高中物理人教版必修二假期作业：第7章-7动能和动能定理+Word版含解析

1．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
【解析】　公式W＝ΔEk中W为合外力做的功，也可以是各力做功的代数和，A错，B对；动能不变，只能说明合外力的总功W＝0，动能定理仍适用，C错；动能定理既适用于恒力做功，也可适用于变力做功，D项错误．
【答案】　B
2．下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系，正确的是
(　　)
A．如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零
B．如果合力对物体做的功为零，则合力一定为零
C．物体在合力作用下做匀变速直线运动，则动能在一段过程中变化量一定不为零
D．如果物体的动能不发生变化，则物体所受合力一定是零
【解析】　功是力与物体在力的方向上发生的位移的乘积，如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零，A正确；如果合力对物体做的功为零，可能是合力不为零，而是物体在力的方向上的位移为零，B错误；竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，在上升和下降阶段经过同一位置时动能相等，动能在这段过程中变化量为零，C错误；动能不变化，只能说明速度大小不变，但速度方向有可能变化，因此合力不一定为零，D错误．
【答案】　A
3．一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v(方向与原来相反)，在这段时间内，水平力所做的功为(　　)
A.mv2　　　　　　　 B．－mv2
C.mv2 D．－mv2
【解析】　由动能定理得：WF＝m(－2v)2－mv2＝mv2，A正确．
【答案】　A
4．(多选)(·徐州高一检测)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7-7-6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(　　)
图7-7-6
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
【解析】　由功的公式W＝Flcos α＝F·s可知，两种情况下力F对甲、乙两个物体做的功一样多，A错误、B正确；根据动能定理，对甲有Fs＝Ek1，对乙有，Fs—fs＝Ek2，可知Ek1＞Ek2，即甲物体获得的动能比乙大，C正确，D错．
【答案】　BC
5. (·岳阳高一检测)有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图7-7-7所示，如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是(　　)
图7-7-7
A．木块所受的合力为零
B．因木块所受的力都不对其做功，所以合力做的功为零
C．重力和摩擦力做的功代数和为零
D．重力和摩擦力的合力为零
【解析】　物体做曲线运动，速度方向变化，加速度不为零，合外力不为零，A错；速率不变，动能不变，由动能定理知，合外力做功为零，支持力始终不做功，重力做正功，所以重力做的功与阻力做的功代数和为零，但重力和阻力的合力不为零，C对，B、D错．
【答案】　C
6．(·唐山高一检测)物体在合外力作用下做直线运动的v-t图象如图7-7-8所示．下列表述正确的是(　　)
图7-7-8
A．在0～1 s内，合力做正功
B．在0～2 s内，合力总是做负功
C．在1～ 2 s内，合力不做功
D．在0～3 s内，合力总是做正功
【解析】　0～1 s内物体的速度增加，物体的动能也一直增加，该过程合力一直做正功，A对；同理，0～2 s内合力先做正功，后做负功，总功为正，B错；1～2 s内合力做负功，C错；0～3 s内物体的速度先增大后减小，动能先增后减，合力先做正功，后做负功，全过程不做功，D错．
【答案】　A
7．(多选)(·吉林实验中学高一期末)如图7-7-9所示，一个小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动．小环从最高点A滑到最低点B的过程中，小环线速度大小的平方v2随下落高度h的变化图象可能是图中的(　　)
图7-7-9
【解析】　对小球由动能定理得mgh＝mv2－mv，则v2＝2gh＋v，当v0＝0时，B正确；当v0≠0时，A正确．
【答案】　AB
8．如图7-7-10所示，一物体由A点以初速度v0下滑到底端B，它与挡板B做无动能损失的碰撞后又滑回到A点，其速度正好为零．设A、B两点高度差为h，则它与挡板碰前的速度大小为(　　)
图7-7-10
A. 
B.
C. 
D.
