人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习
一、选择题(共15小题)
1.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)关于运动物体所受的合外力、合外力做的功、物体的动能变化三者之间的关系,下列说法正确的是( )
A.运动物体所受的合外力不为零,合外力必做功,物体的动能肯定要变化
B.运动物体所受的合外力为零,则物体的动能肯定不变
C.运动物体的动能保持不变,则该物体所受合外力一定为零
D.运动物体所受合外力不为零,则该物体一定做变速运动,其动能一定要变化
【答案】B
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】物体做匀速圆周运动,合外力不为零,但合外力不做功,所以动能不变,ACD错。运动物体所受的合外力为零,因此合外力做功为零,则物体的动能肯定不变,B对。
故选:B
【分析】本题考查了对动能定理的理解,其中匀速圆周运动是其中一个比较特殊的例子
2.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)关于动能的理解,下列说法不正确的是( )
A.动能是普遍存在的机械能的一种基本形式,凡是运动物体都具有动能
B.动能总是正值,但对于不同的参考系,同一物体的动能大小是不同的
C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态
【答案】D
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】动能是普遍存在的机械能的一种基本形式,凡是运动物体都具有动能,选项A正确;动能总是正值,但对于不同的参考系,同一物体的动能大小是不同的,选项B正确;由动能可知一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化,选项C正确;动能不变的物体,速度方向可能发生变化,选项D错误
故选:D
【分析】本题难度较小,只要是能量都是标量,动能大小只与速度大小有关,与速度方向无关
3.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)下列说法中,正确的是( )
A.物体的动能不变,则物体所受的外力的合力必定为零
B.物体的动能变化,则物体所受的外力的合力必定不为零
C.物体的速度变化,则物体的动能必定发生变化
D.物体所受的合外力不为零,物体的动能必定发生变化
【答案】B
【知识点】动能
【解析】【解答】动能是标量,可能速度方向发生变化,所以动能不变,合力可能不为零,A错误,物体的动能发生变化,则速度一定发生变化,所以合力必定不为零,B正确,物体的速度发生变化,有可能只是方向变化,所以物体的动能不一定变化,C错误,物体的合力不为零,则可能导致速度方向发生变化,所以动能不一定变化,D错误
故选:B
【分析】需要知道动能是标量,速度是矢量,当速度方向发生变化时,动能不变
4.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)物体A和B质量相等,A置于光滑的水平面上,B置于粗糙水平面上,开始时都处于静止状态. 在相同的水平力作用下移动相同的距离,则( )
A.力F对A做功较多,A的动能较大
B.力F对B做功较多,B的动能较大
C.力F对A和B做功相同,A和B的动能相同
D.力F对A和B做功相同,但A的动能较大
【答案】D
【知识点】功的计算;动能定理的综合应用
【解析】【解答】根据W=Fs,相同作用力,相同位移做功肯定一样,所以AB错。在粗糙地面上外力还要克服摩擦力做功,所以根据动能定理,动能增量要小于光滑水平面,所以D对
故选:D
【分析】此类题型考察了动能定理的理解,合外力做功使物体动能变化。
5.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)一人用力踢质量为 10 kg的皮球,使球由静止以 20m/s 的速度飞出.假定人踢球瞬间对球平均作用力是 200N ,球在水平方向运动了20m停止.那么人对球所做的功为( )。
A.50 J B.2000J C.500 J D.4 000 J
【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】本题要注意排除干扰,由动能定理求出人对球所做的功.
瞬间力做功 ;
故选:B
【分析】本题为初学功的同学的易错题,在此要注意理解功的定义;球运动的20m的位移内,人对球的力已经不再作用了,所以用W=FL求一定是错误的.
