人教版必修第二册8.3动能和动能定理 练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版必修第二册8.3动能和动能定理 练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-05 23:31:23 | ||
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文档简介
人教版必修第二册 8.3 动能和动能定理
一、单选题
1．质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，如图甲所示为汽车运动的速度与时间的关系，图乙为汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中所受阻力不变，在18 s末汽车的速度恰好达到最大。重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车受到的阻力为200 N
B．汽车的最大牵引力为700 N
C．汽车在做变加速运动过程中的位移大小为95.5 m
D．8~18 s内汽车牵引力做的功为
2．一个凹形圆弧轨道ABC竖直固定放置，A、C两点连线水平，B为轨道的最低点，且B到AC连线的距离为h。质量为m的滑块从A点以初速度v0 = 沿轨道的切线方向进入轨道，运动到B点时的速度大小。已知物体与轨道的动摩擦因数处处相同，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．从A到B，滑块所受的合外力的方向始终指向圆心
B．在B点，滑块处于失重状态
C．滑块一定会从C点滑出轨道
D．滑块一定不会从C点滑出轨道
3．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
4．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
5．关于动能定理，下列说法中正确的是（ ）
A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和
B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变
C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用
D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程
6．李娜是中国著名网球运动员，她是亚洲首位网球大满贯得主,同时也是首位入选名人堂的亚洲网球运动员。如图，在某次比赛中，李娜反手回球，假设网球离开球拍的速度为158m/s,与水平方向的夹角为45°，网球恰好落在对方的底线上。不计空气阻力，则网球落地的速度大小最接近（ ）
A．220m/s B．200m/s C．180m/s D．160m/s
7．如图所示，DO是水平面，AB是斜面，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，如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零，则物体具有的初速度(已知物体与斜面及水平面之间的动摩擦因数处处相同且不为零)( )
A．等于v0 B．大于v0
C．小于v0 D．取决于斜面
8．如图所示，半球形容器固定在水平面上，AB是其水平直径，O为球心，容器的半径为R，一个质量为m的小物块从A点由静止释放，第一次运动到P点时物块对容器的压力大小等于其重力，OP与水平方向的夹角为37°，重力加速度为g，则物块从A点第一次运动到P点克服摩擦力做功为（ ）
A． B． C． D．
9．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
10．如图所示，一传送带的上表面以v1向右做匀速运动，其右侧平台上有一质量为m的物体以初速度v0向左冲上传动带。若传送带足够长，并且v1＞v0，则物体在返回平台的瞬间，其动能与刚离开平台瞬间相比，变化了（ ）
A．0 B． C．- D．+
11．如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体经过一段时间后与传送带保持相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（ ）
A．电动机多做的功为
B．物体在传送带上摩擦生热为mv2
C．传送带克服摩擦力做的功为
D．电动机增加的功率为
12．如图，倾角为的斜面固定在水平地面上，现有一物块以某一初速度从底端冲上斜面，一段时间后物块返回到斜面底端。已知物块沿斜面向上运动的时间是向下运动的时间的一半，则它与斜面间的动摩擦因数应为（ ）
A． B． C． D．
