2020年人教版高中物理必修2第七章第七节动能定理练习题(含答案）

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2020年人教版高中物理必修2第七章第七节动能定理练习题
一、选择题
1、质量为的物体，在变力的作用下沿轴做直线运动，力随位移的变化情况如图所示。物体在处，速度为，假设物体只受力的作用，则物体运动到处时，速度大小为（
）
A．
B．
C．
D．
2、物体沿直线运动的v-t图象如图所示,已知在第1秒内合外力对物体所做的功为W,则(
)
A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为0
B．从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2W
C．从第5秒末到第7秒末合外力做功为-W
D．从第1秒末到第5秒末合外力做功为3W
3、某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动，其中F1与加速度a的方向相同，F2与速度v的方向相同，F3与速度v的方向相反，则在减速过程中，下列说法错误的是（
）
A．F1对物体做正功
B．F2对物体做正功
C．F3对物体做负功
D．合外力对物体做负功
4、对于质量一定的物体，下面说法正确的是（
）
A．物体的速度发生变化，动能一定变化
B．物体的动能发生变化，速度一定变化
C．物体的速度不变，动能可能改变
D．物体的动能不变，速度一定不变
5、一个物体沿直线运动，其v-t图如图所示,已知在前2s合外力对物体做的功为W,则（
）
A．从第1s末到第2s末合外力做功为W
B．从第3s末到第5s末合外力做功为W
C．从第5s末到第7s末合外力做功为W
D．从第3s末到第5s末合外力做功为-W
6、一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则力F所做的功为(　
　)
A．mglcos
θ
B．Flsin
θ
C．mgl(1－cos
θ)
D．Fl
7、一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x关系的图线是(
)
A．
B．
C．
D．
8、A和B两物体质量相同，沿同一斜面从底端开始向上运动，初动能，两物体与斜面间的动摩擦因数相同，克服摩擦力做功分别为、，它们上滑到同一高度时的动能分别为、，则（
）
A．，
B．，
C．，
D．，
9、一空盒以某一初速度在水平面上滑行，滑行的最远距离为L．现往空盒中倒入沙子，使空盒与沙子的总质量为原来空盒的3倍，仍以原来的初速度在水平面上滑行，此时滑行的最远距离为（　　）
A．
B．
C．L
D．3L
10、如图甲所示，某物体以一定的初速度沿倾角为的斜面向上滑行，最后又回到出发点。物体与斜面间的动摩擦因数恒定，取。在此过程中，其动能随物体到斜面底端距离的变化关系如图乙所示，（，）则物体的质量为（
）
A．
B．
C．
D．
11、如图所示，质量为m的小球（可看作质点）沿竖直放置的半径为R的固定光滑圆环轨道内侧运动。若小球通过最高点时的速率为，则下列说法中正确的是（
）
A.
小球通过最高点时只受到重力作用
B.
小球通过最高点时对圆环的压力大小为mg
C.
小球通过最低点时的速率为
D.
小球通过最低点时对圆环的压力大小为6mg
12、下面关于静摩擦力和滑动摩擦力的表述正确的是（
）
A．静止的物体和运动的物体都可能受到静摩擦力，但只有运动的物体才可能受到滑动摩擦力
B．静摩擦力方向可以与该摩擦力的受力物体的运动方向成任何角度，滑动摩擦力方向只能与该摩擦力的受力物体的运动方向相同或相反。
C．静摩擦力既可以做正功，又可以做负功，还可以不做功，但滑动摩擦力不可能不做功。
D．一对相互作用的静摩擦力做功之和一定为零，一对相互作用的滑动摩擦力做功之和一定为负值。
13、（多选）在粗糙水平地面上的物块(视为质点)在水平拉力作用下向右运动，经过一段时间后撤去拉力。物体在整个运动过程中的速度的二次方随位移的变化规律如图所示。已知物块的质量为2kg，取g＝10m/s2．下列说法正确的是
(
)
A．拉力作用的时间为3s
B．物块运动过程的平均速度大小为9m/s
C．物块与地面间的动摩擦因数为0.6
D．拉力做的功为36J
二、计算题
14、如图所示，光滑的1/4圆弧的半径R=0.4
m，有一质量m=2.0
kg的物体自圆弧的最高点A处从静止开始下滑到B点，然后沿粗糙的水平面前进一段距离s=4
m，到达C点停止。
(g取10
m/s2)
求：
（1）物体到达B点时的速率v；
（2）水平面的动摩擦因数μ
15、新能源电瓶车在平直路面上由静止开始以的加速度匀加速启动，经过4s达到额定功率，随后电瓶车保持该额定功率继续行驶了6s达到最大速度，设电瓶车受到的阻力恒定，大小为车重的，重力加速度g取，求：
（1）电瓶车在平直路面上行驶的最大速度的大小；
（2）电瓶车由静止开始至达到最大速度所行驶的位移大小。
16、如图所示，光滑半圆形轨道处于暨直平面内，半圆形轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A.一质量为m的小球在水平地面上C点受水平向左的恒力F由静止开始运动，当运动到A点时撒去恒力F，小球沿竖直半圆形轨道运动到轨道最高点B点，最后又落在水平地面上的D点(图中未画出).已知A、C间的距离为L，重力加速度为g.