6.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)物体在外力作用下沿光滑水平地面运动,在物体的速度由0增为v的过程中,外力做功W1,在物体的速度由v增为2v的过程中,外力做功W2,则W1∶W2为( )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4
【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】解答:由动能定理可得 , ,所以
故选:C
分析:在运用动能定理分析问题时,一定要注意过程中的始末状态
7.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)一个质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m,这时物体的速度是2m/s,则下列说法中错误的是 ( )
A.合外力对物体做功12J B.手对物体做功12J
C.合外力对物体做功2J D.物体克服重力做功10J
【答案】A
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】解答:手将1kg的物体提起1m,则物体的重力势能增加W=mgh=10J,物体的速度变为2m/s,则物体的动能增加为- 即2J,手对物体做的功等于物体的重力势能的增加量和动能增加量之和,故手对物体做工12J,根据动能定理,合外力做功等于物体的动能变化量,所以合力做功2J.物体克服重力做功等于物体的重力势能增加量,所以为10J
故选:A
分析:注意合外力的功等于物体动能的改变量
8.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)在粗糙水平面上运动着的物体,从A点开始在大小不变的水平拉力F作用下做直线运动到B点,物体经过A、B点时的速度大小相等。则在此过程中( )
A.拉力的方向一定始终与滑动摩擦力方向相反
B.物体的运动一定不是匀速直线运动
C.拉力与滑动摩擦力做的总功一定为零
D.拉力与滑动摩擦力的合力一定始终为零
【答案】C
【知识点】功的计算;动能
【解析】【解答】物体在A、B点时的速度大小相等,表明物体的运动形式有这样几种可能性,要么拉力与摩擦力反向且相等,做匀速直线运动,要么拉力与摩擦力同向,且拉力比摩擦力大,物体先做匀减速直线运动,减速到零后反向做加速运动,直至B点。不会出现拉力与摩擦力反向,且拉力与摩擦力不相等的情况;或拉力与摩擦力同向,且拉力小于摩擦力的情况,因此选项A、B、D均错误。根据动能定理,物体的动能增量为零,表明拉力与滑动摩擦力做的总功一定为零,选项C正确。
故选:C
【分析】本题考查动能定理,涉及运动学的基础知识和分析讨论。
9.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)一木块沿着高度相同、倾角不同的三个斜面由顶端静止滑下,若木块与各斜面间的动摩擦因数都相同,则滑到底端的动能大小关系是( )
A.倾角小的动能最大 B.倾角大的动能最大
C.三者的动能一样大 D.无法比较
【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】解答:由动能定理 ,由此可知倾角越小动能越小
故选:B
分析:本题难度较小,注意摩擦力大小和摩擦力做功大小的表达
10.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)一个小物块从底端冲上足够长的斜面后,又返回斜面底端.已知小物块的初动能为E,它返回斜面底端的速度大小为v,克服摩擦阻力做功为E/2.若小物块冲上斜面的动能为2E,则物块( )
A.返回斜面底端时的动能为2E
B.返回斜面底端时的动能为3E/2
C.返回斜面底端时的速度大小为
D.返回斜面底端时的速度大小为
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系;动能
【解析】解答:当动能增量2倍,则速度变大 倍,由于物体在斜面上的加速度大小相同,因此上升时位移变大,通过 可知,位移变大2倍,即相同情况下,上升时摩擦力做功变大W=-fs即增加1倍,所以回来时损失的动能比以前的动能增加1倍,即回到出发剩下的动能为2E-E=E,由于返回动能扩大一倍,所以速度变大 倍, C对,ABD错。
故选: C
分析:本题结合了动能定理判断物体的某个力的做功情况。在判断能、做功这一类问题时要注意动能定理的运用
11.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)一物块从固定的斜面体顶端沿斜面匀速滑至底端的过程中,下列说法中正确的是( )
A.此过程中物块的重力势能与动能之和不变
B.物块克服摩擦力做的功小于重力所做的功
C.若物块以更大速度匀速下滑,则物块受到的摩擦力不变
D.若物块以更大速度匀速下滑,则物块受到的摩擦力将变大
【答案】C
【知识点】功的计算;机械能守恒定律
【解析】【解答】固定的斜面体顶端沿斜面匀速滑至底端的过程中,动能不变,因此合外力做功为零,即此过程中物块的重力势能与动能之和减小,物块克服摩擦力做的功等于重力所做的负功,A B错。只要是匀速下滑,重力的沿斜面向下的分量等于滑动摩擦力,所以C对,D错故选: C
【分析】本题结合了动能定理判断物体的某个力的做功情况。在判断能、做功这一类问题时要注意动能定理的运用。
12.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图所示,小球以初速度 从A点沿不光滑的轨道运动到高为 的B点后自动返回,其返回途中仍经过A点,则经过A点的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】解答:从A到B,根据动能定理则 ,回到A点速度为v则
,代入则答案为
故选:B
分析:本题考查了动能定理的理解,通过动能定理将物理过程分解成两个过程,先求出摩擦力做功,然后求解末速度。
13.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图甲所示,静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F作用下,沿x轴方向运动,拉力F随物块所在位置坐标 的变化关系如图乙所示,图线为半圆。则小物块运动到x0处时的动能为( )
A.0 B.Fmx0 C.Fmx0 D.