13．如图所示，跳跳杆底部装有一根弹簧，小孩和杆的总质量为m。忽略空气阻力，则小孩从最高点由静止竖直下落到最低点的过程中（ ）
A．速度不断减小
B．加速度不断变大
C．弹力做的负功总小于重力做的正功
D．到最低点时，地面对杆的支持力一定大于2mg
14．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．
15．某同学通过单手拍球练习，提高了篮球的基本技术，已知篮球质量为560g，当篮球从1.0m高处自由下落时，反弹起来的高度为0.80m，若要使该篮球从1.0m处下落反弹后能回到原来高度，在球开始下落的同时向下拍球，并在球回到最高点时拍打一次球，每分钟拍球60次，不计空气阻力和拍球时的能量损失，篮球与地面碰撞前、后的速度大小之比不变，重力加速度大小取，则该同学拍球的平均功率为（ ）
A．0.7W B．1.4W C．2.1W D．2.8W
二、填空题
16．如图，倾角为θ的固定斜面上AB段光滑，BC段粗糙，且BC＝2AB。若P由静止开始从A点释放，恰好能滑动到C点而停下，则小物块P与BC段斜面之间的动摩擦因数μ＝______；若P以初速度v0从A点开始运动，则到达C点时的速度vC____ v0（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
17．动能定理内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中______．
18．将质量为1kg的物体从倾角为θ的固定斜面底端以某一初速度v0上滑，向上运动的动能和重力势能随位移变化的图像如图所示。取斜面底端水平面为零势能面，重力加速度g=10m/s2。从图中信息可知：物体上滑到最高点时损失的机械能为______J，物体与斜面间的动摩擦因数μ为________。
三、解答题
19．如图所示，装置由光滑的四分之一圆弧轨道、水平传送带组成，圆弧轨道和传送带在B点平滑连接。一质量为的滑块在圆弧轨道上距离B点高度为h的某处由静止释放，经过传送带，最后落地。已知滑块与传送带的动摩擦因数为，传送带长，圆弧轨道半径为，传送带一直向右做匀速运动，速度大小为，C端距地面的高度。（传送带的轮子半径很小，滑块可视为质点，其余阻力不计，g取）
（1）若小滑块全程匀速通过传送带，求滑块经过圆弧底端对轨道的压力。
（2）操作中发现，当滑块从距离B点高度为和之间下滑，最后都会落到地上同一点，求和。
（3）若滑块始终从A点释放，传送带的长度L可以在0到足够大之间调节（B点位置不变，C点位置可以左右调节），求滑块落地点至B点的水平距离x与传送带长度L之间的关系。（注：滑块运行期间传送带长度是不变的）
20．如图所示，粗糙的水平面AB与粗糙竖直圆轨道BCD在B点相切，圆轨道BCD半径R＝0.40m，D是轨道的最高点，一质量m＝1.0kg可以看成质点的物体静止于水平面上的A点。现用F＝7.0N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达B点时撤去外力F，之后物体进入竖直圆轨道BCD。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.20，A与B之间的距离为2m，取重力加速度g＝10m/s2。
（1）物体刚进入圆轨道B点时所受支持力FN的大小；
（2）试分析物体是否能沿圆轨道BCD到达D点；
（3）如果圆轨道BCD光滑，其它条件不变，试分析物体在B点和D点对轨道的压力差多大？
21．如图甲所示，一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成，AD与DCE相切于D点，C为圆轨道的最低点，将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止下滑，用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力FN，改变H的大小，可测出相应的FN的大小，FN随H的变化关系如图乙折线PQI所示（PQ与QI两直线相连接于Q点），QI反向延长交纵轴于F点（0，5.8N），重力加速度g取10m/s2，求：
（1）小物块的质量m；
（2）光滑圆轨道DCE的半径R和小物块与斜面AD间的动摩擦因数μ；
（3）若粗糙斜面AD换成光滑曲面，小物块从H=2R的高度静止释放进入半径为R光滑圆轨道，R为（2）问的取值，则小物块相对地面能上升的最大高度是多少？
22．如图所示，装置ABCDE固定在水平地面上，AB段为倾角＝53°的斜面，BC段为半径R＝2m的圆弧轨道，两者相切于B点，A点离地面的高度为H＝4m。一质量为m＝1kg的小球从A点由静止释放后沿着斜面AB下滑，当进入圆弧轨道BC时，由于BC段是用特殊材料制成的，导致小球在BC段运动的速率保持不变，最后，小球从最低点C水平抛出，落地速率为v＝7m/s。已知小球与斜面AB之间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，不计空气阻力，求：