【解析】　设整个滑动过程中物体所受摩擦力大小为Ff，(此力大小不变，下滑时方向向上，上滑时方向向下)．斜面长为s，则对物体由A→B→A的整个过程运用动能定理，得－2Ffs＝－mv.同理，对物体由A到B运用动能定理，设物体与挡板碰前速度为v，则mgh－Ffs＝mv2－mv，解得v＝.C正确．
【答案】　C
9．质量为m的小球用长度为L的轻绳系住，在竖直平面内做圆周运动，运动过程中小球受空气阻力作用．已知小球经过最低点时轻绳受的拉力为7mg，经过半周小球恰好能通过最高点，则此过程中小球克服空气阻力做的功为
(　　)
A.　　 B.　　
C.　　 D．mgL
【解析】　小球经过最低点时，有FN－mg＝，解得v1＝.
小球恰好能通过最高点，有
mg＝，解得v2＝.
根据动能定理－mg·2L－Wf＝mv－mv，解得小球克服空气阻力做功Wf＝mgL，所以C对．
【答案】　C
10．(多选)物体沿直线运动的v-t图象如图7-7-11所示，已知在第1秒内合力对物体做功为W，则(　　)
图7-7-11
A．从第1秒末到第3秒末合力做功为4W
B．从第3秒末到第5秒末合力做功为－2W
C．从第5秒末到第7秒末合力做功为W
D．从第3秒末到第4秒末合力做功为－0.75W
【解析】　由题中图象可知物体速度变化情况，根据动能定理得第1 s内：W＝mv2，
第1 s末到第3 s末：W1＝mv2－mv2＝0，A错；
第3 s末到第5 s末：W2＝0－mv2＝－W，B错；
第5 s末到第7 s末：W3＝m(－v)2－0＝W，C正确；
第3 s末到第4 s末：W4＝m()2－mv2＝－0.75W，D正确．
【答案】　CD
11．如图7-7-12所示，在距沙坑表面高h＝8 m处，以v0＝22 m/s的初速度竖直向上抛出一质量m＝0.5 kg的物体，物体落到沙坑并陷入沙坑d＝0.3 m深处停下．若物体在空中运动时的平均阻力是重力的0.1倍(g＝10 m/s2)．求：
(1)物体上升到最高点时离开沙坑表面的高度H；
(2)物体在沙坑中受到的平均阻力F是多少？
图7-7-12
【解析】　(1)物体上升到最高点时离抛出点h′，
由动能定理得－(mg＋f)h′＝0－mv①
f＝0.1mg②
由①②并代入数据得h′＝22 m
离开沙坑的高度H＝8＋h′＝30 m
(2)物体在沙坑中受到的平均阻力为F，
从最高点到最低点的全过程中：
mg(H＋d)－fH－Fd＝0
代入数据得F＝455 N
【答案】　(1)30 m　(2)455 N
12．如图7-7-13所示，滑雪者从高为H的山坡上A点由静止下滑，到B点后又在水平雪面上滑行，最后停止在C点．A、C两点的水平距离为s，求滑雪板与雪面间的动摩擦因数μ.
图7-7-13
【解析】　分别选开始滑动时的A点和停止时的C点为始、末状态，以滑雪者为研究对象．在这两个状态，研究对象的动能都为零，所以动能的变化量ΔEk＝0.
在运动过程中，滑雪者在重力方向上的位移为H，故重力做功WG＝mgH.
滑雪者克服滑动摩擦力做功，摩擦力方向始终与滑雪者的运动方向相反，即做负功．
在山坡上摩擦力做功：W1＝－f1s1＝－μmgcos θ.
在水平雪面上摩擦力做功：
W2＝－f2s2＝－μmg(s－cosθ)．
在整个过程中，外力做的总功为
W＝WG＋W1＋W2＝mgH－μmgcos θ－μmg(s－cos θ)＝mgH－μmgs.
根据动能定理，mgH－μmgs＝0，解得μ＝.
【答案】　μ＝