中，角速度相同，根据
v=ωr
可知
vB=2vA
系统恰能在竖直平面内做圆周运动，只有重力做功，系统从最高点到最低点，根据动能定理可得
B球的动能
联立解得
，，
故AB错误；
C．从最低点运动到最高点，对A根据动能定理可得
解得
故C错误；
D．通过最低点时，AB系统所受的合力等于其做圆周运动所需的向心力，则
解得
故D正确。
故选D。
8．BD
【解析】
【详解】
A．由题图知，物体前进20m，动能由50J变为零，由动能定理，得
即
即物体所受的合外力大小为2.5N，A错误；
CD．物体的加速度大小
解得
C错误D正确；
B．由于物体的初速度
解得
故滑行时间
B正确。
故选BD。
9．CD
【详解】
A．开始时，AB由静止释放，则重力做功的功率为零，最后到达水平面，速度方向水平，重力做功的功率为零，由此可知，重力做功的功率先增大后减小。故A错误；
B．在B滑到轨道最低点的过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得
可得
故B错误；
C．当B滑到轨道最低点时，根据竖直面内的圆周运动规律
解得
故C正确；
D．整个过程中轻杆对A做的功等于A的动能增加量，即
故D正确。
故选CD。
10．CD
【解析】
【详解】
A．时刻人刚与蹦床接触，向上的弹力小于重力，人仍然加速，故A错误；
B．到达蹦床最低位置，速度最小，根据
可知重力的功率最小，故B错误；
C．时刻和时刻均为刚接触蹦床，期间经过人体生物能转化为系统机械能的过程，系统机械能增加，而这里即是动能增加，故C正确；
D．时刻比时刻处于更低，形变量更大，所以蹦床弹性势能更大，故D正确。
故选CD。
11．BC
【解析】
【详解】
A．由于物体只受重力作用，做平抛运动，故加速度不变，速度大小和方向时刻在变化，A错误；
B．设某时刻速度与竖直方向夹角为θ，则
随着时间t变大，tan θ变小，θ变小，B正确；
C．根据加速度定义式
则
即在相等的时间间隔内，速度的改变量相等， C正确；
D．根据动能定理，在相等的时间间隔内，动能的改变量等于重力做的功，即
WG=mgh
对于平抛运动，由于在竖直方向上，在相等时间间隔内的位移不相等，D错误。
故选BC。
12．BD
【详解】
A．根据动能定理，物块从P到C
传送带PC之间的距离
故A错误；
B．物块到达C点后，在传送带的摩擦力作用下向左加速运动，当其速度等于传送带的速度时，根据动能定理
得
此后物块随传送带匀速运动，回到P点，故B正确；
C．若传送带沿逆时针方向转动的速度增大，由于物块所受的摩擦力不变，加速度不变，小物块从P点运动到C点所用时间不变，故C错误；
D．若传送带顺时针转动，速度大小为不变，物块速度减小到与传送带速度相等后，随传送带一块匀速运动，则小物块从P点运动到C点所用时间比逆时针转动时短，故D正确。
故选BD。
13． 0.150 摩擦阻力和空气阻力做功
【解析】
【详解】
(1)螺旋测微器读数
(2)根据动能定理得
即
(3) 实验中存在摩擦阻力和空气阻力做功会造成物块机械能的损失。
14． -μmg（x＋L） μmgx
【详解】
铁块受力情况如图甲所示，摩擦力对铁块所做的功为
W1=-μmg（x＋L）
长木板受力情况
如图乙所示，摩擦力对长木板做的功为
W2=μmgx
15． -20m/s 0
【解析】
【详解】
速度为矢量，设碰撞前的速度方向为正方向，则末速度为-10m/s，而初速度为10m/s所以速度的变化
△v=-10 m/s-10 m/s=-20m/s
因动能为标量，初末动能相同，因此动能的变化量为零。
16．（1）；；（2）4m/s；（3）0.8m
【解析】
【详解】
（1）A到B机械能守恒
解得
在BC上，物体只受滑动摩擦力作用
（2）B到C做匀减速运动到达C时的速度为
弹出时损失20%的能量，即
解得
（3）假设物体第一次弹回后在BC面上运动路程l停下来
解得
由于l<2s=4m，说明小物体没有第二次和弹性墙面碰撞，所以小物体将停在离C点x=0.8m处。
17．（1）0.5J；－1.5J；（2）－1J；（3）1J
【解析】
【详解】
（1）在图像中，图像与时间轴围成的面积等于物体的位移，因此第1秒，第2秒内滑块的位移分别为
，
根据
可得
，
（2）前2秒内力F的总功
（3）根据动能定理
可得
18．（1）；（2）时，没有机械能损失；（3）见解析
【解析】
【详解】
（1）从A到G应用动能定理
得
（2）无机械能损失说明与内轨挤压，到达D点的最小速度为，满足
得
