8.3 动能和动能定理 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第二册

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名称 8.3 动能和动能定理 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第二册
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-03-04 18:31:03

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8.3 动能和动能定理 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第二册
一、单选题
1.如图(a)所示,一物块以一定速度沿倾角为30°的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小f恒定物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示,重力加速度大小取,物块质量m和所受摩擦力大小f分别为(  )
A. B.
C. D.
2.如图1所示,质量为8kg的物体在水平推力作用下从静止开始运动,推力F随位移x变化的情况如图2所示,运动10m后撤去推力F。已知物体与地面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是(  )
A.从开始运动到停止运动,物体的位移为18m
B.物体在x=5m时速度最大,最大速度为6m/s
C.物体在运动过程中的加速度大小先减小后不变
D.全程推力做功480J
3.一物体做变速运动时,下列说法中正确的是(  )
A.物体所受合外力一定不为零
B.合外力一定对物体做功,使物体动能改变
C.合外力一定对物体做功,但物体动能可能不变
D.物体的加速度可能为零
4.如图所示,人通过滑轮将质量为m的物体,沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面,物体上升的高度为h时,速度为v。则在此过程中( )
A.物体所受的合力做功等于 B.物体所受的合力做功等于
C.人的拉力做功等于 D.人的拉力做功小于
5.如图所示,在距水平地面H和4H高度处,同时将质量相同的a、b两小球以相同的初速度水平抛出,则以下判断正确的是(  )
A.a、b两小球同时落地
B.两小球落地速度大小相同
C.a、b两小球水平位移之比为1:2
D.a、b两小球水平位移之比为1:4
6.跳伞运动非常惊险,被世人誉为“勇敢者的运动”。假设质量为m的跳伞运动员由静止开始下落,在打开伞之前受恒定的阻力作用,下落的加速度为a,重力加速度为g,则在运动员竖直下落h的过程中,下列说法正确的是(  )
A.运动员的重力势能增加了mgh
B.运动员克服阻力所做的功为mah
C.合力对运动员做的功为
D.运动员的动能增加了mah
7.如图所示,质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上,质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上,使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为,小物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离为x。此过程中,以下结论正确的是(  )
A.小物块到达小车最右端时具有的动能为
B.小物块到达小车最右端时,小车具有的动能为
C.小物块克服摩擦力所做的功为
D.小物块克服摩擦力所做的功为
8.如图所示,斜面倾角为θ=37°,物体1放在斜面紧靠挡板处,物体1和斜面间动摩擦因数为μ=0.5,一根不可伸长的柔质轻绳跨过光滑轻质的小定滑轮,绳一端固定在物体1上,另一端固定在物体2上,斜面上方的轻绳与斜面平行物体2下端固定一长度为h的轻绳,轻绳下端拴在小物体3上,物体1、2、3的质量之比为4:1:5,开始时用手托住小物体3,小物体3到地面的高度也为h,此时各段轻绳刚好拉紧,已知物体触地后立即停止运动、不再反弹,重力加速度为g=10m/s ,物体3从静止突然放手后,物体1沿面上滑的最大距离为(  )
A.3h B.h C.2h D.h
二、多选题
9.关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化,下列说法正确的是(  )
A.运动物体所受的合力不为零,合力必做功,物体的动能一定要变化
B.运动物体所受的合力为零,则物体的动能一定不变
C.运动物体的动能保持不变,则该物体所受合力不一定为零
D.运动物体所受合力不为零,则该物体一定做变速运动
10.空降兵在某次跳伞训练中,打开伞之前的运动可视为匀加速直线运动,其加速度为a,下降的高度为h,伞兵和装备系统的总质量为m,重力加速度为g。则下降h的过程中,伞兵和装备系统的(  )
A.重力势能减少了mah B.重力势能减少了mgh
C.动能增加了mah D.动能增加了mgh
11.甲、乙两个质量相同的物体,用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s。如图所示,甲在光滑面上,乙在粗糙面上,则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是(  )