【答案】C
【知识点】功的计算;动能定理的综合应用
【解析】【解答】根据F-x图像的面积的含义代表其做功,且因为动能定理,合外力做功等于其动能改变量,即末状态的动能大小等于合外力做功即面积大小Ek=W=Fmx0
故选:C
【分析】本题考查了动能定理的含义及其理解,通过F-x图像得到总功的表达式。
14.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图所示,质量为m的滑块从 h高处的a点沿圆弧轨道ab滑入水平轨道bc,滑块与轨道的动摩擦因数相同.滑块在a、c两点时的速度大小均为v,ab弧长与bc长 度相等.空气阻力不计,则滑块从a 到c 的运 动过程中( )
A.小球的动能始终保持不变
B.小球在bc过程克服阻力做的功一定等于mgh/2
C.小球经b点时的速度大于
D.小球经b点时的速度等于
【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】解答:滑块在a、c两点时的速度大小均为v,知滑块先加速后减速.动能先增加后减小.故A错误;对全程运用动能定理得,mgh-Wf=0,全程克服阻力做功等于mgh,因为ab段所受的支持力小于重力,所以所受的摩擦力与bc段不等,克服摩擦力做功不等,且在斜面上克服阻力做功小于在水平面克服阻力做功,则小球在bc过程克服阻力做的功不等于 .故B错误;根据动能定理得:mgh-Wf′= ,因为Wf′< ,所以vb> .故C正确,D错误
故选:C
分析:注意全程动能定理的应用
15.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)静止在粗糙水平面上的物块,受方向相同但大小先后为F1、F2、F3的水平拉力作用,先做匀加速运动、再匀速运动、最后做匀减速运动到停下(F1,F2,F3分别对应上述三个过程)。已知这三个力的作用时间相等,物块与水平面间的动摩擦因数处处相同,则下列说法中正确的有( )
A.这三个力中,F1做功最多
B.加速运动过程中合力做的功大于减速运动过程中克服合力做的功
C.这三个力中,F2做功最多
D.在全过程中,这三个力做的总功为零
【答案】C
【知识点】功的计算;动能定理的综合应用
【解析】【解答】设匀速运动的速度为v,匀加速阶段的位移 ,匀速运动的位移 ,匀减速直线运动的位移为 ,匀加速阶段的力F1较大,W1>W3,匀速直线运动位移较大,W2较大, A错C对;;加速运动合力做功等于动能增量,减速过程克服合力做功等于动能的减小量,两个过程动能变化量大小相等,B错;在全过程中由动能定理,三个力做的总功等于克服摩擦力做的功,D错;
故选:C
【分析】本题注意动能定理的应用,尤其摩擦力做功的表达。
二、填空题(共5小题)
16.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)物体由于 而具有的能量叫做动能
【答案】运动
【知识点】动能
【解析】【解答】物体由于运动而具有的能量叫做动能,
故答案为:运动
【分析】根据课本动能的概念得到
17.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图所示,为质量500克的小球竖直向上抛出后运动的v-t图象,小球在抛出过程中,人对小球做的功为 焦耳,小球在抛出后的4秒内,克服空气阻力所做的功为 焦耳。(g=10m/s2 )
【答案】144;40
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】人对小球做功等于小球动能增量 144J,由图像可求得上抛运动加速度为12m/s2,mg+f=ma,f=2m=1N ,在前4s发生的路程为40m,克服空气阻力做功为1N×40m=40J
故答案为:144J, 40J
【分析】人对小球做功等于小球动能增量,再结合图像得到前4s发生的路程。
18.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图,用长度为L的轻绳悬挂一质量为 m的小球(可以看成质点),先对小球施加一水平作用力F ,使小球缓慢从A运动到B点,轻绳偏 离竖直方向的夹角为θ。在此过程中,力F做的功为 。
【答案】
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】由于小球缓慢运动,动能不变,力F所做的功转化为物体的重力势能的增量mgh=
故答案为:
【分析】本题注意小球缓慢运动时动能不变这一暗含条件。
19.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图所示,某物体在一个与水平方向成θ角的恒力F的作用下做匀加速直线运动,发生的位移为s,在此过程中,恒力F对物体所做的功为 ,若地面光滑,物体动能的变化量为 。
【答案】FScosθ;FScosθ
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】根据功的定义可得恒力F对物体做的功为 ;若地面光滑,根据动能定理, 。
故答案为:FScosθ ; FScosθ
【分析】本题较简单,考察功的概念及动能定理
20.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)一质量为2kg的物体沿倾角为300的斜面从底端以初速度3m/s沿斜面向上滑去,滑至最高点后又返回,返回到底端时速度是1m/s,取重力加速度g=10m/s2,则物体上滑的最大高度为 m;物体与斜面间的摩擦因数μ为 ,上升过程产生的内能为 J;返回低端瞬间的热功率为 W。
【答案】0.25;;4;8
【知识点】功率及其计算;动能定理的综合应用
【解析】【解答】由动能定理可知,上升过程 ,下滑过程 由以上公式联立可知h=0.25m,摩擦力 ,由此可求得动摩擦因数为 ,返回低端瞬间的热功率为
故答案为:0.25m; ; 4J; 8W
【分析】难度较小,明确两个运动过程,注意摩擦力的大小不变,方向发生变化
三、解答题(共5小题)
21.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)2013年1月9日以来,全国中东部地区陷入严重的雾霾和污染天气中,中央气象台将大雾蓝色预警升级至黄色预警,13日10时北京甚至发布了北京气象史上首个霾橙色预警。雾霾天气的形成既有气象原因,也有污染排放原因。汽车尾气排放也是其中罪魁祸首之一。我国政府现在大力提倡绿色出行,骑自行车就是一种低碳环保的出行方式。现有一人骑自行车上坡,坡长200m,坡高10m,人和车的总质量为100kg,人蹬车产生的牵引力为100N。若在坡底时车的速度大小v0=10m/s,到达坡顶速度大小vt=4m/s,若空气阻力的影响忽略不计,求:
(1)上坡过程中人克服摩擦阻力做了多少功?
