人教版新教材必修二 8.3 动能定理基本应用（含答案）

人教版新教材必修二第八章动能定理基本应用（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
“歼”飞机在航母甲板上降落后，在勾住阻拦索减速滑行的过程中，阻拦索对“歼”做功和“歼”动能变化的情况分别是
A. 做负动，动能减少 B. 做负功，动能增加 C. 做正功，动能减少 D. 做正功，动能增加
动量相等的甲、乙两车刹车后分别沿两水平路面滑行．若两车质量之比，路面对两车的阻力相同，则甲、乙两车的滑行距离之比为
A. B. C. D.
如图所示，物体从高度为的光滑固定斜面顶端点开始下滑，在滑行到斜面底端点时，速度的大小为不计空气阻力( )
A.
B.
C.
D.
机场规定旅客携带的充电宝额定能量不能超过，根据所学可判断该能量最接近的是( )
A. 近似等于的物体在的高空处的重力势能以地面为零势能面
B. 近似可以提供白炽灯正常工作
C. 近似等于的电荷在电压下加速后获得的动能
D. 近似等于的物体以的速度运动时的动能
如图所示，质量为的球以的恒定速率沿圆周运动半圈，则下列说法中不正确的 ( )
A. 运动过程中球的速度发生改变 B. 运动过程中球的动能不变
C. 运动半圈过程中合力对球做功为 D. 运动半圈过程中合力对球不做功
如图所示，匀强电场水平向左，带正电物体沿绝缘粗糙水平面向右运动，经过点时动能为，到点时动能减小到，减少的动能中有转化为电势能，则它再经过点时的动能大小为( )
A. B. C. D.
如图是某同学制作的利用太阳能驱动小车的装置，当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间前进距离，速度达到最大值，设这一过程中电动机的功率恒为，小车所受阻力恒为，则( )
A. 这段时间内小车先匀加速后匀减速运动 B. 这段时间内电动机所做的功为
C. 这段时间内电动机所做的功为 D. 这段时间内电动机所做的功为
如图所示，假设在某次比赛中跳水运动员从高处的跳台跳下，设水的平均阻力约为其体重的倍，在粗略估算中，把运动员当做质点处理，为了保证运动员的人身安全，池水深度至少为不计空气阻力( )
A. B. C. D.
如图所示，小物体从处静止开始沿光滑斜面下滑，又在粗糙水平面上滑动，最终停在处已知距水平面的高度为，物体的质量为，现用力将物体从点静止沿原路拉回至距水平面高为的点处，需外力做的功至少应为( )
A. B. C. D.
如图所示，质量为的物块与水平转台之间的动摩擦因数为，物块与转台转轴相距，在时刻物块随转台由静止开始转动，在时刻转速达到，物块即将开始滑动。保持转速不变，继续转动到时刻。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。则
A. 在时间内，摩擦力做功为零 B. 在时间内，摩擦力做功为
C. 在时间内，摩擦力做功为 D. 在时间内，摩擦力做功为
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
年月日，我国自行研制的大型喷气式客机首飞成功，标志着我国大型客机项目取得重大突破。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为的匀加速直线运动，当位移时才能达到起飞所要求的速度。已知飞机质量，滑跑时受到的阻力为自身重力的，取重力加速度，求：
飞机起飞时的动能
飞机滑跑过程中受到的牵引力。
如图，在半径为的四分之一竖直光滑圆弧轨道的顶端点，质量为的物块可视为质点由静止开始下滑，经圆弧最低点后滑上粗糙水平面，圆弧轨道在点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至点停止。若物块与水平面间的动摩擦因数为，取。求：
物体下滑至点时速度的大小
物体最后停止的位置点离点的距离
如图所示，轨道的部分光滑，与水平部分相切，、之间的距离为；轨道右侧有一个半径的四分之一的圆弧轨道，点为其圆心，为圆弧上的一点，与水平方向的夹角为。现将一质量的滑块从轨道上某点由静止释放，滑块与段的动摩擦因数，滑块从点水平飞出后落到点。不计空气阻力和滑块的形状大小，取重力加速度为，，。求：
滑块落到点时的动能；
释放滑块的位置距离平面的竖直高度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键要掌握动能与速率的关系、功与动能变化的关系，知道动能减少时外力对物体做负功。
“歼”飞机在航母甲板上降落后做减速运动，动能减小，由动能定理分析阻拦索对“歼”做功的正负。
【解答】
解：“歼”飞机做减速运动，速率减小，则动能减少。由动能定理知：阻拦索对“歼”飞机做功等于“歼”飞机动能的变化，则知阻拦索对“歼”飞机做负功。故A正确，BCD错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】
【分析】
车在滑行中只有滑动摩擦力做负功，根据动能定理和动能与动量的关系可得出滑行距离的表达式，再求解两车两车的滑行距离之比。
比较甲、乙两车的滑行距离之比，是涉及力在空间的效果，应优先考虑动能定理，根据两车滑行距离的表达式来求解。
【解答】
对于任意一车，根据动能定理得：，根据动能与动量的关系有，联立得该车滑行的距离为：，据题、相等，则甲、乙两车的滑行距离之比，故A正确，BCD错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】
【分析】
物体下滑过程中只有重力做功，对物体由静止开始下滑到斜面下端的过程中运用动能定理即可解题。
【解答】
物体从运动到端的过程中，由动能定理得：
解得：
故选：。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查重力势能、动能表达式、电功公式以及动能定理的应用。重力势能表达式为 ，动能表达式为 ，电功的计算公式，动能定理的基本表达式为；计算出机场限定的充电宝的能量与题目中各个选项给定的能量作比较即可。
【解答】
机场限定的充电宝的能量
A.的物体在的高空处的重力势能为
则机场限定的充电宝的能量近似等于的物体在的高空处的重力势能，故A正确；
B.白炽灯正常工作的能量为 ，故B错误；
C.由动能定理可得，的电荷在电压下加速后获得的动能为 ，故C错误；
D.的物体以的速度运动时的动能为 ，故D错误。