A.力F对甲物体做功多
B.力F对甲、乙两个物体做的功一样多
C.甲物体获得的动能比乙大
D.甲、乙两个物体获得的动能相同
12.如图甲所示,质量m=2 kg的物体以100 J的初动能在粗糙的水平地面上滑行,其动能Ek随位移x变化的关系图象如图乙所示,则下列判断中正确的是( )
A.物体运动的总位移大小为10 m
B.物体运动的加速度大小为10 m/s2
C.物体运动的初速度大小为10 m/s
D.物体所受的摩擦力大小为10 N
三、解答题
13.如图,两座雪坡AB、CD高度分别为和,倾角均为,滑雪道从较高的坡顶A延伸到较低的坡顶D,中间的水平雪道BC的长度L=70m,一滑雪者从A处静止开始下滑,经到达B点。已知滑雪板与雪道的动摩擦因数均为,在两雪坡交界B处和C处均用一小段光滑圆弧连接,不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8。g取。
(1)求滑雪者从AB段下滑过程中加速度的大小;
(2)求的值;
(3)若调节滑雪者的初速度大小,使滑雪者从A到D的时间最长,求从C点滑上雪坡时的速度大小。
14.如图所示,光滑固定斜面AB的倾角,BC为水平面,BC长度lBC=1.1m,CD为光滑的圆弧,半径R=0.6m。一个质量m=2kg的物体,从斜面上A点由静止开始下滑,物体与水平面BC间的动摩擦因数,轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时,继续竖直向上运动,最高点距离D点的高度h=0.2m。不计空气阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2。求:
(1)物体运动到C点时的速度大小;
(2)A点距离水平面的高度H;
(3)物体最终停止的位置到C点的距离s。
15.如图所示,人骑摩托车做特技表演时,以的初速度冲向高台,然后从高台水平飞出。若摩托车冲向高台的过程中以的额定功率行驶,冲到高台上所用时间,人和车的总质量,台高,摩托车的落地点到高台的水平距离。不计空气阻力,g取。求:
(1)摩托车从高台飞出到落地所用时间,
(2)摩托车落地时速度;
(3)摩托车冲上高台过程中克服摩擦力所做的功。
参考答案
1.A
0~10m内物块上滑,由动能定理得
整理得
结合0~10m内的图像得,斜率的绝对值
10~20 m内物块下滑,由动能定理得
整理得
结合10~20 m内的图像得,斜率
联立解得
故选A。
2.D
AD.图线与横轴所围图形的面积表示推力做的功,对整个过程根据动能定理有
可得
故A错误,D正确;
B.当外力与摩擦力相等时,加速度为零,速度达到最大,即
结合图2可得,当外力F为40N时,物体的位移为6m,根据动能定理可得
解得
故B错误;
C.0~2m,推力不变,加速度不变;2m~6m,推力大于摩擦力,随着推力减小,加速度减小;6m~10m,摩擦力大于推力,随着推力减小,加速度反向增大;10m~12m,物体只受摩擦力,加速度不变,故C错误。
故选D。
3.A
AD.物体作变速运动时,则加速度一定不为零,所以合外力一定不为零,故A正确,D错误;
BC.当合外力的方向始终与速度的方向垂直时,合外力对物体不做功,物体动能不变,如匀速圆周运动,故BC错误。
故选A。
4.B
AB.根据动能定理,物体所受的合力做功等于物体的动能变化量,即为,故A错误,B正确;
CD.根据动能定理
则人的拉力做功等于
故CD错误。
故选B。
5.C
A.两个小球在竖直方向上做自由落体运动,所以有
可得
两球平抛运动的高度之比为1:4,则下落的时间之比为1:2,故A错误;
B.两个小球从抛出到落地只受到重力做功,所以根据动能定理可得
可得
因为两球抛出时的高度不同,所以落地速度大小也不相同,故B错误;
CD.根据
