8.3 动能和动能定理 培优提升同步练习题—物理人教版（2019）必修第二册（word版含答案）

8.3 动能和动能定理
一、单选题
1．一个以速率v运动的物体，进入某一空间后受到一个始终垂直于物体运动方向的合力作用，且合力的大小不断增大，则该物体作曲线运动的线速度大小将（　　）
A．增大 B．减小
C．不变 D．以上情况均可发生
2．如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由增加到时，上升高度为H，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是（　　）
A．对物体，动能定理的表达式为，其中为支持力的功
B．对物体，动能定理的表达式为，其中为合力的功
C．对物体，动能定理的表达式为
D．对电梯，其所受合力做功为
3．如图，高台跳水项目中要求运动员从距离水面H的高台上跳下，在完成空中动作后进入水中。若某运动员起跳瞬间重心离高台台面的高度为h1，斜向上跳离高台瞬间速度的大小为v0，跳至最高点时重心离台面的高度为h2，入水（手刚触及水面）时重心离水面的高度为h1。图中虚线为运动员重心的运动轨迹。已知运动员的质量为m，不计空气阻力，则运动员跳至最高点时速度及入水（手刚触及水面）时速度的大小分别是（　　）
A．0，
B．0，
C．，
D．，
4．如图所示，在光滑水平桌面上有一个质量为m的质点，在沿平行于桌面方向的恒定外力F作用下，以初速度v0从A点开始做曲线运动，图中曲线是质点的运动轨迹。已知在ts末质点的速度达到最小值v，到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，则下列说法不正确的是（　　）
A．恒定外力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且
B．质点所受合外力的大小为
C．质点到达B点时的速度大小为
D．ts内恒力F做功为
5．一质量为0.4 kg的小球以某一初速度水平向右抛出后，随即受到一大小3 N，方向水平向左的恒力，假设小球抛出时离地足够高，忽略空气阻力，g取10 m/s2，当小球的动能最小时，速度方向与水平方向的夹角为（　　）
A．30° B．37°
C．45° D．53°
6．短道速滑接力赛是冰上运动竞争最为激烈的项目之一。比赛规定，前（甲）、后（乙）队员必须通过身体接触完成交接，交接时两队员间距离先缩短到很近，如图（a），然后乙队员用手大力推送甲队员到手臂尽量伸直状态，两人分离，如图（b）。相互作用前后的系统（由两队员组成）的总动能分别为Ek1、Ek2，总动能变化量ΔEk＝|Ek1－Ek2|，乙队员对甲队员的平均作用力为F1，甲队员对乙队员的平均作用力为F2，乙队员的手臂长为l，冰道摩擦力不计，那么（　　）
A．Ek1B．Ek1>Ek2，ΔEk＝F1l
C．Ek1D．Ek1>Ek2，ΔEk＝F1l
7．如图，一个质量为m的小滑块在高度为h的斜面顶端由静止释放；滑块与斜面间动摩擦因数恒定，以水平地面为零势能面。则滑块滑至斜面底端时的动能Ek随斜面倾角θ变化的关系图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．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
9．如图所示，一质量为的光滑圆管道，竖直静置在固定的底座上，有一质量为的小球（半径远小于圆管道的半径），在圆管道内做圆周运动，小球在最低点时圆管道对底座的压力大小恰好为，重力加速度为g。当小球运动到圆管道的最高点时，圆管道对底座的压力大小为（　　）
A．0 B． C． D．
10．下列说法正确的是（　　）
A．如果物体所受合力为零，则合力对物体做的功一定为零
B．如果合力对物体所做的功为零，则合力一定为零
C．物体在合力作用下做变速运动，动能一定发生变化
D．物体的动能不变，所受合力一定为零
11．如图所示，一男孩欲拿石子击打苹果，第一次以抛射角（抛出时速度与水平方向的夹角）抛出石子，第2次以（图中未画出）抛出（），假设两次抛出时的位置相同，且初速度大小相等，两次均击中苹果。则（　　）
A．第一次石子在空中运动的时间比第二次长
B．若仅减小，欲击中苹果，则抛射角、均变大
C．改变大小和抛射角，石子不可能水平击中苹果
D．两次击中苹果前瞬间的速度大小相等
12．如图甲所示，一质量为2kg的物体静止在水平地面上，水平推力F随位移x变化的关系如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数，g取，则下列说法正确的是（　　）
A．物体运动的最大速度为3m/s
B．在运动中由于摩擦产生的热量为20J
C．物体在水平地面上运动的最大位移是5.25m
D．物体先做加速运动，推力撤去时开始做减速运动
二、填空题
13．如图所示，一个半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，将一质量为m的小球自轨道端点P以的速度滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，已知重力加速度为g，小球可视为质点。 自P下滑到Q的过程中，小球克服摩擦力所做的功为______。