(2)设自行车上坡过程所受摩擦阻力大小恒定不变,若人不蹬车,在坡底以v0=10m/s的初速度冲上坡,最多能在坡上行驶多远?(g取10m/s2)
【答案】(1)由动能定理得:FL-mgh-Wf= mvt2- mv02
解得Wf =14200J
(2)因为f=Wf /L=71N设最多能行驶的距离为S ,则由动能定理得:-fS -mgS sinθ = - mv02
解得:S=41.3m
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】(1)由动能定理得:FL-mgh-Wf= mvt2- mv02
解得Wf =14200J(2) 因为f=Wf /L=71N
设最多能行驶的距离为S ,则由动能定理得:
-fS -mgS sinθ = - mv02
解得:S=41.3m
【分析】此题通过斜面的问题考查了动能定理。
22.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)质量M=1kg的物体,在水平拉力F的作用下,沿粗糙水平面运动,经过位移4m时,拉力F停止作用,运动到位移是8m时物体停止,运动过程中EK-S的图线如图所示。求:
(1)物体的初速度多大?
(2)物体和平面间的摩擦系数为多大?
(3)拉力F的大小?(g取10m/s2)
【答案】(1)由图可知 ,解得v0=2m/s
(2)撤去F后由动能定理得: ,由图可知 =10J,s2=4m.解得 =0.25
(3)开始从力F作用到停止的过程中,由动能定理得
代入数值可得:F=4.5N
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】(1)由图可知 ,解得v0=2m/s(2) 撤去F后由动能定理得: ,由图可知 =10J,s2=4m.解得 =0.25;(3)开始从力F作用到停止的过程中,由动能定理得
代入数值可得:F=4.5N
【分析】此题考查认知图像的能力及动能定理。
23.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图所示,光滑斜面的倾角为30°,顶端离地面高度为0.2m,质量相等的两个小球A、B用恰好等于斜面长的细绳子相连,使B在斜面顶端,A在斜面底端。现把B稍许移出斜面,使它由静止开始沿斜面的竖直边下落(g取10m/s2)。求:
(1)当B球刚落地时A球的速度。
(2)B球落地后,A球还可沿斜面运动的距离。
【答案】(1)以整体为研究对象,由动能定理可知
(2)对于A球,由 可求得A球还可沿斜面运动的距离为0.1m
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】(1)以整体为研究对象,由动能定理可知 (2)对于A球,由 可求得A球还可沿斜面运动的距离为0.1m
【分析】本题难度较小,由于两物体在任何时刻速度大小相同,因此把两物体看做一个整体处理比较简单
24.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)半径R=1 m的四分之一圆弧轨道下端与一水平轨道连接,水平轨道离地面高度h=0.8 m,如图所示,有一质量m=1.0 kg的小滑块自圆轨道最高点A由静止开始滑下,经过水平轨道末端B,滑块最终落在地面上C点.经测量得x=1.6 m(g取10 m/s2)试求:
(1)不计空气阻力,滑块落在地面上时速度vc多大?方向如何?
(2)滑块在AB轨道上滑行时克服摩擦力做功多少?
