四川省内江第六中学2019-2020学年高中物理教科版必修2：4.4动能 动能定理 课时作业（含解析）
文档属性
| 名称 | 四川省内江第六中学2019-2020学年高中物理教科版必修2：4.4动能 动能定理 课时作业（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 465.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-02 13:58:55 | ||
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文档简介
4.4动能动能定理
课时作业（含解析)
1．近年来我国对月球的探测取得了举世瞩目的成绩，我国有望成为实现人类从月球的背面登陆月球并成功返回地球的国家。假设登月的主要设备由两部分构成，一是轨道舱，二是返回式着陆器，设轨道舱在距月球表面高为h处做匀速圆周运动，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，着陆器和宇航员的总质量为m，不考虑着陆器的发动机质量变化，则着陆器从月面返回到轨道舱后具有的动能为（
）
A．
B．
C．
D．
2．某同学用力拖动桌子沿水平地面匀速运动时发现，斜向上与水平方向成30°时拉力最小，已知桌子总质量为10
kg，重力加速度为，该同学认真思考推算了一下，得出
A．桌子与地面的动摩擦因数
B．最小的拉力
C．斜向上与水平方向成60°时拉力
D．桌子以匀速运动，撤去拉力，桌子还能滑行约5
m
3．A、B两物体质量分别为和，A置于光滑水平面上，B置于粗糙水平面上，用相同水平力分别推A和B，使它们前进相同位移，下面说法正确的是（ ）
A．两次推力做功一样多
B．推B物体时推力做功多一些
C．两次推力做功的功率一样大
D．B物体末速度大.
4．如图所示，在倾角为的某下坡公路上，质量为m的汽车以恒定功率P从静止开始加速运动，经时间t速度达到最大值vm，此过程中汽车所受的摩擦阻力恒为f，以下判断正确的是（ ）
A．汽车一直做匀加速直线运动
B．汽车达到最大速度时
C．汽车车克服阻力做功为为
D．汽车前进的距离s=
5．如图所示，用同种材料制成的一个轨道ABC，AB段为四分之一圆弧，半径为R，水平放置的BC段长为L。一个物块质量为m，与轨道的动摩擦因数为，它由轨道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到C端停止，物块在AB段克服摩擦力做功为（ ）
A．μmgR
B．mgR-μmgL
C．
D．mgR
6．质量为2kg的物块放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，物块动能Ek与其发生位移x之间的关系如图所示。已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，则（ ）
A．x=1m时物块的速度大小为2m/s
B．x=3m时物块的加速度大小为2.5m/s2
C．在前2m位移的运动过程中物块所经历的时间为2s
D．在前4m位移的运动过程中拉力对物块做的功为9J
7．A、B两物体的质量之比为mA：mB=2：1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图所示，那么，A、B两物体所受摩擦阻力之比FA：FB与A、B两物体克服摩擦力做的功之比WA：WB分别为（ ）
A．2：1，4：1
B．4：1，2：1
C．1：4，1：2
D．1：2，1：4
8．用拉力将一个物体从静止开始拉上一个斜坡，在此过程中，拉力对物体做功为W1，物体克服阻力做的功为W2，物体重力做的功为W3，物体重力势能的增加量为，动能的增加量为。下列关系式正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
9．将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同。现将一个可视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数μ均相同。在这三个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．沿着木板1和木板2下滑到底端时，物块速度的大小相等