14．北京正负电子对撞机是我国第1台高能加速器，可以将电子能量加速到，电子的质量约为。按照牛顿力学，这个电子的速度是__________m/s，（科学记数法表示，保留1位小数，譬如： ）这种情况下，牛顿力学是否适用？__________（选填：“是”或“否”）。
15．如图所示，半径R=0.6m的光滑半圆细环竖直放置并固定在水平桌面上，环上套有质量为1kg的小球甲，用一根细线将小球甲通过两个光滑定滑轮B、D与质量为2kg的小物体乙相连，滑轮的大小不计，与半圆环在同一竖直平面内，它们距离桌面的高度均为h=0.8m，滑轮B恰好在圆环最高点C点的正上方。初始时将甲拉至半圆环左边最低点A处，然后将甲、乙由静止开始释放，则当甲运动到离桌面高度为_______m时，甲、乙速度大小相等；当甲运动到C点时的速度大小为_______m/s。
16．如图，半径的圆盘水平放置，绕竖直轴匀速转动，圆心正上方高处固定一水平轨道，与转轴交于点，质量的滑块（视为质点）可沿轨道运动。现对其施加的水平拉力，使其从左侧处由静止开始沿轨道向右运动。当滑块运动到点时，从滑块上自由释放一小球，此时圆盘的半径OA正好与轨道平行，且A点在的右侧。滑块与水平轨道间的动摩擦因数。为使小球刚好落在A点，圆盘转动的角速度_______rad/s；为使小球能落到圆盘上，水平拉力做功的范围应为_______J（取）。
17．如图，在竖直平面内有一个半径为R且光滑的四分之一圆弧槽轨道AB，轨道下端B与水平面BCD相切，BC光滑且长度大于R，C点右边粗糙程度均匀且足够长。现用手捏住一根长为的匀质细杆的上端，使杆子的下端与A点等高，然后由静止释放杆子，让杆子保持沿轨道内下滑。不计空气阻力及杆与圆弧轨道的撞击，重力加速度为g，杆子前端到达C点时的速度大小为_________；若杆子前端在过C点后，再滑行s距离后停下，且s＞R，杆子与粗糙平面间的动摩擦因数为_________。
三、解答题
18．如图所示，一半径的圆盘水平放置，在其边缘点固定一个小桶，在圆盘直径的正上方平行放置一水平滑道，滑道右端点与圆盘圆心在同一竖直线上，高度差。为一竖直面内的光滑圆弧轨道，半径，且与水平滑道相切于点。一质量的滑块（可视为质点）从点由静止释放，当滑块经过点时，对点压力为，恰在此时，圆盘从图示位置以一定的角速度绕通过圆心的竖直轴匀速转动，最终物块由点水平抛出，恰好落入圆盘边缘的小桶内。已知滑块与滑道间的动摩擦因数为,，求：
（1）滑块到达点时的速度。
（2）水平滑道的长度。
（3）圆盘转动的角速度应满足的条件。
19．如图所示，倾角为的光滑斜而AB足够长，其底端与半径为的两个光滑圆轨道BC、CD平滑相接，O为轨道BC的圆心，BO竖直，在D点右侧有一以的速度逆的针转动的传送带，传送带足够长。质量为的滑块从A点由静止开始下滑，恰能通过D点而不脱落，重力加速度取，滑块与传送带间的动摩擦因数为，求：
（1）滑块从A点下落的高度h；
（2）滑块从D点滑上传送带到脱离传送带过程中，滑块与传送带的相对位移大小以及滑块与送带摩擦产生的热量。
20．如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面体固定在水平面上，斜面体的底端P固定一可视为质点的带电物块b，劲度系数为的轻弹簧连接在物块b上，弹簧原长时另一端位于M点。可视为质点的带同种电荷的物块a由O点无初速释放，释放瞬间物块a的加速度大小为，经过一段时间将弹簧压缩至N点，此时物块a的速度减为零；已知物块a带负电荷，电荷量大小为q，，，重力加速度为g。（若k为弹簧劲度系数，x为弹簧压缩量，则弹簧的弹性势能为）求：
（1）物块a在M点的加速度大小；
（2）当物块a的速度最大时，沿斜面体下滑的距离；
（3）ON两点间的电势差。
21．人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实，如图甲所示是打夯用的夯锤。某次打夯符合图乙模型：对夯锤施加一竖直向上变力F，F的大小与位移的大小成正比，满足，。夯锤从静止开始离开地面20cm后撤去F，夯锤最终把地面砸深2cm。已知夯锤的质量m为50kg，取。求本次打夯过程中：
（1）夯锤刚落地时的速度大小v；
（2）夯锤离地面的最大高度H；
（3）夯锤对地面的平均冲击力f。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．C
3．C
4．D
5．B
6．A
7．A
8．B
9．A
10．A
11．D
12．A
13．
14． 否
15． 0.45 2
16． （，，……） 4~4.5
17．
18．（1）；（2）；（3）
19．（1）1m；（2）6m，12J
20．（1）；（2） ；（3）
21．（1）；（2）；（3）10500N，方向向下
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