【答案】(1)从A到C, ,vc=4 m/s,
(2)从A到B,根据动能定理可知
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】(1)从A到C, ,vc=4 m/s, (2)从A到B,根据动能定理可知
【分析】本题难度较小,根据平抛运动规律求解B点速度和C点速度,特别要考虑的是在整个运动过程中有摩擦力做功,分析B点速度时一定要分段处理
25.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图所示,斜面倾角为 ,滑块质量为 ,滑块与斜面的动摩擦因数为μ,从距挡板为 的位置以 的速度沿斜面向上滑行。设重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力,且每次与P碰撞前后的速度大小保持不变,挡板与斜面垂直,斜面足够长。求滑块从开始运动到最后停止滑行的总路程 。
【答案】由题意可知,物体最后静止在挡板处
对物体受力分析:
物体往返过程中阻力大小不变阻力做的功为
全程应用动能定理:
联立解得:
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】由题意可知,物体最后静止在挡板处
对物体受力【分析】
物体往返过程中阻力大小不变阻力做的功为
全程应用动能定理:
联立解得:
【分析】本题难度较小,阻力做功与位移无关,与路径有关,应用动能定理求解问题时,中间运动不用详细分析,只确定初末状态。
1 / 1人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习
一、选择题(共15小题)
1.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)关于运动物体所受的合外力、合外力做的功、物体的动能变化三者之间的关系,下列说法正确的是( )
A.运动物体所受的合外力不为零,合外力必做功,物体的动能肯定要变化
B.运动物体所受的合外力为零,则物体的动能肯定不变
C.运动物体的动能保持不变,则该物体所受合外力一定为零
D.运动物体所受合外力不为零,则该物体一定做变速运动,其动能一定要变化
2.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)关于动能的理解,下列说法不正确的是( )
A.动能是普遍存在的机械能的一种基本形式,凡是运动物体都具有动能
B.动能总是正值,但对于不同的参考系,同一物体的动能大小是不同的
C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态
3.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)下列说法中,正确的是( )
A.物体的动能不变,则物体所受的外力的合力必定为零
B.物体的动能变化,则物体所受的外力的合力必定不为零
C.物体的速度变化,则物体的动能必定发生变化
D.物体所受的合外力不为零,物体的动能必定发生变化
4.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)物体A和B质量相等,A置于光滑的水平面上,B置于粗糙水平面上,开始时都处于静止状态. 在相同的水平力作用下移动相同的距离,则( )
A.力F对A做功较多,A的动能较大
B.力F对B做功较多,B的动能较大
C.力F对A和B做功相同,A和B的动能相同
D.力F对A和B做功相同,但A的动能较大
5.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)一人用力踢质量为 10 kg的皮球,使球由静止以 20m/s 的速度飞出.假定人踢球瞬间对球平均作用力是 200N ,球在水平方向运动了20m停止.那么人对球所做的功为( )。
A.50 J B.2000J C.500 J D.4 000 J
6.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)物体在外力作用下沿光滑水平地面运动,在物体的速度由0增为v的过程中,外力做功W1,在物体的速度由v增为2v的过程中,外力做功W2,则W1∶W2为( )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4
7.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)一个质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m,这时物体的速度是2m/s,则下列说法中错误的是 ( )
A.合外力对物体做功12J B.手对物体做功12J
C.合外力对物体做功2J D.物体克服重力做功10J
8.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)在粗糙水平面上运动着的物体,从A点开始在大小不变的水平拉力F作用下做直线运动到B点,物体经过A、B点时的速度大小相等。则在此过程中( )
A.拉力的方向一定始终与滑动摩擦力方向相反
B.物体的运动一定不是匀速直线运动
C.拉力与滑动摩擦力做的总功一定为零
D.拉力与滑动摩擦力的合力一定始终为零
9.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)一木块沿着高度相同、倾角不同的三个斜面由顶端静止滑下,若木块与各斜面间的动摩擦因数都相同,则滑到底端的动能大小关系是( )
A.倾角小的动能最大 B.倾角大的动能最大
C.三者的动能一样大 D.无法比较
10.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)一个小物块从底端冲上足够长的斜面后,又返回斜面底端.已知小物块的初动能为E,它返回斜面底端的速度大小为v,克服摩擦阻力做功为E/2.若小物块冲上斜面的动能为2E,则物块( )
A.返回斜面底端时的动能为2E
B.返回斜面底端时的动能为3E/2
C.返回斜面底端时的速度大小为
D.返回斜面底端时的速度大小为
11.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)一物块从固定的斜面体顶端沿斜面匀速滑至底端的过程中,下列说法中正确的是( )
A.此过程中物块的重力势能与动能之和不变
B.物块克服摩擦力做的功小于重力所做的功
C.若物块以更大速度匀速下滑,则物块受到的摩擦力不变
D.若物块以更大速度匀速下滑,则物块受到的摩擦力将变大
12.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图所示,小球以初速度 从A点沿不光滑的轨道运动到高为 的B点后自动返回,其返回途中仍经过A点,则经过A点的速度大小为( )
A. B. C. D.
13.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图甲所示,静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F作用下,沿x轴方向运动,拉力F随物块所在位置坐标 的变化关系如图乙所示,图线为半圆。则小物块运动到x0处时的动能为( )
A.0 B.Fmx0 C.Fmx0 D.