从A到D点应用动能定理
得
故时，在圆轨道上运动都没有机械能损失；
（3）从D点到停止的过程中，应用动能定理
得故最终停在第6个粗糙段上。
讨论：当时（的正整数），物体在粗糙段，由动能定理得
解得
当时（的正整数），物体在光滑段，由动能定理得
得
19．（1）12000J；（2）1000N，与水平方向斜向右上方
【解析】
【详解】
（1）根据动能定理可知
解得弹射装置对运动员做功
（2）竖直方向
水平方向
所以运动员受到冰面作用力F的大小
与水平方向夹角
与水平方向斜向右上方
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图所示，投球游戏中，某同学将皮球从地面上方O处水平抛出，第一次皮球直接落入墙角A处的空框，第二次皮球与地面发生一次碰撞后恰好落入A处空框。已知皮球与地面碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力，则（ ）
A．第一次抛出的初速度是第二次抛出初速度的3倍
B．两次抛出皮球过程人对球做的功一样多
C．皮球入框瞬间，第二次重力的功率大于第一次
D．从投出到入框，第二次皮球重力势能的减少量比第一次多
2．某市大型商场中欲建一个儿童滑梯，设计的侧视图如图所示，分为AB、BC、CD三段，其中AB、CD段的高度相同，均为，与水平方向的夹角分别为53°和37°，BC段水平，三段滑梯表面粗糙程度相同，设儿童下滑时与滑梯表面之间的动摩擦因数为，AB与BC、BC与CD平滑连接。为保证安全，要求儿童在下滑过程中最大速度不超过，，，重力加速度，下列选项中符合BC段长度要求的是（ ）
A．2.0m B．4.0m C．4.9m D．5.2m
3．如图所示，由弹丸发射器、固定在水平面上的37°斜面以及放置在水平地面上的光滑半圆形挡板墙（挡板墙上分布有多个力传感器）构成的游戏装置，半圆形挡板的半径R=0.5m，斜面高度h=0.9m，弹丸与斜面间的动摩擦因数μ1=0.5。游戏者调节发射器，弹丸到B点时速度沿斜面且大小为5m/s，接着他将半圆形挡板向左平移使C、D两端重合。挡板墙上各处的力传感器收集到的侧压力F与墙上转过圆心角θ之间的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．弹丸的质量为0.1kg
B．弹丸的质量为0.4kg
C．弹丸与地面的动摩擦因数为0.6
D．弹丸与地面的动摩擦因数为0.8
4．将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图所示。已知弹簧的劲度系数为125N/m，重力加速度g取10m/s2，物体在下落过程中的最大动能为（ ）
A．0.1J B．0.2J C．2J D．10J
5．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．
6．两完全相同的斜面ABC和 A B C 与水平面分别平滑连接。小木块从A点以某一初速度开始下滑，恰好能运动到A 点。已知小木块与两斜面、水平面间的动摩擦因数相同，小木块开始下滑的初速度保持不变，D、D 等高，小木块可视为质点，若只改变斜面ABC的AC边，则（ ）
A．改变为AE边，小木块从A点开始下滑运动不能到达A 点
B．改变为AE边，小木块从A点开始下滑运动将越过A 点
C．改变为DC边，小木块从D点开始下滑运动将越过D 点
D．改变为DC边，小木块从D点开始下滑运动恰好到达D 点
7．、两小球分别固定在轻杆的正中间和一端，轻杆的另一端固定在水平光滑转轴上，让轻杆在竖直平面内转动，如图所示。两球质量均为，轻杆长度为，重力加速度为，若系统恰能在竖直平面内做圆周运动，则（ ）
A．小球在经过最低点时的动能为
B．小球在经过最低点时的速度大小为
C．从最低点运动到最高点，轻杆对小球做的功为0
D．通过最低点时段轻杆的弹力为
二、多选题
8．质量为1kg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取10m/s2，则物体在水平地面上（ ）
A．所受合外力大小为5N B．滑行的总时间为4s
C．滑行的加速度大小为1m/s2 D．滑行的加速度大小为2.5m/s2
9．如图所示，半径为R的竖直光滑圆弧轨道与光滑水平面相切，质量均为m的小球A、B与轻杆连接，置于圆轨道上，A位于圆心O的正下方，B与O等高。它们由静止释放，最终在水平面上运动。下列说法正确的有（ ）
A．B下滑过程中，B球重力的瞬时功率一直增大