（1）小球从B点运动到C点克服阻力所做的功；
（2）B点到水平地面的高度；
（3）小球运动到C点时的速度大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，则有阻力
A错误；
B．汽车匀加速阶段牵引力最大，匀加速阶段加速度
汽车在运动过程中所受阻力不变，联立解得
B错误；
C．变加速过程中，即8~18 s内，根据动能定理得
解得位移大小
C正确；
D．8~18s时间内，汽车牵引力的功率恒为所以该过程中牵引力做的功为
D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．滑块从A到B，速度的大小发生变化，则滑块不是做匀速圆周运动，则滑块的合外力不指向圆心，故A错误；
B．在B点，滑块的加速度方向竖直向上，处于超重状态，故B错误；
CD．滑块从A到B，设摩檫力做功为，根据动能定理得
解得
滑块从B到C，设摩檫力做功为，由于BC段的平均速度小于AB段的平均速度，则滑块在BC段对轨道的压力小于在AB段对轨道的压力，所以滑块在BC段受到的摩擦力小于在AB段受到的摩擦力，则,在BC段根据动能定理
可得
则滑块一定会从C点滑出，故D错误C正确。
故选C。
3．A
【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。
4．A
【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。
5．B
【详解】
A．某过程中外力的总功等于各力做功的代数之和，故A错误；
B．只要合外力对物体做了功，由动能定理知，物体的动能就一定改变。故B正确；
C．动能不变，只能说明合外力的总功W＝0，动能定理仍适用，故C错误；
D．动能定理既适用于恒力做功，也可适用于变力做功，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
网球飞离球拍时离地面的高度约为h=1m，网球在空中运动时只受重力作用，则由动能定理
解得
接近于160m/s。
故选D。
7．A
【详解】
物体从D点滑动到顶点A过程中
由几何关系有
因而上式可以简化为
从上式可以看出，物体的初速度与路径无关。
故选A。
8．C
【详解】
由题意可知，小物块在P点处，有
解得
根据动能定理
解得
C正确，ABD错误；
故选C。
9．D
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。
10．A
【详解】
物块以速度v0滑上传送带后，在滑动摩擦力作用下向左做匀减速直线运动，直至速度为零，此后在滑动摩擦力作用下向右做匀加速运动，由于v1＞v0，传送带足够长，所以根据对称性可知，物体在返回平台的瞬间速度大小为v0，则物体动能的变化量为
故A正确，BCD错误。
故选A。
11．D
【详解】
AC．物体所受摩擦力
f=μmg
物体m的加速度
a=μg
则经时间
速度达到v；故电动机多做的功为克服摩擦力的功
故AC错误；
D．电动机增加的功率为克服摩擦力的功率
故D正确；
B．物体在传送带上摩擦生热为
故B错误。
故选D。
12．C
【详解】
上滑过程有
下滑过程有
联立解得
故选C。
13．D
【详解】
AB．小孩从最高点由静止竖直下落到最低点的过程中，小孩与跳跳杆先一起自由下落，与地面接触后，弹簧发生形变，对小孩施加竖直向上的弹力作用，开始时，弹力小于重力，随着弹力的增大，根据牛顿第二定律可知小孩向下做加速度逐渐减小的加速运动，当弹力等于重力时，加速度为0，小孩速度达最大；弹力继续增大，当弹簧弹力大于小孩重力时，根据牛顿第二定律可知，小孩加速度竖直向上，小孩做加速度逐渐增大的减速运动，直到减速为0，小孩运动到最低点，故AB错误；
C．小孩从最高点开始下落运动到最低点，动能先增大后减小，根据动能定理，可知重力做的正功先大于弹力做的负功，然后从小孩加速度为0到小孩速度减为0这一过程中，动能减小，弹力做的负功大于重力做的正功，故C错误；
D．若小孩随跳跳杆接触地面时速度从0开始，根据简谐运动的对称性，知最低点小孩及跳跳杆的加速度大小为g，方向竖直向上，根据牛顿第二定律可得地面对杆的支持力
但实际上，因为小孩及跳跳杆接触地面时有速度，则最低点会更低，加速度将大于g，所以可知到最低点时，地面对杆的支持力一定大于2mg，故D正确。
故选D。
14．C
【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。
15．B
【详解】
篮球从h高度下落到地面的过程中机械能守恒，设篮球与地面碰撞前速度为，则
设反弹的速度为，则
若拍球过程中该同学对篮球做功为W，则与地面碰撞前、后满足
因为篮球与地面碰撞前、后的速度大小之比不变，即
联立解得
则每次拍球需做功
平均功率
故B正确，ACD错误。
故选B。
16． =
【详解】
