人教版高中物理必修二7.7动能 动能定理同步训练（Word版含解析）

人教版物理必修二7.7动能
动能定理同步训练
一、单项选择题（下列选项中只有一个选项满足题意）
1．质量不等，但有相同动能的两个物体，在动摩擦因数相同的水平地面上滑行，直至停止，则(　　)
A．质量大的物体滑行的距离大
B．质量小的物体滑行的距离大
C．它们滑行的距离一样大
D．它们克服摩擦力所做的功不一样多
2．已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图甲所示），以此时为t=0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图乙所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1＞v2）。已知传送带的速度保持不变，则（　　）
A．物块在0~t1内物块运动的位移比在t1~t2内运动的位移小
B．物块在t1
时刻摩擦力反向
C．若物块与传送带间的动摩擦因数为μ，那么μ>tanθ
D．0~t2内，传送带对物块做功为
3．如图所示，质量为m的小球用长l的细线悬挂并静止在竖直位置P。用水平拉力F将小球缓慢地拉到Q点的过程中，拉力F做功为（　　）
A．
B．
C．
D．Fl
4．如图所示，一个可视为质点的小球，从H=6m高度处由静止开始通过光滑弧形轨道AB进入半径为r=2m的竖直圆环轨道，圆环轨道部分的动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道无压力；沿CB滑下后进入光滑轨道BD，且到达高度为h的D点时速度为零，则h的值可能为（　　）
A．2.7m
B．3.5m
C．4.3m
D．5.1m
5．如图，质量为的滑雪运动员（含滑雪板）从斜面上距离水平面高为的位置静止滑下，停在水平面上的处；若从同一位置以初速度滑下，则停在同一水平面上的处，且与相等。已知重力加速度为，不计空气阻力与通过处的机械能损失，则该运动员（含滑雪板）在斜面上克服阻力做的功为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．如图，倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上，用不可伸长的轻绳将A与B相连，A、B静止于离地面高度相同的位置。现将轻绳C处剪断，在B刚要着地瞬间，A、B的动能之比为（　　）
A．1：1
B．1：2
C．2：1
D．1：4
7．2019年女排世界杯赛中，中国女排以十一场全胜的成绩第五次获得世界杯冠军。如图所示，在某次比赛中，运动员朱婷将排球沿水平方向击出。若排球从被击出到落至水平地面所用时间约为0.80s。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。在空中运动的过程中，排球的动能（　　）
A．逐渐减小
B．逐渐增大
C．保持不变
D．先减小后增大
8．图甲为一物体在平行于斜面的恒力F作用下沿着倾角为37°的粗糙斜面运动，运动1m后撤去恒力F，物体的动能随着位移x的变化图像如图乙。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，恒力F的大小及物体与斜面间的动摩擦因数分别是（　　）
A．9N，0.25
B．6N，0.25
C．9N，
D．6N，
9．在光滑的水平面上，一物体以的速度匀速运动，某时刻（）受到一个大小随时间变化、方向处于物体初速度所在竖直平面内的外力，力作用了，在内物体在水平面上运动的加速度大小随时间变化的关系图像如图所示。已知物体的质量为。下列说法正确的是（　　）
A．外力的最大值是
B．末物体的速度大小是
C．物体在内的位移大小可能是
D．内外力对物体做的功可能为
10．从地面竖直向上抛出一个质量为1kg的小球，其上升和下降过程中的动能-位移图像如图所示。其中E0为竖直上抛的初动能，空气阻力大小恒定，g取10m/s2，结合图像信息可判断下列说法中正确的是（　　）
A．该图像取竖直向下方向为位移的正方向
B．小球抛出后，上升的最大高度为60m
C．空气阻力的大小为1.5N
D．初动能E0的大小为540J
二、多项选择题（下列选项中有多个选项满足题意）