可知两球的初速度相同,时间之比为1:2,则水平位移之比也为1:2,故C正确,D错误。
故选C。
6.D
A.运动员的重力势能减小了mgh,选项A错误;
B.根据牛顿第二定律
运动员克服阻力所做的功为
Wf=fh=(mg-ma)h
选项B错误;
CD.合力对运动员做的功为,根据动能定理可知,运动员的动能增加了mah,选项C错误,D正确。
故选D。
7.B
A.小物块水平方向受到拉力F和摩擦力的作用,根据动能定理
故A错误;
B.小车相对地面的位移为x,水平方向仅受小物块对小车的摩擦力,根据动能定理
故B正确;
CD.小物块相对地面的位移为,则克服摩擦力做的功为
故CD错误。
故选B。
8.D
对物块1,开始向上滑动时,重力沿斜面方向的分力与摩擦力的合力
+
方向沿绳向下,设3触地时刻的速度为,因1,2,3在同一条绳上,从开始放手到3触地的过程,对系统应用动能定理有
3触地以后立刻停止,设2触地之前1停止运动,且在3触地以后运动的距离为s再次应用动能定理
解得
全过程
故ABC错误,D正确。
故选D。
9.BCD
A.由功的公式知,合力不为零,但若,合力的功也为零,故A错误。
B.若合力为零,则合力的功也为零,由动能定理
合力做的总功必为零,则物体的动能不发生改变,故B正确;
C.运动物体的动能保持不变,则该物体所受合力不一定为零,如匀速圆周运动,速度不变,动能不变,但合外力不为零,故C正确;
D.运动物体所受合力不为零,根据牛顿第二定律可知,加速度不为零,则该物体一定做变速运动,故D正确。
故选BCD。
10.BC
AB.系统的高度下降了h,重力做功为mgh,所以重力势能减小了mgh,故B正确,A错误;
CD.系统做匀加速直线运动,速度增大,动能增加,由牛顿第二定律知,系统所受的合力
F=ma
由动能定理知动能的增加量等于合力做功,为mah,故C正确,D错误。
故选BC。
11.BC
AB.由W=Fs知,拉力的大小相同,物体的位移也相同,所以拉力对两物体做的功一样多,故A错误B正确;
CD.由动能定理可以知道,在光滑水平面上的木块,拉力对物体做的功等于物体的动能变化,在粗糙水平面上的木块,拉力对物体做正功的同时,摩擦力对物体做了负功,所以在光滑水平面上的物体获得的动能要大于在粗糙水平面上物体的动能,故C正确。D错误
故选BC。
12.ACD
A.由图乙可知物体运动的总位移大小为10 m,故A正确;
BD. 由动能定理得:
-fx=ΔEk=-100 J,
则:
f=10 N,
由牛顿第二定律得:
f=ma,
则:
a==5 m/s2,
故B错误,D正确;
C. 物体的初动能:
Ek0==100 J,

v0==10 m/s,
故C正确;
故选:ACD
13.(1);(2)0.25;(3)
(1)根据位移公式有
解得
(2)对滑雪者进行分析有

解得
(3)从A到D的总路程一定,若经历时间最长,则平均速率最小,可知此时滑雪者到达D点速度恰好为0,则有
解得
14.(1)4m/s;(2)1.02m;(3)0.4m
(1)物体由C点运动到最高点,根据动能定理得
代入数据解得
(2)物体由A点运动到C点,根据动能定理得
代入数据解得
H=1.02m
(3)从物体开始下滑到最终停止,根据动能定理得
代入数据,解得
由于
所以物体最终停止的位置到C点的距离为0.4m位置。
15.(1)1.0s;(2),方向与水平方向夹角为向下;(3)
(1)摩托车在空中做平抛运动,则有
所以
(2)水平方向做匀速运动,则有
竖直方向做自由落体运动,则
摩托车落地时的速度大小
设落地时与水平方向的夹角为,则

故落地时速度方向与水平方向夹角为向下。
(3)摩托车冲上高台过程中,根据动能定理
代入数据解得
所以,冲上高台过程中摩托车克服摩擦力所做的功为。
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