B．沿着木板2和木板3下滑到底端时，物块速度的大小相等
C．沿着木板1下滑到底端时，物块的动能最大
D．物块沿着木板3下滑到底端的过程中，产生的热量最多
10．我国自行研制的ZTZ-99式主战坦克，抗弹能力、火力性能等综合性能都占世界领先地位，巴基斯坦、委内瑞拉、科威特等十几个国家都配备了该坦克该坦克的质量为m，若在平直的公路上从静止开始加速，前进较短的距离s速度便可达到最大值vm，设在加速过程中发动机的功率恒定为P，坦克所受阻力恒为f，当速度为v（vm＞v）时，所受牵引力为F。对坦克在这段位移内的有关物理量，以下说法正确的是（ ）
A．坦克的牵引力做功为Fs
B．坦克的牵引力做功为
C．坦克的牵引力做功为
D．坦克的最大速度
11．以10m/s的初速度从10m高的塔上水平抛出一颗石子，不计空气阻力，求石子落地时速度的大小（，请用两种不同的方法求出速度大小）。
12．在学校操场，小亮将质量为的弹性球从离地面高为处以速度竖直上抛，当它与水平地面每碰撞一次后，速度大小减小为碰前的，不计空气阻力，。求：
(1)从抛出到第一次碰撞地面前的过程中弹性球动能的变化；
(2)不计弹性球与地面碰撞的时间，求弹性球从抛出到停止运动所经历的时间（用根号表示）。
13．2014年巴西世界杯B组荷兰与西班牙的比赛中，罗宾·范佩西的一个漂亮鱼跃头球冲顶，把足球吊射飞入球门（如图所示）。设范佩西头球冲顶时，足球的高度为h1＝0.8
m，足球与头碰撞前速度大小为v1＝6
m/s，碰撞后速度大小变为v2＝8
m/s，足球飞入球门时的高度为h2＝2.2m，不计空气阻力，足球质量m＝0.5
kg，g取10
m/s2.求：（足球可视为质点）
(1)范佩西头球冲顶前后，足球动能的变化量；
(2)范佩西对足球做的功；
(3)足球飞入球门时的速度大小。
14．据悉，下一艘国产航母将配备电磁弹射技术，电磁弹射的优点在于加速均匀且力量可调控。如图为航母起飞甲板航母的水平跑道总长L=155m，其中电磁弹射区的长度L1=80m，在该区域可以给飞机提供恒定的牵引力F1，设某重型舰载飞机空载时的质量为15t，从跑道末端起飞速度为50m/s，起飞过程喷气发动机可以持续提供F2=1.2×105N的恒定推力，其所受平均阻力与重力之比为k=0.2，航空母舰处于静止状态，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)飞机离开电磁弹射区的速度大小；
(2)若该飞机满载时质量为24t，从跑道末端起飞速度60m/s，则F1的值应调整为多大？（结果保留2位小数）
参考答案
1．C
【解析】
对轨道舱有
所以轨道舱运行速率
又
所以
则着陆器从月面返回到轨道舱后具有的动能为
C正确，ABD错误。
故选C。
2．C
【解析】
对桌子进行受力分析有：，解得：
，当最大时F最小，α=30°时，F最小，由数学知识解得，，选项AB错误；斜向上与水平方向成60°时，有：代入值解得：，选项C正确；由动能定理有：，选项D错误。
3．A
【解析】
AB．用相同的力推AB两个物体，分别在光滑和粗糙的两种水平地面前进相同路程，根据可知两次做功一样多，故A正确，B错误；
CD．A接触面光滑、B接触面粗糙，B物体受到的摩擦力作用，A物体不受摩擦力作用，根据动能定理得
故B物体运动的速度小，故D错误，移动相同的距离时用的时间长，根据可知做功相同时，水平力推B物体用的时间长，功率小，故C错误。
故选A。
4．D
【解析】
A．汽车功率恒定，当汽车速度增大时牵引力减小，则加速度减小，汽车做加速度减小的加速运动，故A错误；
B．当汽车向下匀速运动时，受力平衡，对汽车受力分析可知
此时的牵引力为
由功率知
故B错误；
C．汽车从静止到最大速度，据动能定理，有
解得汽车克服阻力做功为
故C错误；
D．汽车从静止到最大速度，据动能定理，有
解得汽车前进的距离为
故D正确；
故选D。
5．B
【解析】
设物块在AB段克服摩擦力做功，从A到C点由动能定理可得
解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
6．C
【解析】
A．根据图像可知，时，动能为2J，即
计算得出
故A错误；
B．根据动能定理，有
计算得出
根据牛顿第二定律
代入解得
C．对前面2m运用动能定理
解得