14.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图所示,质量为m的滑块从 h高处的a点沿圆弧轨道ab滑入水平轨道bc,滑块与轨道的动摩擦因数相同.滑块在a、c两点时的速度大小均为v,ab弧长与bc长 度相等.空气阻力不计,则滑块从a 到c 的运 动过程中( )
A.小球的动能始终保持不变
B.小球在bc过程克服阻力做的功一定等于mgh/2
C.小球经b点时的速度大于
D.小球经b点时的速度等于
15.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)静止在粗糙水平面上的物块,受方向相同但大小先后为F1、F2、F3的水平拉力作用,先做匀加速运动、再匀速运动、最后做匀减速运动到停下(F1,F2,F3分别对应上述三个过程)。已知这三个力的作用时间相等,物块与水平面间的动摩擦因数处处相同,则下列说法中正确的有( )
A.这三个力中,F1做功最多
B.加速运动过程中合力做的功大于减速运动过程中克服合力做的功
C.这三个力中,F2做功最多
D.在全过程中,这三个力做的总功为零
二、填空题(共5小题)
16.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)物体由于 而具有的能量叫做动能
17.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图所示,为质量500克的小球竖直向上抛出后运动的v-t图象,小球在抛出过程中,人对小球做的功为 焦耳,小球在抛出后的4秒内,克服空气阻力所做的功为 焦耳。(g=10m/s2 )
18.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图,用长度为L的轻绳悬挂一质量为 m的小球(可以看成质点),先对小球施加一水平作用力F ,使小球缓慢从A运动到B点,轻绳偏 离竖直方向的夹角为θ。在此过程中,力F做的功为 。
19.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图所示,某物体在一个与水平方向成θ角的恒力F的作用下做匀加速直线运动,发生的位移为s,在此过程中,恒力F对物体所做的功为 ,若地面光滑,物体动能的变化量为 。
20.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)一质量为2kg的物体沿倾角为300的斜面从底端以初速度3m/s沿斜面向上滑去,滑至最高点后又返回,返回到底端时速度是1m/s,取重力加速度g=10m/s2,则物体上滑的最大高度为 m;物体与斜面间的摩擦因数μ为 ,上升过程产生的内能为 J;返回低端瞬间的热功率为 W。
三、解答题(共5小题)
21.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)2013年1月9日以来,全国中东部地区陷入严重的雾霾和污染天气中,中央气象台将大雾蓝色预警升级至黄色预警,13日10时北京甚至发布了北京气象史上首个霾橙色预警。雾霾天气的形成既有气象原因,也有污染排放原因。汽车尾气排放也是其中罪魁祸首之一。我国政府现在大力提倡绿色出行,骑自行车就是一种低碳环保的出行方式。现有一人骑自行车上坡,坡长200m,坡高10m,人和车的总质量为100kg,人蹬车产生的牵引力为100N。若在坡底时车的速度大小v0=10m/s,到达坡顶速度大小vt=4m/s,若空气阻力的影响忽略不计,求:
(1)上坡过程中人克服摩擦阻力做了多少功?
(2)设自行车上坡过程所受摩擦阻力大小恒定不变,若人不蹬车,在坡底以v0=10m/s的初速度冲上坡,最多能在坡上行驶多远?(g取10m/s2)
22.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)质量M=1kg的物体,在水平拉力F的作用下,沿粗糙水平面运动,经过位移4m时,拉力F停止作用,运动到位移是8m时物体停止,运动过程中EK-S的图线如图所示。求:
(1)物体的初速度多大?
(2)物体和平面间的摩擦系数为多大?
(3)拉力F的大小?(g取10m/s2)
23.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图所示,光滑斜面的倾角为30°,顶端离地面高度为0.2m,质量相等的两个小球A、B用恰好等于斜面长的细绳子相连,使B在斜面顶端,A在斜面底端。现把B稍许移出斜面,使它由静止开始沿斜面的竖直边下落(g取10m/s2)。求:
(1)当B球刚落地时A球的速度。
(2)B球落地后,A球还可沿斜面运动的距离。
24.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)半径R=1 m的四分之一圆弧轨道下端与一水平轨道连接,水平轨道离地面高度h=0.8 m,如图所示,有一质量m=1.0 kg的小滑块自圆轨道最高点A由静止开始滑下,经过水平轨道末端B,滑块最终落在地面上C点.经测量得x=1.6 m(g取10 m/s2)试求:
(1)不计空气阻力,滑块落在地面上时速度vc多大?方向如何?
(2)滑块在AB轨道上滑行时克服摩擦力做功多少?
25.(人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习)如图所示,斜面倾角为 ,滑块质量为 ,滑块与斜面的动摩擦因数为μ,从距挡板为 的位置以 的速度沿斜面向上滑行。设重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力,且每次与P碰撞前后的速度大小保持不变,挡板与斜面垂直,斜面足够长。求滑块从开始运动到最后停止滑行的总路程 。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】物体做匀速圆周运动,合外力不为零,但合外力不做功,所以动能不变,ACD错。运动物体所受的合外力为零,因此合外力做功为零,则物体的动能肯定不变,B对。
故选:B
【分析】本题考查了对动能定理的理解,其中匀速圆周运动是其中一个比较特殊的例子
2.【答案】D
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】动能是普遍存在的机械能的一种基本形式,凡是运动物体都具有动能,选项A正确;动能总是正值,但对于不同的参考系,同一物体的动能大小是不同的,选项B正确;由动能可知一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化,选项C正确;动能不变的物体,速度方向可能发生变化,选项D错误
故选:D
【分析】本题难度较小,只要是能量都是标量,动能大小只与速度大小有关,与速度方向无关
3.【答案】B
【知识点】动能
【解析】【解答】动能是标量,可能速度方向发生变化,所以动能不变,合力可能不为零,A错误,物体的动能发生变化,则速度一定发生变化,所以合力必定不为零,B正确,物体的速度发生变化,有可能只是方向变化,所以物体的动能不一定变化,C错误,物体的合力不为零,则可能导致速度方向发生变化,所以动能不一定变化,D错误
故选:B
【分析】需要知道动能是标量,速度是矢量,当速度方向发生变化时,动能不变
4.【答案】D
【知识点】功的计算;动能定理的综合应用
【解析】【解答】根据W=Fs,相同作用力,相同位移做功肯定一样,所以AB错。在粗糙地面上外力还要克服摩擦力做功,所以根据动能定理,动能增量要小于光滑水平面,所以D对
故选:D
【分析】此类题型考察了动能定理的理解,合外力做功使物体动能变化。
5.【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】本题要注意排除干扰,由动能定理求出人对球所做的功.