(1)若轨道半径为R，求小球到达半圆形轨道B点时对轨道的压力FN的大小；
(2)为使小球能站动到轨道最高点B，求轨道半径的最大值；
(3)轨道半径R多大时，小球在水平地面上的落点D到A点距离最大?最大距离是多少?
参考答案
一、选择题
1、【答案】B
【解析】
根据F-x图可知，力F随位移变化关系图像与横轴所围“面积”表示功，可知力做功
由动能定理可得
解得，故选项B正确。
故选择B。
2、【答案】A
【解析】
A.物体动能的改变量等于合外力对物体做的功，从第1秒末到第3秒末物体速度不变，动能不变，所以合外力做功为0，A正确
B.从初始时刻到第5秒末，动能变化量为零，合力做功为零。由于第1秒内合外力对物体所做的功为W，所以第3秒末到第5秒末合外力做功为-W，B错误
C.从第5秒末到第7秒末动能该变量与第1秒内动能该变量相同，所以合外力做功为W，C错误
D.从初始时刻到第5秒末，动能变化量为零，根据动能定理可知，第1秒末到第5秒末合外力做功为-W，D错误
3、【答案】A
【解析】
物体做匀减速直线运动，F1与加速度a的方向相同，则与速度的方向相反，则F1做负功，F2与速度v的方向相同，则F2做正功，F3与速度v的方向相反，则F3做负功．因为物体做匀减速直线运动，合力的方向与速度方向相反，则合力做负功．故A错误，BCD正确．此题选择不正确的选项，故选A．
4、【答案】B
【解析】
物体的速度发生变化，可能是速度方向变化，动能不一定变化，选项A错误；物体的动能发生变化，速度大小一定变化，则速度一定变化，选项B正确；物体的速度不变，动能一定不变，选项C错误；物体的动能不变，速度的方向可能变化，则速度不一定不变，选项D错误.
5、【答案】C
【解析】
由速度时间图象可得，物体在前2s内速度由0变为，则前2s合外力对物体做的功。
A：由速度时间图象可得，从第1s末到第2s末物体速度为保持不变，则从第1s末到第2s末合外力做功。故A项错误。
BD：由速度时间图象可得，从第3s末到第5s末物体速度由变为0，则从第3s末到第5s末合外力做功。故BD两项错误。
C：由速度时间图象可得，从第5s末到第7s末物体速度由0变为，则从第5s末到第7s末合外力做功。故C项正确。
6、【答案】C
【解析】
对小球受力分析，受到重力、拉力F和绳子的拉力T，如图
根据共点力平衡条件，有F=mgtanα，故F随着α的增大而不断变大，故F是变力；对小球运动过程运用动能定理，得到-mgL（1-cosα）+W=0，故拉力做的功等于mgL（1-cosθ），故选C．
7、【答案】C
【解析】
设斜面倾角为θ，根据动能定理，当小物块沿斜面上升时，有：
－(mgsinθ＋f)x=Ek－Ek0
即：
Ek=－(f＋mgsinθ)x＋Ek0
所以Ek与x的函数关系图象为直线，且斜率为负；
设x0为小物块到达最高点时的位移，当小物块沿斜面下滑时根据动能定理有：
(mgsinθ－f)(x0－x)=Ek－0
即：
Ek=－(mgsinθ－f)x＋(mgsinθ－f)x0
所以下滑时Ek随x的减小而增大且为直线。
综上所述，故C正确，ABD错误。
故选C。
8、【答案】D
【解析】
设物体质量为，初动能为，上滑到高度时的动能为，位移为，斜面的倾角为，动摩擦因数为，根据
知
根据动能定理有
得
故
即，选项D正确。
故选D。
9、【答案】C
【解析】对于空盒运用动能定理可得：-μmgL=0-
；在盒内倒入沙子后，对于整体运用动能定理可得：-μ？3mgL′=0-；得：L′=L=，故C正确，ABD错误．故选C．