[1]．设BC＝2AB=2L。则由A到C，由动能定理得：
解得
[2]．若P以初速度v0从A点开始运动，则到达C点时，由动能定理得：
解得
v=v0
17．动能的变化
略
18． 15
【详解】
[1]由图像可知，物体上滑到最高点时损失的机械能为
[2] 物体与斜面间的动摩擦因数为
又因为
解得
根据几何关系可得
故可得动摩擦因数为
19．（1）；（2），；（3）当，；当，
【详解】
（1）若小滑块全程匀速通过传送带，则滑块经过B点的速度恰好为，则
解得
由牛顿第三定律
故
（2）经分析可知，滑块经过B点的速度介于与之间时，经过传送带的加速或减速（极限为全程加速和全程减速），都可以以的速度离开C点而落到地上同一点。有
解得
，
根据动能定理
解得
，
（3）滑块始终从A点释放，到达B点的速度为
解得
经过分析，当传送带长度小于等于时，滑块全程减速，否则为先减速后以匀速，则
解得
故当时
当时
由平抛运动规律可知
解得
所以，当时，滑块落地点至B点的水平距离x为
当时，滑块落地点至B点的水平距离x为
20．（1）60N；（2）不能；（3）60N
【详解】
(1)由动能定理
由牛顿第二定律
可得
(2)物体能到达D点时，由
可得到达D点的最小速度
则动能变化量为
重力做功为
实际上有摩擦力存在，所以不能到达D；
(3)如果没有摩擦力，则根据动能定理可得
由牛顿第二定律
可得
由动能定理
由牛顿第二定律
联立可得
物体在B点和D点对轨道的压力差
21．（1）0.5kg；（2）1m；0.3；（3）
【详解】
（1）由图乙知，当H=0时，有
（2）如果物块只在圆轨道上运动，则由动能定理得
由向心力公式，经过C点时有
联立两式可得
由图乙知
可得
显然当时，对应图甲中的D点，所以有
求得
物块从A点运动到C点运用动能定理，得
物块在C点有
联立可得
结合QI曲线知
（3）由题意可知，当小球在到达轨道最高点前的某一点E时会脱离轨道做斜抛运动，设脱离时OE与竖直方向间的夹角为，由牛顿第二定律可知
根据机械能守恒定律
联立解得
小球脱轨后斜抛运动还能上升的高度
因此，相当于地面，小球上升的最大高度为
22．（1）8J；（2）2m；（3）5m/s
【详解】
（1）设小球从B到C克服阻力做功为WBC，由动能定理
mgR（1－cosθ）－WBC＝0.
代入数据解得
WBC＝8J.
（2）设小球在AB段克服阻力做功为WAB，B点到地面高度为h，则
WAB＝μmgcosθ
而
＝
对于小球从A点到落地的整个过程，由动能定理
mgH－WAB－WBC＝mv2
联立解得
h＝2m.
（3）设小球在C点的速度为vC，对于小球从C点到落地的过程，由动能定理
mg·＝mv2－mvC2
＝h－R（1－cosθ）
联立解得
vC＝5m/s.
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，如图甲所示为汽车运动的速度与时间的关系，图乙为汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中所受阻力不变，在18 s末汽车的速度恰好达到最大。重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车受到的阻力为200 N
B．汽车的最大牵引力为700 N
C．汽车在做变加速运动过程中的位移大小为95.5 m
D．8~18 s内汽车牵引力做的功为
2．一个凹形圆弧轨道ABC竖直固定放置，A、C两点连线水平，B为轨道的最低点，且B到AC连线的距离为h。质量为m的滑块从A点以初速度v0 = 沿轨道的切线方向进入轨道，运动到B点时的速度大小。已知物体与轨道的动摩擦因数处处相同，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．从A到B，滑块所受的合外力的方向始终指向圆心
B．在B点，滑块处于失重状态
C．滑块一定会从C点滑出轨道
D．滑块一定不会从C点滑出轨道
3．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
4．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
5．关于动能定理，下列说法中正确的是（ ）
A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和
B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变
C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用
D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程
6．李娜是中国著名网球运动员，她是亚洲首位网球大满贯得主,同时也是首位入选名人堂的亚洲网球运动员。如图，在某次比赛中，李娜反手回球，假设网球离开球拍的速度为158m/s,与水平方向的夹角为45°，网球恰好落在对方的底线上。不计空气阻力，则网球落地的速度大小最接近（ ）