瞬间力做功 ;
故选:B
【分析】本题为初学功的同学的易错题,在此要注意理解功的定义;球运动的20m的位移内,人对球的力已经不再作用了,所以用W=FL求一定是错误的.
6.【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】解答:由动能定理可得 , ,所以
故选:C
分析:在运用动能定理分析问题时,一定要注意过程中的始末状态
7.【答案】A
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】解答:手将1kg的物体提起1m,则物体的重力势能增加W=mgh=10J,物体的速度变为2m/s,则物体的动能增加为- 即2J,手对物体做的功等于物体的重力势能的增加量和动能增加量之和,故手对物体做工12J,根据动能定理,合外力做功等于物体的动能变化量,所以合力做功2J.物体克服重力做功等于物体的重力势能增加量,所以为10J
故选:A
分析:注意合外力的功等于物体动能的改变量
8.【答案】C
【知识点】功的计算;动能
【解析】【解答】物体在A、B点时的速度大小相等,表明物体的运动形式有这样几种可能性,要么拉力与摩擦力反向且相等,做匀速直线运动,要么拉力与摩擦力同向,且拉力比摩擦力大,物体先做匀减速直线运动,减速到零后反向做加速运动,直至B点。不会出现拉力与摩擦力反向,且拉力与摩擦力不相等的情况;或拉力与摩擦力同向,且拉力小于摩擦力的情况,因此选项A、B、D均错误。根据动能定理,物体的动能增量为零,表明拉力与滑动摩擦力做的总功一定为零,选项C正确。
故选:C
【分析】本题考查动能定理,涉及运动学的基础知识和分析讨论。
9.【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】解答:由动能定理 ,由此可知倾角越小动能越小
故选:B
分析:本题难度较小,注意摩擦力大小和摩擦力做功大小的表达
10.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系;动能
【解析】解答:当动能增量2倍,则速度变大 倍,由于物体在斜面上的加速度大小相同,因此上升时位移变大,通过 可知,位移变大2倍,即相同情况下,上升时摩擦力做功变大W=-fs即增加1倍,所以回来时损失的动能比以前的动能增加1倍,即回到出发剩下的动能为2E-E=E,由于返回动能扩大一倍,所以速度变大 倍, C对,ABD错。
故选: C
分析:本题结合了动能定理判断物体的某个力的做功情况。在判断能、做功这一类问题时要注意动能定理的运用
11.【答案】C
【知识点】功的计算;机械能守恒定律
【解析】【解答】固定的斜面体顶端沿斜面匀速滑至底端的过程中,动能不变,因此合外力做功为零,即此过程中物块的重力势能与动能之和减小,物块克服摩擦力做的功等于重力所做的负功,A B错。只要是匀速下滑,重力的沿斜面向下的分量等于滑动摩擦力,所以C对,D错故选: C
【分析】本题结合了动能定理判断物体的某个力的做功情况。在判断能、做功这一类问题时要注意动能定理的运用。
12.【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】解答:从A到B,根据动能定理则 ,回到A点速度为v则
,代入则答案为
故选:B
分析:本题考查了动能定理的理解,通过动能定理将物理过程分解成两个过程,先求出摩擦力做功,然后求解末速度。
13.【答案】C
【知识点】功的计算;动能定理的综合应用
【解析】【解答】根据F-x图像的面积的含义代表其做功,且因为动能定理,合外力做功等于其动能改变量,即末状态的动能大小等于合外力做功即面积大小Ek=W=Fmx0
故选:C
【分析】本题考查了动能定理的含义及其理解,通过F-x图像得到总功的表达式。
14.【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】解答:滑块在a、c两点时的速度大小均为v,知滑块先加速后减速.动能先增加后减小.故A错误;对全程运用动能定理得,mgh-Wf=0,全程克服阻力做功等于mgh,因为ab段所受的支持力小于重力,所以所受的摩擦力与bc段不等,克服摩擦力做功不等,且在斜面上克服阻力做功小于在水平面克服阻力做功,则小球在bc过程克服阻力做的功不等于 .故B错误;根据动能定理得:mgh-Wf′= ,因为Wf′< ,所以vb> .故C正确,D错误
故选:C
分析:注意全程动能定理的应用
15.【答案】C
【知识点】功的计算;动能定理的综合应用
【解析】【解答】设匀速运动的速度为v,匀加速阶段的位移 ,匀速运动的位移 ,匀减速直线运动的位移为 ,匀加速阶段的力F1较大,W1>W3,匀速直线运动位移较大,W2较大, A错C对;;加速运动合力做功等于动能增量,减速过程克服合力做功等于动能的减小量,两个过程动能变化量大小相等,B错;在全过程中由动能定理,三个力做的总功等于克服摩擦力做的功,D错;