B．当B滑到圆弧轨道最低点时，B的速度为
C．当B滑到圆弧轨道最低点时，轨道对B的支持力为2mg
D．整个过程中轻杆对A做的功为
10．2021年7月30日，在东京奥运会蹦床项目女子决赛中，中国选手包揽该项目冠、亚军．平常训练时，蹦床运动员先在蹦床上保持身体竖直，在竖直方向弹跳几下，腾空高度越来越大，以完成后续动作．运动员与蹦床之间的弹力随时间的变化如图所示，不考虑过程中系统机械能的损耗，脚掌蹬床的时间不计，则下列说法正确的是（ ）
A．时刻人的速度开始减小 B．时刻人重力的功率最大
C．时刻人的动能大于时刻动能 D．蹦床弹性势能时刻大于时刻
11．在地面附近斜向上推出的铅球，在落地前的运动中（不计空气阻力）（ ）
A．速度和加速度的方向都在不断改变
B．速度与加速度方向之间的夹角一直减小
C．在相等的时间间隔内，速度的改变量相等
D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等
12．如图所示，竖直平面内圆弧轨道AP和水平传送带PC相切于P点。一质量为m的小物块从圆弧某处下滑，到达底端P时速度为v，再滑上传送带PC，传送带以速度逆时针方向转动。小物块与传送带间的动摩擦因数为，不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处P时的机械能损失，物块恰能滑到右端C，重力加速度为下列说法正确的是（ ）
A．传送带PC之间的距离
B．小物块能回到P点，且速度大小为
C．若传送带沿逆时针方向转动的速度增大，则小物块从P点运动到C点所用时间变长
D．若传送带顺时针转动，速度大小为不变，则小物块从P点运动到C点所用时间比逆时针转动时短
三、填空题
13．某实验小组利用光电门、气垫导轨等验证机械能守恒定律，实验装置如图甲。让带遮光片的物块从气垫导轨上某处由静止滑下，若测得物块通过A、B光电门时的速度分别为v1和v2，AB之间的距离为L，斜面的倾角为θ，重力加速度为g
（1）图乙表示示用螺旋测微器测量物块上遮光板的宽度为d，由此读出d=__________mm；
（2）若实验数据满足关系式_________（用所给物理量表示），则验证了物块下滑过程中机械能守恒；
（3）本实验中误差的主要来源是_____________________而造成物块机械能的损失。
14．将一可以视为质点的质量为m的铁块放在一长为L、质量为M的长木板的最左端，整个装置放在光滑的水平面上，现给铁块一水平向右的初速度，当铁块运动到长木板的最右端时，长木板沿水平方向前进的距离为x，如图所示。已知铁块与长木板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。摩擦力对铁块所做的功为___________，摩擦力对长木板所做的功为___________。
15．一质量为0.2kg的小球，以10m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若以碰撞前的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中的速度变化是_____；动能变化是_____。
四、解答题
16．如图，长s=2m的粗糙水平面BC与光滑曲面AB平滑连接，一质量m=2kg的小物块静止于曲面上的A点，A点离水平面高h=1.5m，静止释放小物块，当小物块到达曲面底端B点后沿BC滑动，C点有个弹性墙面，物块撞到弹性墙后将被反向弹回，每次碰撞，物块将损失20%的能量。小物块与水平面间的动摩擦因数为0.25，g取10m/s2。求：
（1）小物块第一次到达B点时的速度v1和在BC上运动时的加速度a的大小；
（2）小物块第一次被弹性墙弹出时的速度v2；
（3）小物块最终停止时的位置离开C点的距离x。
17．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示，规定初速度的方向为正方向。求：
（1）在第1秒内、第2秒内力F对滑块做的功、；
（2）前2秒内力F的总功；
（3）滑块所受除F以外其它力的功。
18．在竖直平面内的玩具“过山车”滑梯由三段线型轨道平滑连接而成，第一段为粗糙直轨道，第二段为内壁光滑、外壁粗糙的圆轨道，半径，与直轨道相切于B点。第三段为水平直轨道，呈粗糙段、光滑段交替排列，每段都为，粗糙段的动摩擦因数为，直轨道与圆轨道相切于点，点与C略错开，如图所示。为圆轨道的水平半径，小球中间有孔，孔径略大于线型轨道的直径，现将小球穿在轨道上，在直轨道上距离B点x处由静止开始释放。当时，小球只能滑到G点，已知直轨道与水平面成，小球可视为质点，已知，。求：