11．地面上质量为m的物体在竖直向上的力F作用下由静止开始向上运动，力F随物体离地面高度x的变化关系如图所示（图中H已知），物体上升的最大高度为h，重力加速度为g不计空气阻力。在物体运动的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．当高度为0或h时，加速度最大
B．
C．加速度的最大值为g
D．动能的最大值为
12．如图所示为某家庭安全逃生滑梯，滑梯可视为光滑，滑梯的水平部分BC与粗糙水平地面平滑相接于C点。某次测试中，将质量为20kg的塑料包裹（可视为质点）由A点静止释放，最后停在粗糙水平地面上的D点（图中未画出）。测得轨道AB部分倾角为53°，A点距地面的高度为4m，B、C间距为2m，C、D间距为6m.已知sin53°=0.8，cos53°=0.6。取重力加速度g=10m/s2，以下说法正确的是（　　）
A．塑料包裹与水平地面之间的动摩擦因数为0.5
B．塑料包裹由A点到D点的过程中，平均速度的大小为
C．塑料包表经过AB中点时重力的瞬时功率为400W
D．塑料包裹由C点到D点过程中，克服摩擦力做的功为800J
13．如图甲为某缓冲装置模型，劲度系数为k（足够大）的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力为定值f。轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作。一质量为m的小车以速度撞击弹簧后，轻杆恰好向右移动l，此过程其速度v随时间t变化的v-t图象如图乙所示。已知在0~t1时间内，图线为曲线，在t1~t2时间内，图线为直线。已知装置安全工作时，轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面间的摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．在0~t1时间内，小车运动的位移为
B．在t1时刻，小车速度为
C．在t1+t2时刻，小车恰好离开轻弹簧
D．在0~t2时间内，轻杆摩擦产生热Q=fl
14．如图，容器固定在水平面上，内壁是半径为R的半球面，在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，速度为v，容器对它的支持力大小为N，则（　　）
A．
B．
C．
D．
三、综合计算题（要求写出必要的计算过程）
15．低空跳伞是一种危险性很高的极限运动，通常从高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳，在极短时间内必须打开降落伞，才能保证着地安全。某跳伞运动员从高H=100m的楼顶起跳，自由下落一段时间后打开降落伞，最终以安全速度匀速落地。若降落伞被视为瞬间打开，得到运动员起跳后的速度v随时间t变化的图像如图所示，已知运动员及降落伞装备的总质量m=60kg，开伞后所受阻力大小与速率成正比，即f=kv，取g=10m/s2，求∶
（1）打开降落伞瞬间运动员的加速度；
（2）打开降落伞后阻力所做的功。
16．如图所示，某滑板爱好者在距地面高度h=1.8m的平台上滑行，水平离开A点后落在水平地面的B点，其水平位移s1=3m。由于着地时存在能量损失，着地后速度变为v=4m/s，并以此为初速度沿水平地面滑行s2=8m后停止。已知人与滑板的总质量m=60kg，取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，求：
(1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小；
(2)人与滑板离开平台时的水平初速度。
17．拖把是由拖杆和拖把头构成的清洁工具，如图所示。若某同学保持拖杆与竖直方向的夹角θ=37°，并用沿拖杆方向的恒力F=30N推动拖把头，使其由静止开始在水平地面沿直线运动，位移s=1m。已知施把头的质量m=1.6kg，不计拖杆质量，拖把头与地面间的动摩擦因数μ=0.3，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
(1)摩擦力对拖把头做的功；
(2)拖把获得的动能。
18．小物块A的质量为m，物块与坡道间的动摩擦因数为，水平面光滑；坡道顶端距水平面高度为h，倾角为；物块从坡道进入水平滑道时，在底端O点处无能量损失，重力加速度为g。将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点。如图所示。物块A从坡顶由静止滑下，求：