A．220m/s B．200m/s C．180m/s D．160m/s
7．如图所示，DO是水平面，AB是斜面，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，如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零，则物体具有的初速度(已知物体与斜面及水平面之间的动摩擦因数处处相同且不为零)( )
A．等于v0 B．大于v0
C．小于v0 D．取决于斜面
8．如图所示，半球形容器固定在水平面上，AB是其水平直径，O为球心，容器的半径为R，一个质量为m的小物块从A点由静止释放，第一次运动到P点时物块对容器的压力大小等于其重力，OP与水平方向的夹角为37°，重力加速度为g，则物块从A点第一次运动到P点克服摩擦力做功为（ ）
A． B． C． D．
9．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
10．如图所示，一传送带的上表面以v1向右做匀速运动，其右侧平台上有一质量为m的物体以初速度v0向左冲上传动带。若传送带足够长，并且v1＞v0，则物体在返回平台的瞬间，其动能与刚离开平台瞬间相比，变化了（ ）
A．0 B． C．- D．+
11．如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体经过一段时间后与传送带保持相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（ ）
A．电动机多做的功为
B．物体在传送带上摩擦生热为mv2
C．传送带克服摩擦力做的功为
D．电动机增加的功率为
12．如图，倾角为的斜面固定在水平地面上，现有一物块以某一初速度从底端冲上斜面，一段时间后物块返回到斜面底端。已知物块沿斜面向上运动的时间是向下运动的时间的一半，则它与斜面间的动摩擦因数应为（ ）
A． B． C． D．
13．如图所示，跳跳杆底部装有一根弹簧，小孩和杆的总质量为m。忽略空气阻力，则小孩从最高点由静止竖直下落到最低点的过程中（ ）
A．速度不断减小
B．加速度不断变大
C．弹力做的负功总小于重力做的正功
D．到最低点时，地面对杆的支持力一定大于2mg
14．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．
15．某同学通过单手拍球练习，提高了篮球的基本技术，已知篮球质量为560g，当篮球从1.0m高处自由下落时，反弹起来的高度为0.80m，若要使该篮球从1.0m处下落反弹后能回到原来高度，在球开始下落的同时向下拍球，并在球回到最高点时拍打一次球，每分钟拍球60次，不计空气阻力和拍球时的能量损失，篮球与地面碰撞前、后的速度大小之比不变，重力加速度大小取，则该同学拍球的平均功率为（ ）
A．0.7W B．1.4W C．2.1W D．2.8W
二、填空题
16．如图，倾角为θ的固定斜面上AB段光滑，BC段粗糙，且BC＝2AB。若P由静止开始从A点释放，恰好能滑动到C点而停下，则小物块P与BC段斜面之间的动摩擦因数μ＝______；若P以初速度v0从A点开始运动，则到达C点时的速度vC____ v0（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
17．动能定理内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中______．
18．将质量为1kg的物体从倾角为θ的固定斜面底端以某一初速度v0上滑，向上运动的动能和重力势能随位移变化的图像如图所示。取斜面底端水平面为零势能面，重力加速度g=10m/s2。从图中信息可知：物体上滑到最高点时损失的机械能为______J，物体与斜面间的动摩擦因数μ为________。
三、解答题
19．如图所示，装置由光滑的四分之一圆弧轨道、水平传送带组成，圆弧轨道和传送带在B点平滑连接。一质量为的滑块在圆弧轨道上距离B点高度为h的某处由静止释放，经过传送带，最后落地。已知滑块与传送带的动摩擦因数为，传送带长，圆弧轨道半径为，传送带一直向右做匀速运动，速度大小为，C端距地面的高度。（传送带的轮子半径很小，滑块可视为质点，其余阻力不计，g取）
（1）若小滑块全程匀速通过传送带，求滑块经过圆弧底端对轨道的压力。
（2）操作中发现，当滑块从距离B点高度为和之间下滑，最后都会落到地上同一点，求和。
（3）若滑块始终从A点释放，传送带的长度L可以在0到足够大之间调节（B点位置不变，C点位置可以左右调节），求滑块落地点至B点的水平距离x与传送带长度L之间的关系。（注：滑块运行期间传送带长度是不变的）