5.【答案】
【解析】
【分析】
做匀速圆周运动的物体，速度方向时刻变化，动能不变；根据动能定理可分析运动半圈过程中合力对球的做功情况。
本题主要考查匀速圆周运动的特点、动能、动能定理。
【解答】
质量为的球以的恒定速率沿圆周运动半圈，球做匀速圆周运动，
A.做匀速圆周运动的物体，速度的方向时刻变化，故速度时刻变化，故A正确；
做匀速圆周运动的物体，速度大小不变，根据动能表达式知运动过程中球的动能不变，根据动能定理可知运动半圈过程中合力对球不做功，故BD正确，C错误。
此题选不正确的，故选C。
6.【答案】
【解析】
【分析】
电场力做功等于电势能的减小量，根据动能定理得出从点速度减为零过程中，克服摩擦力做功的大小，再对点向右到返回点的过程运用动能定理，求出返回点时的动能。
该题主要考查了动能定理在电场中的运用，要知道电场力做的功等于电势能的减少量，合理地选择研究过程，运用动能定理进行求解。
【解答】
从到的过程中，电场力做功为，动能减小了。
从到，根据动能定理得，
解得到过程中，克服摩擦力做功为。
可知克服电场力做功与克服摩擦力做功之比为：。
则在整个过程中，克服电场力做功与克服摩擦力做功之比仍然为：。
从点到速度减为零，动能减小量为，则克服摩擦力做功为。
对点向右到返回点的过程运用动能定理，电场力做功为，则有：
解得，故C正确，ABD错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】
【分析】
小车电动机的功率恒定，速度不断变大，根据功率与速度关系公式可知，牵引力不断减小，故小车的运动是加速度不断减小的加速运动，结合动能定理列式求解相关量即可．
本题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉．
【解答】
A.从题意得到，太阳能驱动小车以功率不变启动，当开始阶段小车所受的牵引力大于阻力，小车做加速运动，当牵引力平衡后小球做匀速直线运动，速度达到最大．故A错误；
这段时间内电动机所做的功为，故BC错误，D正确。
8.【答案】
【解析】解：设池水的最小深度为，跳台的高度为，对整个过程，由动能定理得：
而，
联立解得，，故A正确BCD错误。
故选：。
取运动员从开始跳下到落到水中速度为零整个过程，根据动能定理，求出池水的最小深度。
本题是两个过程的问题，对全过程运用动能定理求解比较简便，也可以分两段进行研究。
9.【答案】
【解析】
【分析】
物体从到全程应用动能定理可得，重力做功与物体克服滑动摩擦力做功相等，返回点处时，滑动摩擦力依然做负功，重力也会做负功，要想外力做功最少，物体末速度应该为零，由动能定理可解答案。
本题考查动能定理的应用，要注意恰当选择过程应用动能定理，注意功的正负，同时明确两次运动中摩擦力做功不变。
【解答】
物体从到全程应用动能定理可得：
由返回处过程，由动能定理得：
联立可得：；故C正确，ABD错误。
故选C。
10.【答案】
【解析】
【分析】
物体做圆周运动，受重力、支持力和静摩擦力，物体即将滑动时已经做匀速圆周运动，最大静摩擦力提供向心力，可以求出线速度；又因为重力和支持力垂直于速度方向，始终不做功，只有静摩擦力做功，故可以根据动能定理求出摩擦力做的功。
本题关键根据摩擦力提供向心力，然后由动能定理列式求解。
【解答】
在时间内，转速逐渐增加，故物块的速度逐渐增加，时刻最大静摩擦力提供向心力有，解得，物体做加速圆周运动过程，解得，AC错误，D正确；
在时间内，物体的线速度大小不变，根据动能定理可知摩擦力做功为零，B错误。
故选D。
11.【答案】解：飞机起飞时的动能J.
分析飞机滑跑过程中的受力，如答图所示由动能定理得，且，则，即所受牵引力为，方向与速度方向相同．

【解析】见答案
12.【答案】解：物体由到过程，由动能定理：
所以；
物体由到过程，由动能定理：
解得

【解析】从到，只有重力做功，根据动能定理求解；
从到，重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理求解。
本题考查了动能定理的应用，分析清楚运动过程和力的做功情况是关键。
13.【答案】解：
设滑块经过点的速度为，从点到点做平抛运动，则有


解得
从到，据动能定理可得

解得
从释放点到，据动能定理可得

解得
【解析】本题考查了动力学中的多过程问题，分析该类问题时，注意各段的运动特点及符合的运动规律，另外注意入手点的选择，即从哪段过程开始研究，基础题。
根据平抛运动的规律计算滑块经过点的速度为，由动能定理计算点动能；
整个过程根据动能定理，计算释放滑块的位置距离平面的竖直高度。
第1页，共1页