（1）小球与直轨间的动摩擦因数；
（2）要使小球完成整个圆周轨道过程没有机械能损失，求x的取值范围；
（3）以第（2）问中的最小x处静止释放，在水平直轨道上距离为d处的速度v与d的关系。
19．科技助力北京冬奥；我国自主研发的“人体高速弹射装置”几秒钟就能将一名滑冰运动员从静止状态加速到指定速度，辅助速度滑冰运动员训练弯道滑行技术；中国运动员高亭宇在500m速度滑冰中以打破奥运会记录获得金牌，为国争光。如图所示，某次训练，弹射装置在加速段将一质量m=80kg的运动员加速到速度v0=15m/s，此后，运动员自己稍加施力便可保持该速度不变，匀速通过变道段，再进入半径R=30.m的水平弯道做匀速圆周运动，已知加速段克服阻力做功为3000J；运动员可视为质点，不考虑空气阻力影响，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）弹射装置对运动员做功；
（2）过水平弯道时，运动员受到冰面作用力F的大小和方向。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
A．设抛出点距离地面的高度为h，下落时间为t，则有
设第一次抛出去的速度为，则水平位移与抛出速度关系
第二次抛出去的速度为，则水平位移与抛出速度关系
联立可知
第一次抛出的初速度是第二次抛出初速度的3倍，A正确；
B．由动能定理可知，人对球做的功等于球动能的变化量，两次抛出时的速度不同，动能变化量不同，故人对球做的功不一样，B错误；
C．皮球入框瞬间，重力的功率为
两次落入框时竖直方向的分速度大小相同，第二次重力的功率等于第一次，C错误；
D．从投出到入框，同一皮球两次高度的变化相同，故二次皮球重力势能的减少量一样多，D错误。
故选A。
2．B
【解析】
【详解】
为保证儿童能够滑到D点，儿童通过C点时的速度必须大于零，设BC段最大长度为，从A到C过程中，根据动能定理得
解得
为保证儿童滑到D点时的速度不超过，设BC段最小长度为，根据动能定理得
代入数据解得
B正确，A、C、D错误。
故选B。
3．C
【详解】
AB．弹丸从B到D过程由动能定理得
由图可知，在D点，挡板对弹丸的支持力为12.4N，由牛顿第二定律有
联立解得
故AB错误；
CD．设弹丸与地面之间的动摩擦因数为，设转过3后的速度为，由动能定理得
在转过3后挡板对弹丸的支持力为5.2N，由牛顿第二定律得
联立解得
故C正确，D错误。
故选C。
4．A
【解析】
【详解】
物体在下降的过程中，第一阶段弹簧弹力小于重力，合力向下，做加速直线运动，加速度减小；第二阶段向上的弹簧弹力大于重力，合力向上而向下做减速运动；当弹力等于重力时，物体速度（动能）有最大值，设物体质量为m，由图像知x=4cm时弹力等于重力
可解得
m=0.5kg
此时动能达到最大值，设此时物体速度为vm，由，结合图像可知0~4cm位移上图线与坐标轴围的面积表示，等于0.2，则物体的最大动能为
故BCD错误，A正确。
故选A。
5．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。
6．C
【详解】
AB．小木块从A点以某一初速度开始下滑，恰好能运动到A 点，由动能定理，知
故，改变为AE边，摩擦力做功不变，小木块仍将运动到等高的A 点，故AB错误；
CD．改变为DC边，当小木块运动到D 点时，摩擦力做功减小，此时小木块速度不为零，因此将越过D 点，故C正确，D错误。
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
AB．对AB组成的整体，在转动过程中，角速度相同，根据
v=ωr
可知
vB=2vA
系统恰能在竖直平面内做圆周运动，只有重力做功，系统从最高点到最低点，根据动能定理可得
B球的动能
联立解得
，，
故AB错误；
C．从最低点运动到最高点，对A根据动能定理可得
解得
故C错误；
D．通过最低点时，AB系统所受的合力等于其做圆周运动所需的向心力，则
解得
故D正确。
故选D。
8．BD
【解析】
【详解】
A．由题图知，物体前进20m，动能由50J变为零，由动能定理，得
即
即物体所受的合外力大小为2.5N，A错误；
CD．物体的加速度大小
解得
C错误D正确；
B．由于物体的初速度
解得
故滑行时间
