8.3动能和动能定理 精选训练题
一、选择题
1.关于动能的理解,下列说法正确的是( )
A.凡是运动的物体都具有动能
B.重力势能可以为负值,动能也可以为负值
C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,速度变化时,动能也一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态
2.两个物体质量比为1∶2,速度大小之比为2∶1,则这两个物体的动能之比为( )
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.4∶1
3.一个初动能为6J的物体,受到大小为2N的合外力,且物体沿合外力的方向运动了5m,则物体的末动能是
A.10J B.11J C.16J D.20J
4.全国中学生足球赛在足球广场揭幕.比赛时,一学生用100N的力将质量为0.5kg的足球以8 m/s的初速度沿水平方向踢出20m远,则该学生对足球做的功至少为
A.200J B.16J C.1000J D.2000J
5.如图所示,体育课上某同学在高h处斜抛出一个质量为m的铅球,不计空气阻力,铅球落地时速度大小为v,该同学对铅球所做的功为
A.mgh B. C. D.
6.如图所示,有一质量1.6kg的物块,与地面间的动摩擦因数0.5。在一与水平方向成37°大小 的拉力作用下沿水平地面前进了5m,则在此过程中物块克服摩擦力做功的大小为( , ,) ( )
A.100J B.40J C.10J D.80J
7.将距离沙坑表面上方1m高处质量为0.2kg的小球由静止释放,测得小球落入沙坑静止时距离沙坑表面的深度为10cm.若忽略空气阻力,g取10m/s2,则小球克服沙坑的阻力所做的功为( )
A.0.4J B.2J C.2.2J D.4J
8.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。在从A到的过程中,物块( )
A.经过点时的速度最大
B.加速度先减小后增大
C.所受弹簧弹力始终做正功
D.所受弹簧弹力做的功小于克服摩擦力做的功
9.如图所示,一个质量是25kg的小孩从高为2m的滑梯顶端由静止滑下,滑到底端时的速度为2m/s(g取10m/s2)。关于力对小孩做的功,以下结果正确的是( )
A.重力做功450J B.合力做功50J C.克服阻力做功50J D.支持力做功450J
10.港珠澳大桥是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程。2018年10月24日上午9时正式通车。大桥设计使用寿命120年,可抵御8级地震、16级台风、允许30万吨级油轮通过。假设一艘质量为m的轮船由于失控,以速度v撞向大桥(大桥无损),最后没有反弹而停下来,事故勘察测量发现轮船迎面相撞处下凹深度d,据此估算出船对桥的平均撞击力F,关于F的表达式正确的是( )
A. B. C. D.mv
11.如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g,质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为( )
A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR
12.如图所示,在竖直平面内,一物体以6m/s的初速度从A点沿AB圆弧下滑到B点,速率仍为6m/s,若物体以7m/s的初速度从A点沿同一路径滑到B点则物体到达B点的速率( )
A.大于7m/s B.小于7m/s C.等于7m/s D.不能确定
13.如图所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,BC水平,其长度d=0.50 m,盆边缘的高度为h=0.30 m。在A处放一个质量为m的小物块并让其由静止下滑。已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10。小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停止的地点到B的距离为( )
A.0.50 m B.0.25 m C.0.10 m D.0
14.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
15.“旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目,其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边上,绳子下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看质点,“旋转秋千”可简化为如图所示的模型,其中,处于水平面内的圆形转盘,半径为r,可绕穿过其中心的竖直轴转动,让转盘由静止开始逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘一起以角速度做匀速圆周运动,此时绳子与竖直方向的夹角为
。已知绳长为L且不可伸长,质点的质量为m,不计空气阻力及绳重,则下列说法中正确的是( )
A.质点的重力越大,绳子与竖直方向的夹角越小
B.质点做匀速圆周运动的向心力是其所受悬线的拉力
C.转盘转动的角速度与夹角的关系为
D.质点从静止到做匀速圆周运动的过程中,绳子对质点做的功为
16.速度为v的子弹,恰可穿透一块固定的木板,如果该类型子弹想要穿透9块同样固定的木板(子弹穿透木板时所受阻力视为不变),速度至少为( )
A.2v B.3v C.4v D.6v
二、填空题
17.韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1900J,他克服阻力做功100J。在此过程中,韩晓鹏的动能增加了__________J,重力势能减小了__________J。
三、解答题
18.质量为5.0×105kg的机车,以恒定的功率从静止出发,经5min行驶2.25km,速度达到最大值54km/h,求机车的功率和受到的阻力分别是多少?
19.如图所示,光滑水平面与竖直面内的半圆形轨道在B点相接,导轨半径为R。一个质量为m的物体以某一初动能向右运动,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的8倍,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点。试求:
(1)物体的初动能E:
(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时,重力的瞬时功率。
参考答案
1.A2.C3.C4.B5.C6.C7.C8.B9.B10.A11.B12.B13.D14.A15.C16.B
17.1800 1900
18.,2.5×104N
【解析】
设机车的功率为P,最大速度v=54km/h=15m/s,根据动能定理得
由公式
解得,f=2.5×104N
19.(1);(2);(3)
【解析】
(1)设物体经过B点时的速度为,圆形轨道对物体的支持力大小为N,物体对半圆形轨道的压力为由牛顿第三定律及题意知
在B点,由牛顿第二定律得
从A到B是匀速直线运动,故物体的初动能
(2)设物体克服阻力做功为,在C点速度为,物体恰到达C点,重力提供向心力,有
由动能定理得
联立解得
(3)物体落到水平面上时的竖直分速度
所以重力的瞬时功率是