20．如图所示，粗糙的水平面AB与粗糙竖直圆轨道BCD在B点相切，圆轨道BCD半径R＝0.40m，D是轨道的最高点，一质量m＝1.0kg可以看成质点的物体静止于水平面上的A点。现用F＝7.0N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达B点时撤去外力F，之后物体进入竖直圆轨道BCD。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.20，A与B之间的距离为2m，取重力加速度g＝10m/s2。
（1）物体刚进入圆轨道B点时所受支持力FN的大小；
（2）试分析物体是否能沿圆轨道BCD到达D点；
（3）如果圆轨道BCD光滑，其它条件不变，试分析物体在B点和D点对轨道的压力差多大？
21．如图甲所示，一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成，AD与DCE相切于D点，C为圆轨道的最低点，将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止下滑，用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力FN，改变H的大小，可测出相应的FN的大小，FN随H的变化关系如图乙折线PQI所示（PQ与QI两直线相连接于Q点），QI反向延长交纵轴于F点（0，5.8N），重力加速度g取10m/s2，求：
（1）小物块的质量m；
（2）光滑圆轨道DCE的半径R和小物块与斜面AD间的动摩擦因数μ；
（3）若粗糙斜面AD换成光滑曲面，小物块从H=2R的高度静止释放进入半径为R光滑圆轨道，R为（2）问的取值，则小物块相对地面能上升的最大高度是多少？
22．如图所示，装置ABCDE固定在水平地面上，AB段为倾角＝53°的斜面，BC段为半径R＝2m的圆弧轨道，两者相切于B点，A点离地面的高度为H＝4m。一质量为m＝1kg的小球从A点由静止释放后沿着斜面AB下滑，当进入圆弧轨道BC时，由于BC段是用特殊材料制成的，导致小球在BC段运动的速率保持不变，最后，小球从最低点C水平抛出，落地速率为v＝7m/s。已知小球与斜面AB之间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，不计空气阻力，求：
（1）小球从B点运动到C点克服阻力所做的功；
（2）B点到水平地面的高度；
（3）小球运动到C点时的速度大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，则有阻力
A错误；
B．汽车匀加速阶段牵引力最大，匀加速阶段加速度
汽车在运动过程中所受阻力不变，联立解得
B错误；
C．变加速过程中，即8~18 s内，根据动能定理得
解得位移大小
C正确；
D．8~18s时间内，汽车牵引力的功率恒为所以该过程中牵引力做的功为
D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．滑块从A到B，速度的大小发生变化，则滑块不是做匀速圆周运动，则滑块的合外力不指向圆心，故A错误；
B．在B点，滑块的加速度方向竖直向上，处于超重状态，故B错误；
CD．滑块从A到B，设摩檫力做功为，根据动能定理得
解得
滑块从B到C，设摩檫力做功为，由于BC段的平均速度小于AB段的平均速度，则滑块在BC段对轨道的压力小于在AB段对轨道的压力，所以滑块在BC段受到的摩擦力小于在AB段受到的摩擦力，则,在BC段根据动能定理
可得
则滑块一定会从C点滑出，故D错误C正确。
故选C。
3．A
【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。
4．A
【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。
5．B
【详解】
A．某过程中外力的总功等于各力做功的代数之和，故A错误；
B．只要合外力对物体做了功，由动能定理知，物体的动能就一定改变。故B正确；
C．动能不变，只能说明合外力的总功W＝0，动能定理仍适用，故C错误；
D．动能定理既适用于恒力做功，也可适用于变力做功，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
网球飞离球拍时离地面的高度约为h=1m，网球在空中运动时只受重力作用，则由动能定理
解得
接近于160m/s。
故选D。
7．A
【详解】
物体从D点滑动到顶点A过程中
由几何关系有
因而上式可以简化为
从上式可以看出，物体的初速度与路径无关。
故选A。
8．C
【详解】
由题意可知，小物块在P点处，有
解得
根据动能定理
解得
C正确，ABD错误；
故选C。
9．D
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。
10．A
【详解】
物块以速度v0滑上传送带后，在滑动摩擦力作用下向左做匀减速直线运动，直至速度为零，此后在滑动摩擦力作用下向右做匀加速运动，由于v1＞v0，传送带足够长，所以根据对称性可知，物体在返回平台的瞬间速度大小为v0，则物体动能的变化量为