根据牛顿第二定律
代入解得
当时，速度为
可得
故C正确；
D．对整个过程运用动能定理
解得
故D错误。
故选C。
7．B
【解析】
根据速度时间的图象可知，aA：aB=2：1，物体只受到摩擦力的作用，摩擦力作为合力产生加速度，由牛顿第二定律可知，F=ma，所以摩擦力之比为FA：FB=4：1；
由动能定理，摩擦力的功，由于AB的初速度大小相同，mA：mB=2：1，所以两物体克服摩擦阻力做的功之比WA：WB=2：1．所以B正确，ACD错误。
故选B。
8．AC
【解析】
AB.物体受拉力、重力、支持力和摩擦阻力，支持力与速度垂直不做功，根据动能定理，有
故A正确，B错误；
CD.物体重力势能的变化等于克服重力做的功，有
所以有
故C正确，D错误。
故选AC。
9．CD
【解析】
A．物块从顶端下滑到底端，假设斜面倾角为，斜面高为，应用动能定理
整理得
为斜面的底边长度，沿着木板1和木板2下滑到底端时，摩擦力做功相同，沿着木板1下滑的物块重力做功大，物块速度的大小不相等，A错误；
B．沿着木板2和木板3下滑到底端时，重力做功相同，沿着木板3下滑的物块摩擦力做功大，所以物块速度的大小不相等，B错误；
C．根据上述表达式可知沿着木板1下滑到底端时，物块的动能最大，C正确；
D．摩擦力做功为，所以物块沿着木板3下滑到底端的过程中，产生的热量最多，D正确。
故选CD。
10．BD
【解析】
A．因为在运动的过程中，功率不变，速度增大，则牵引力减小，知牵引力不是恒力，不能通过W=Fs求解牵引力做功的大小，所以牵引力做功不等于Fs，因为功率不变，知牵引力做功W=Pt．故A错误。
BC．由动能定理可知
解得坦克的牵引力做功为
选项B正确，C错误；
D．当牵引力与阻力相等时，速度最大，根据P=fvm知，最大速度
故D正确。
故选BD。
11．
【解析】
方法一：用平抛规律
石子竖直方向上做自由落体运动，则有
解得
落地时竖直方向速度
水平方向做匀速直线运动，落地时水平方向速度
则落地时合速度大小为
方法二：动能定理
下落过程中只有重力做功，由动能定理可得
代入数值可得。
12．(1)0.1J；(2)
【解析】
(1)由动能定理可得从抛出到第一次碰撞地面前的过程中弹性球动能的变化
(2)根据竖直上抛运动公式可知，弹性球第一次上升高度
设小球第一次落地时速度为，则有
弹性球抛出后上升运动时间为
第一次下落运动时间为
小球从第1次与地面相撞到第2次与地面相撞经过的时间为
小球从第2次与地面相撞到第3次与地面相撞经过的时间为
小球从第3次与地面相撞到第4次与地面相撞经过的时间为
…
由数学归纳推理得
小球从第次与地面相撞到第次与地面相撞经过的时间为
当趋近于无穷大时，小球运动的总时间为
13．(1)7?J；(2)7J；(3)6m/s.
【解析】
(1)范佩西头球冲顶前后，足球动能的变化量为
(2)根据动能定理得：范佩西对足球做的功为
W=△Ek=7
J
(3)对足球从范佩西顶球后到飞入球门的过程，由动能定理得
则得
14．(1)；(2)
【解析】
(1)飞机在非弹射区在恒定推力和阻力的作用下做匀加速直线运动
代入数据解得
且
解得
(2)对满载飞机，整个加速过程，根据动能定理
代入数据解得
课时作业（含解析)
1．近年来我国对月球的探测取得了举世瞩目的成绩，我国有望成为实现人类从月球的背面登陆月球并成功返回地球的国家。假设登月的主要设备由两部分构成，一是轨道舱，二是返回式着陆器，设轨道舱在距月球表面高为h处做匀速圆周运动，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，着陆器和宇航员的总质量为m，不考虑着陆器的发动机质量变化，则着陆器从月面返回到轨道舱后具有的动能为（
）
A．
B．
C．
D．
2．某同学用力拖动桌子沿水平地面匀速运动时发现，斜向上与水平方向成30°时拉力最小，已知桌子总质量为10
kg，重力加速度为，该同学认真思考推算了一下，得出
A．桌子与地面的动摩擦因数
B．最小的拉力
C．斜向上与水平方向成60°时拉力
D．桌子以匀速运动，撤去拉力，桌子还能滑行约5
m
3．A、B两物体质量分别为和，A置于光滑水平面上，B置于粗糙水平面上，用相同水平力分别推A和B，使它们前进相同位移，下面说法正确的是（ ）
A．两次推力做功一样多
B．推B物体时推力做功多一些
C．两次推力做功的功率一样大
D．B物体末速度大.