故选:C
【分析】本题注意动能定理的应用,尤其摩擦力做功的表达。
16.【答案】运动
【知识点】动能
【解析】【解答】物体由于运动而具有的能量叫做动能,
故答案为:运动
【分析】根据课本动能的概念得到
17.【答案】144;40
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】人对小球做功等于小球动能增量 144J,由图像可求得上抛运动加速度为12m/s2,mg+f=ma,f=2m=1N ,在前4s发生的路程为40m,克服空气阻力做功为1N×40m=40J
故答案为:144J, 40J
【分析】人对小球做功等于小球动能增量,再结合图像得到前4s发生的路程。
18.【答案】
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】由于小球缓慢运动,动能不变,力F所做的功转化为物体的重力势能的增量mgh=
故答案为:
【分析】本题注意小球缓慢运动时动能不变这一暗含条件。
19.【答案】FScosθ;FScosθ
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】根据功的定义可得恒力F对物体做的功为 ;若地面光滑,根据动能定理, 。
故答案为:FScosθ ; FScosθ
【分析】本题较简单,考察功的概念及动能定理
20.【答案】0.25;;4;8
【知识点】功率及其计算;动能定理的综合应用
【解析】【解答】由动能定理可知,上升过程 ,下滑过程 由以上公式联立可知h=0.25m,摩擦力 ,由此可求得动摩擦因数为 ,返回低端瞬间的热功率为
故答案为:0.25m; ; 4J; 8W
【分析】难度较小,明确两个运动过程,注意摩擦力的大小不变,方向发生变化
21.【答案】(1)由动能定理得:FL-mgh-Wf= mvt2- mv02
解得Wf =14200J
(2)因为f=Wf /L=71N设最多能行驶的距离为S ,则由动能定理得:-fS -mgS sinθ = - mv02
解得:S=41.3m
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】(1)由动能定理得:FL-mgh-Wf= mvt2- mv02
解得Wf =14200J(2) 因为f=Wf /L=71N
设最多能行驶的距离为S ,则由动能定理得:
-fS -mgS sinθ = - mv02
解得:S=41.3m
【分析】此题通过斜面的问题考查了动能定理。
22.【答案】(1)由图可知 ,解得v0=2m/s
(2)撤去F后由动能定理得: ,由图可知 =10J,s2=4m.解得 =0.25
(3)开始从力F作用到停止的过程中,由动能定理得
代入数值可得:F=4.5N
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】(1)由图可知 ,解得v0=2m/s(2) 撤去F后由动能定理得: ,由图可知 =10J,s2=4m.解得 =0.25;(3)开始从力F作用到停止的过程中,由动能定理得
代入数值可得:F=4.5N
【分析】此题考查认知图像的能力及动能定理。
23.【答案】(1)以整体为研究对象,由动能定理可知
(2)对于A球,由 可求得A球还可沿斜面运动的距离为0.1m
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】(1)以整体为研究对象,由动能定理可知 (2)对于A球,由 可求得A球还可沿斜面运动的距离为0.1m
【分析】本题难度较小,由于两物体在任何时刻速度大小相同,因此把两物体看做一个整体处理比较简单
24.【答案】(1)从A到C, ,vc=4 m/s,
(2)从A到B,根据动能定理可知
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】(1)从A到C, ,vc=4 m/s, (2)从A到B,根据动能定理可知
【分析】本题难度较小,根据平抛运动规律求解B点速度和C点速度,特别要考虑的是在整个运动过程中有摩擦力做功,分析B点速度时一定要分段处理
25.【答案】由题意可知,物体最后静止在挡板处
对物体受力分析:
物体往返过程中阻力大小不变阻力做的功为
全程应用动能定理:
联立解得:
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】由题意可知,物体最后静止在挡板处
对物体受力【分析】
物体往返过程中阻力大小不变阻力做的功为
全程应用动能定理:
联立解得:
【分析】本题难度较小,阻力做功与位移无关,与路径有关,应用动能定理求解问题时,中间运动不用详细分析,只确定初末状态。
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