故A正确，BCD错误。
故选A。
11．D
【详解】
AC．物体所受摩擦力
f=μmg
物体m的加速度
a=μg
则经时间
速度达到v；故电动机多做的功为克服摩擦力的功
故AC错误；
D．电动机增加的功率为克服摩擦力的功率
故D正确；
B．物体在传送带上摩擦生热为
故B错误。
故选D。
12．C
【详解】
上滑过程有
下滑过程有
联立解得
故选C。
13．D
【详解】
AB．小孩从最高点由静止竖直下落到最低点的过程中，小孩与跳跳杆先一起自由下落，与地面接触后，弹簧发生形变，对小孩施加竖直向上的弹力作用，开始时，弹力小于重力，随着弹力的增大，根据牛顿第二定律可知小孩向下做加速度逐渐减小的加速运动，当弹力等于重力时，加速度为0，小孩速度达最大；弹力继续增大，当弹簧弹力大于小孩重力时，根据牛顿第二定律可知，小孩加速度竖直向上，小孩做加速度逐渐增大的减速运动，直到减速为0，小孩运动到最低点，故AB错误；
C．小孩从最高点开始下落运动到最低点，动能先增大后减小，根据动能定理，可知重力做的正功先大于弹力做的负功，然后从小孩加速度为0到小孩速度减为0这一过程中，动能减小，弹力做的负功大于重力做的正功，故C错误；
D．若小孩随跳跳杆接触地面时速度从0开始，根据简谐运动的对称性，知最低点小孩及跳跳杆的加速度大小为g，方向竖直向上，根据牛顿第二定律可得地面对杆的支持力
但实际上，因为小孩及跳跳杆接触地面时有速度，则最低点会更低，加速度将大于g，所以可知到最低点时，地面对杆的支持力一定大于2mg，故D正确。
故选D。
14．C
【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。
15．B
【详解】
篮球从h高度下落到地面的过程中机械能守恒，设篮球与地面碰撞前速度为，则
设反弹的速度为，则
若拍球过程中该同学对篮球做功为W，则与地面碰撞前、后满足
因为篮球与地面碰撞前、后的速度大小之比不变，即
联立解得
则每次拍球需做功
平均功率
故B正确，ACD错误。
故选B。
16． =
【详解】
[1]．设BC＝2AB=2L。则由A到C，由动能定理得：
解得
[2]．若P以初速度v0从A点开始运动，则到达C点时，由动能定理得：
解得
v=v0
17．动能的变化
略
18． 15
【详解】
[1]由图像可知，物体上滑到最高点时损失的机械能为
[2] 物体与斜面间的动摩擦因数为
又因为
解得
根据几何关系可得
故可得动摩擦因数为
19．（1）；（2），；（3）当，；当，
【详解】
（1）若小滑块全程匀速通过传送带，则滑块经过B点的速度恰好为，则
解得
由牛顿第三定律
故
（2）经分析可知，滑块经过B点的速度介于与之间时，经过传送带的加速或减速（极限为全程加速和全程减速），都可以以的速度离开C点而落到地上同一点。有
解得
，
根据动能定理
解得
，
（3）滑块始终从A点释放，到达B点的速度为
解得
经过分析，当传送带长度小于等于时，滑块全程减速，否则为先减速后以匀速，则
解得
故当时
当时
由平抛运动规律可知
解得
所以，当时，滑块落地点至B点的水平距离x为
当时，滑块落地点至B点的水平距离x为
20．（1）60N；（2）不能；（3）60N
【详解】
(1)由动能定理
由牛顿第二定律
可得
(2)物体能到达D点时，由
可得到达D点的最小速度
则动能变化量为
重力做功为
实际上有摩擦力存在，所以不能到达D；
(3)如果没有摩擦力，则根据动能定理可得
由牛顿第二定律
可得
由动能定理
由牛顿第二定律
联立可得
物体在B点和D点对轨道的压力差
21．（1）0.5kg；（2）1m；0.3；（3）
【详解】
（1）由图乙知，当H=0时，有
（2）如果物块只在圆轨道上运动，则由动能定理得
由向心力公式，经过C点时有
联立两式可得
由图乙知
可得
显然当时，对应图甲中的D点，所以有
求得
物块从A点运动到C点运用动能定理，得
物块在C点有
联立可得
结合QI曲线知
（3）由题意可知，当小球在到达轨道最高点前的某一点E时会脱离轨道做斜抛运动，设脱离时OE与竖直方向间的夹角为，由牛顿第二定律可知
根据机械能守恒定律
联立解得
小球脱轨后斜抛运动还能上升的高度
因此，相当于地面，小球上升的最大高度为
22．（1）8J；（2）2m；（3）5m/s
【详解】
（1）设小球从B到C克服阻力做功为WBC，由动能定理
mgR（1－cosθ）－WBC＝0.
代入数据解得
WBC＝8J.
（2）设小球在AB段克服阻力做功为WAB，B点到地面高度为h，则
WAB＝μmgcosθ
而
＝
对于小球从A点到落地的整个过程，由动能定理
mgH－WAB－WBC＝mv2
联立解得
h＝2m.
（3）设小球在C点的速度为vC，对于小球从C点到落地的过程，由动能定理
mg·＝mv2－mvC2
＝h－R（1－cosθ）
联立解得
vC＝5m/s.
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