4．如图所示，在倾角为的某下坡公路上，质量为m的汽车以恒定功率P从静止开始加速运动，经时间t速度达到最大值vm，此过程中汽车所受的摩擦阻力恒为f，以下判断正确的是（ ）
A．汽车一直做匀加速直线运动
B．汽车达到最大速度时
C．汽车车克服阻力做功为为
D．汽车前进的距离s=
5．如图所示，用同种材料制成的一个轨道ABC，AB段为四分之一圆弧，半径为R，水平放置的BC段长为L。一个物块质量为m，与轨道的动摩擦因数为，它由轨道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到C端停止，物块在AB段克服摩擦力做功为（ ）
A．μmgR
B．mgR-μmgL
C．
D．mgR
6．质量为2kg的物块放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，物块动能Ek与其发生位移x之间的关系如图所示。已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，则（ ）
A．x=1m时物块的速度大小为2m/s
B．x=3m时物块的加速度大小为2.5m/s2
C．在前2m位移的运动过程中物块所经历的时间为2s
D．在前4m位移的运动过程中拉力对物块做的功为9J
7．A、B两物体的质量之比为mA：mB=2：1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图所示，那么，A、B两物体所受摩擦阻力之比FA：FB与A、B两物体克服摩擦力做的功之比WA：WB分别为（ ）
A．2：1，4：1
B．4：1，2：1
C．1：4，1：2
D．1：2，1：4
8．用拉力将一个物体从静止开始拉上一个斜坡，在此过程中，拉力对物体做功为W1，物体克服阻力做的功为W2，物体重力做的功为W3，物体重力势能的增加量为，动能的增加量为。下列关系式正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
9．将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同。现将一个可视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数μ均相同。在这三个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．沿着木板1和木板2下滑到底端时，物块速度的大小相等
B．沿着木板2和木板3下滑到底端时，物块速度的大小相等
C．沿着木板1下滑到底端时，物块的动能最大
D．物块沿着木板3下滑到底端的过程中，产生的热量最多
10．我国自行研制的ZTZ-99式主战坦克，抗弹能力、火力性能等综合性能都占世界领先地位，巴基斯坦、委内瑞拉、科威特等十几个国家都配备了该坦克该坦克的质量为m，若在平直的公路上从静止开始加速，前进较短的距离s速度便可达到最大值vm，设在加速过程中发动机的功率恒定为P，坦克所受阻力恒为f，当速度为v（vm＞v）时，所受牵引力为F。对坦克在这段位移内的有关物理量，以下说法正确的是（ ）
A．坦克的牵引力做功为Fs
B．坦克的牵引力做功为
C．坦克的牵引力做功为
D．坦克的最大速度
11．以10m/s的初速度从10m高的塔上水平抛出一颗石子，不计空气阻力，求石子落地时速度的大小（，请用两种不同的方法求出速度大小）。
12．在学校操场，小亮将质量为的弹性球从离地面高为处以速度竖直上抛，当它与水平地面每碰撞一次后，速度大小减小为碰前的，不计空气阻力，。求：
(1)从抛出到第一次碰撞地面前的过程中弹性球动能的变化；
(2)不计弹性球与地面碰撞的时间，求弹性球从抛出到停止运动所经历的时间（用根号表示）。
13．2014年巴西世界杯B组荷兰与西班牙的比赛中，罗宾·范佩西的一个漂亮鱼跃头球冲顶，把足球吊射飞入球门（如图所示）。设范佩西头球冲顶时，足球的高度为h1＝0.8
m，足球与头碰撞前速度大小为v1＝6
m/s，碰撞后速度大小变为v2＝8
m/s，足球飞入球门时的高度为h2＝2.2m，不计空气阻力，足球质量m＝0.5
kg，g取10
m/s2.求：（足球可视为质点）
(1)范佩西头球冲顶前后，足球动能的变化量；
(2)范佩西对足球做的功；
(3)足球飞入球门时的速度大小。
14．据悉，下一艘国产航母将配备电磁弹射技术，电磁弹射的优点在于加速均匀且力量可调控。如图为航母起飞甲板航母的水平跑道总长L=155m，其中电磁弹射区的长度L1=80m，在该区域可以给飞机提供恒定的牵引力F1，设某重型舰载飞机空载时的质量为15t，从跑道末端起飞速度为50m/s，起飞过程喷气发动机可以持续提供F2=1.2×105N的恒定推力，其所受平均阻力与重力之比为k=0.2，航空母舰处于静止状态，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)飞机离开电磁弹射区的速度大小；