点睛：本题动能定理的综合运用，涉及力在空间的效果，运用动能定理比较简单，也可以根据牛顿第二定律和运动学公式结合分析．
10、【答案】A
【解析】
设物体与斜面间的动摩擦因数为，则物体与斜面间的滑动摩擦力
物体上滑过程中，根据动能定理可得
解得
物体下滑过程中根据动能定理可得
即
结合题中图像可知图像的斜率
，
联立解得
选项A正确。
故选A。
11、【答案】B
【解析】
A．物体在最高点只受重力作用
对应速度，A错误
B．在最高点设环对球支持力为F，有：，代入数据解得：，根据牛顿第三定律，小球对圆环的压力，B正确
C．从最高点到最低点，根据动能定理得：，解得：，C错误
D．在最低点设环对球的支持力为F有：，，解得：，根据牛顿第三定律，小球对圆环的压力，D错误
12、【答案】D
【解析】
A.
静止的物体和运动的物体都可能受到静摩擦力，静止的物体也可能受到滑动摩擦力作用，例如一物体在粗糙的静止的斜面上下滑的过程中，静止的斜面受到物体的滑动摩擦力作用，故A错误。
B.
滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，它可能与物体的运动方垂直，如高速转弯发生侧滑的汽车，滑动摩擦力与运动方向垂直，故B错误。
C.
一物体在粗糙的静止的斜面上下滑的过程中，静止的斜面受到物体的滑动摩擦力作用，且滑动摩擦力对斜面不做功，故C错误。
D.
一对相互作用的静摩擦力做功之和一定为零，一对相互作用的滑动摩擦力做功之和一定为负值，故D正确。
13、【答案】AC
【解析】
A.根据图像可知，加速阶段的末速度为6m/s，加速位移为9m，根据平均速度公式可知
，加速时间即拉力作用时间
故A正确。
B.物块开始做初速度为零的匀加速，然后做末速度为零的匀减速，所以平均速度相同，均为最大速度的一半，即3m/s，故B错误。
C.根据减速阶段有
，且
，代入数据解得：
，故C正确。
D.全程根据动能定理可知
解得拉力做功
，故D错误。
三、计算题
14、【答案】（1）（2）
【解析】
（1）从A运动到B根据动能定理得到：，解得
（2）从B运动到C根据动能定理得到：，代入数据，解得：
15、【答案】（1）16m/s
（2）64m
【解析】
（1）设电瓶车质量为m，额定功率为P0，电瓶车匀加速启动时输出功率随速度的增大而增大，达到额定功率后做加速度变小的加速运动，最后做匀速运动；匀加速启动过程中，根据牛顿第二定律有
F﹣f＝ma
当t1＝4s时，电瓶车的速度v＝at1＝8m/s，此时电瓶车的功率P＝P0，则得匀加速运动的牵引力，阻力f＝0.2mg，即
解得电瓶车的额定功率P0＝32mW，当牵引力等于阻力时，加速度为零，速度最大，故有P0＝f·vm，代入数据得电瓶车在平直路面上行驶的最大速度
（2）匀加速过程的位移为
设变加速过程行驶的位移为x2，根据动能定理有
其中v＝at1，代入数据得x2＝48m，故总位移为x＝x1+x2＝64m。
答：（1）电瓶车在平直路面上行驶的最大速度的大小为16m/s，（2）电瓶车由静止开始至达到最大速度所行驶的位移大小为64m。
16、【答案】（1）；（2）；（3）.
【解析】
(1)设小球到B点速度为v，从C到B根据动能定理有
解得
在B点，由牛顿第二定律有：
解得:
根据牛顿第三定律可知:
(2)小球恰能运动到轨道最高点时，轨道半径有最大值，则有
解得：
(3)设小球平抛运动的时间为t，有
解得：
水平位移
当时，水平位移最大，解得
D到A的最大距离
.
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