B正确。
故选BD。
9．CD
【详解】
A．开始时，AB由静止释放，则重力做功的功率为零，最后到达水平面，速度方向水平，重力做功的功率为零，由此可知，重力做功的功率先增大后减小。故A错误；
B．在B滑到轨道最低点的过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得
可得
故B错误；
C．当B滑到轨道最低点时，根据竖直面内的圆周运动规律
解得
故C正确；
D．整个过程中轻杆对A做的功等于A的动能增加量，即
故D正确。
故选CD。
10．CD
【解析】
【详解】
A．时刻人刚与蹦床接触，向上的弹力小于重力，人仍然加速，故A错误；
B．到达蹦床最低位置，速度最小，根据
可知重力的功率最小，故B错误；
C．时刻和时刻均为刚接触蹦床，期间经过人体生物能转化为系统机械能的过程，系统机械能增加，而这里即是动能增加，故C正确；
D．时刻比时刻处于更低，形变量更大，所以蹦床弹性势能更大，故D正确。
故选CD。
11．BC
【解析】
【详解】
A．由于物体只受重力作用，做平抛运动，故加速度不变，速度大小和方向时刻在变化，A错误；
B．设某时刻速度与竖直方向夹角为θ，则
随着时间t变大，tan θ变小，θ变小，B正确；
C．根据加速度定义式
则
即在相等的时间间隔内，速度的改变量相等， C正确；
D．根据动能定理，在相等的时间间隔内，动能的改变量等于重力做的功，即
WG=mgh
对于平抛运动，由于在竖直方向上，在相等时间间隔内的位移不相等，D错误。
故选BC。
12．BD
【详解】
A．根据动能定理，物块从P到C
传送带PC之间的距离
故A错误；
B．物块到达C点后，在传送带的摩擦力作用下向左加速运动，当其速度等于传送带的速度时，根据动能定理
得
此后物块随传送带匀速运动，回到P点，故B正确；
C．若传送带沿逆时针方向转动的速度增大，由于物块所受的摩擦力不变，加速度不变，小物块从P点运动到C点所用时间不变，故C错误；
D．若传送带顺时针转动，速度大小为不变，物块速度减小到与传送带速度相等后，随传送带一块匀速运动，则小物块从P点运动到C点所用时间比逆时针转动时短，故D正确。
故选BD。
13． 0.150 摩擦阻力和空气阻力做功
【解析】
【详解】
(1)螺旋测微器读数
(2)根据动能定理得
即
(3) 实验中存在摩擦阻力和空气阻力做功会造成物块机械能的损失。
14． -μmg（x＋L） μmgx
【详解】
铁块受力情况如图甲所示，摩擦力对铁块所做的功为
W1=-μmg（x＋L）
长木板受力情况
如图乙所示，摩擦力对长木板做的功为
W2=μmgx
15． -20m/s 0
【解析】
【详解】
速度为矢量，设碰撞前的速度方向为正方向，则末速度为-10m/s，而初速度为10m/s所以速度的变化
△v=-10 m/s-10 m/s=-20m/s
因动能为标量，初末动能相同，因此动能的变化量为零。
16．（1）；；（2）4m/s；（3）0.8m
【解析】
【详解】
（1）A到B机械能守恒
解得
在BC上，物体只受滑动摩擦力作用
（2）B到C做匀减速运动到达C时的速度为
弹出时损失20%的能量，即
解得
（3）假设物体第一次弹回后在BC面上运动路程l停下来
解得
由于l<2s=4m，说明小物体没有第二次和弹性墙面碰撞，所以小物体将停在离C点x=0.8m处。
17．（1）0.5J；－1.5J；（2）－1J；（3）1J
【解析】
【详解】
（1）在图像中，图像与时间轴围成的面积等于物体的位移，因此第1秒，第2秒内滑块的位移分别为
，
根据
可得
，
（2）前2秒内力F的总功
（3）根据动能定理
可得
18．（1）；（2）时，没有机械能损失；（3）见解析
【解析】
【详解】
（1）从A到G应用动能定理
得
（2）无机械能损失说明与内轨挤压，到达D点的最小速度为，满足
得
从A到D点应用动能定理
得
故时，在圆轨道上运动都没有机械能损失；
（3）从D点到停止的过程中，应用动能定理
得故最终停在第6个粗糙段上。
讨论：当时（的正整数），物体在粗糙段，由动能定理得
解得
当时（的正整数），物体在光滑段，由动能定理得
得
19．（1）12000J；（2）1000N，与水平方向斜向右上方
【解析】
【详解】
（1）根据动能定理可知
解得弹射装置对运动员做功
（2）竖直方向
水平方向
所以运动员受到冰面作用力F的大小
与水平方向夹角
与水平方向斜向右上方
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