(2)若该飞机满载时质量为24t，从跑道末端起飞速度60m/s，则F1的值应调整为多大？（结果保留2位小数）
参考答案
1．C
【解析】
对轨道舱有
所以轨道舱运行速率
又
所以
则着陆器从月面返回到轨道舱后具有的动能为
C正确，ABD错误。
故选C。
2．C
【解析】
对桌子进行受力分析有：，解得：
，当最大时F最小，α=30°时，F最小，由数学知识解得，，选项AB错误；斜向上与水平方向成60°时，有：代入值解得：，选项C正确；由动能定理有：，选项D错误。
3．A
【解析】
AB．用相同的力推AB两个物体，分别在光滑和粗糙的两种水平地面前进相同路程，根据可知两次做功一样多，故A正确，B错误；
CD．A接触面光滑、B接触面粗糙，B物体受到的摩擦力作用，A物体不受摩擦力作用，根据动能定理得
故B物体运动的速度小，故D错误，移动相同的距离时用的时间长，根据可知做功相同时，水平力推B物体用的时间长，功率小，故C错误。
故选A。
4．D
【解析】
A．汽车功率恒定，当汽车速度增大时牵引力减小，则加速度减小，汽车做加速度减小的加速运动，故A错误；
B．当汽车向下匀速运动时，受力平衡，对汽车受力分析可知
此时的牵引力为
由功率知
故B错误；
C．汽车从静止到最大速度，据动能定理，有
解得汽车克服阻力做功为
故C错误；
D．汽车从静止到最大速度，据动能定理，有
解得汽车前进的距离为
故D正确；
故选D。
5．B
【解析】
设物块在AB段克服摩擦力做功，从A到C点由动能定理可得
解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
6．C
【解析】
A．根据图像可知，时，动能为2J，即
计算得出
故A错误；
B．根据动能定理，有
计算得出
根据牛顿第二定律
代入解得
C．对前面2m运用动能定理
解得
根据牛顿第二定律
代入解得
当时，速度为
可得
故C正确；
D．对整个过程运用动能定理
解得
故D错误。
故选C。
7．B
【解析】
根据速度时间的图象可知，aA：aB=2：1，物体只受到摩擦力的作用，摩擦力作为合力产生加速度，由牛顿第二定律可知，F=ma，所以摩擦力之比为FA：FB=4：1；
由动能定理，摩擦力的功，由于AB的初速度大小相同，mA：mB=2：1，所以两物体克服摩擦阻力做的功之比WA：WB=2：1．所以B正确，ACD错误。
故选B。
8．AC
【解析】
AB.物体受拉力、重力、支持力和摩擦阻力，支持力与速度垂直不做功，根据动能定理，有
故A正确，B错误；
CD.物体重力势能的变化等于克服重力做的功，有
所以有
故C正确，D错误。
故选AC。
9．CD
【解析】
A．物块从顶端下滑到底端，假设斜面倾角为，斜面高为，应用动能定理
整理得
为斜面的底边长度，沿着木板1和木板2下滑到底端时，摩擦力做功相同，沿着木板1下滑的物块重力做功大，物块速度的大小不相等，A错误；
B．沿着木板2和木板3下滑到底端时，重力做功相同，沿着木板3下滑的物块摩擦力做功大，所以物块速度的大小不相等，B错误；
C．根据上述表达式可知沿着木板1下滑到底端时，物块的动能最大，C正确；
D．摩擦力做功为，所以物块沿着木板3下滑到底端的过程中，产生的热量最多，D正确。
故选CD。
10．BD
【解析】
A．因为在运动的过程中，功率不变，速度增大，则牵引力减小，知牵引力不是恒力，不能通过W=Fs求解牵引力做功的大小，所以牵引力做功不等于Fs，因为功率不变，知牵引力做功W=Pt．故A错误。
BC．由动能定理可知
解得坦克的牵引力做功为
选项B正确，C错误；
D．当牵引力与阻力相等时，速度最大，根据P=fvm知，最大速度
故D正确。
故选BD。
11．
【解析】
方法一：用平抛规律
石子竖直方向上做自由落体运动，则有
解得
落地时竖直方向速度
水平方向做匀速直线运动，落地时水平方向速度
则落地时合速度大小为
方法二：动能定理
下落过程中只有重力做功，由动能定理可得
代入数值可得。
12．(1)0.1J；(2)
【解析】
(1)由动能定理可得从抛出到第一次碰撞地面前的过程中弹性球动能的变化
(2)根据竖直上抛运动公式可知，弹性球第一次上升高度
设小球第一次落地时速度为，则有
弹性球抛出后上升运动时间为
第一次下落运动时间为
小球从第1次与地面相撞到第2次与地面相撞经过的时间为
小球从第2次与地面相撞到第3次与地面相撞经过的时间为
小球从第3次与地面相撞到第4次与地面相撞经过的时间为
…
由数学归纳推理得
小球从第次与地面相撞到第次与地面相撞经过的时间为
当趋近于无穷大时，小球运动的总时间为
13．(1)7?J；(2)7J；(3)6m/s.
【解析】
(1)范佩西头球冲顶前后，足球动能的变化量为
(2)根据动能定理得：范佩西对足球做的功为
W=△Ek=7
J
(3)对足球从范佩西顶球后到飞入球门的过程，由动能定理得
则得
14．(1)；(2)
【解析】
(1)飞机在非弹射区在恒定推力和阻力的作用下做匀加速直线运动
代入数据解得
且
解得
(2)对满载飞机，整个加速过程，根据动能定理
代入数据解得