（1）物块滑到O点时的速度大小；
（2）物块从开始运动到最终停下来，物块在斜面上运动的总路程。
参考答案
1．B
【解析】
由动能定理得－μmgx＝－Ek，所以x＝，知质量小的物体滑行距离大，选项A、C错误，B正确；克服摩擦力做功Wf＝Ek相同，选项D错误。
2．C
【解析】
A．由图示图象可知，0~t1内图象与坐标轴所形成的三角形面积大于图象在t1~t2内与坐标轴所围成的三角形面积，由此可知，物块在0~t1内运动的位移比在t1~t2内运动的位移大，A错误；
B．0~t1时间内，物体向下做匀减速运动，此时受到的摩擦力方向沿斜面向上，t1~t2时间内，沿斜面向上匀加速，摩擦力方向沿斜面向上，t1
时刻摩擦力方向不变，B错误；
C．在t1~t2内，物块向上运动，则有
解得
C正确；
D．0~t2内，由图“面积”等于位移可知，物块的总位移沿斜面向下，高度下降，重力对物块做正功，设为，根据动能定理得
则传送带对物块做功
D错误。
故选C。
3．B
【解析】
缓慢拉动过程中，可认为球的动能没有变化，则拉力做的正功在数量上等于重力做的负功，即
所以
故选B。
4．C
【解析】
小球到达C时，刚好对轨道无压力，满足
可得在C点的速度，小球从A到C过程，由动能定理可得
从C到D过程，由动能定理可得
其中为在竖直圆环轨道右侧上升时克服摩擦阻力所做的功，为在竖直圆环轨道左侧下降时克服摩擦阻力所做的功，由于上升的速度总体较大，受到轨道的压力较大，摩擦阻力较大，故在上升阶段克服阻力做的功较多，即
联立各式可得
只有4.3m符合条件，C正确。
故选C。
5．C
【解析】
设运动员从静止开始滑下，停在水平面上处时，在斜面上克服阻力做的功为，在水平面上克服摩擦力做的功为，由动能定理得
当运动员以速度v从同一高度下滑时，停在同一水平面上的处，且与相等，由动能定理可得
联立两式求得
故选C。
6．B
【解析】
原先处于静止状态，则有
后来剪短细绳，根据动能定理，则有
根据运动学公式可知
所以对于A物体，根据运动学公式
根据动能定理可知
可解得
故选B。
7．B
【解析】
排球飞出后做平抛运动，速度逐渐增大，故动能逐渐增大，B正确。
故选B。
8．C
【解析】
由动能定理，合外力做功等于物体动能的变化可得
F合x=Ek
故物体的动能Ek随着位移x的图像斜率表示合外力F合。当物体向上加速时
F合1=F-mgsin37-mgcos37
由图像可得
F合1=6
当物体向上减速时
F合2=mgsin37+mgcos37
由图像可得
F合2
当物体向下加速时
F合3=mgsin37-mgcos37
由图像可得
F合2
解得
F=9N
=
故选C。
9．D
【解析】
A．在时刻，加速度最大，外力水平分量最大，外力的水平分量大小为
外力的竖直分量不能确定，故A错误；
B．由图像知在内物体的速度变化量
加速度方向与速度方向相同时，末速度
加速度方向与速度方向相反时
故B错误；
C．由于在这内物体做变速运动，加速度方向与速度方向相同时，内的位移大于
加速度方向与速度方向相反时，内的位移小于
故C错误；
D．加速度方向与速度方向相同时，作用过程对物体由动能定理有
故D正确。
故选D。
10．D
【解析】
A．由题可知，E0为竖直上抛的初动能，随着x的增大Ek在减小，所以图像是取竖直向上为正方向的，故A错误；
B．由图像可知，小球上升了15m后，Ek由E0变为，所以当x=45m时，，所以小球抛出后上升的最大高度为45m，故B错误；
C．设空气阻力大小为f，小球上升过程中，由动能定理可得
小球下降过程中，由动能定理可得
由图像可知
其中，联立解得
故C错误；
D．由C可知，，且，代入数据解得
故D正确。
故选D。
11．ABD
【解析】
B．从图像可以看出力F是均匀减小的，可以得出力F随高度x的变化关系
，
而
可以计算出物体到达处时力
物体从地面到处的过程中，力做正功，重力做负功，由动能定理可得
而
可以计算出
故选项B正确；
AC．物体在初位置加速度为
计算得
当物体运动到处时，加速度为
而
计算得
即加速度最大的位置是0或处，故选项A正确、选项C错误；
B．动能最大的位置出现在，由动能定理可得
可解得
故选项D正确；
故选择：ABD。
12．BD
【解析】
A．从A到D，根据动能定理
解得
故A错误；
B．从A到B，根据动能定理有
根据运动学公式有
解得
从B到C
从C到D
全程位移
平均速度
故B正确；
C．经过AB中点时，根据动能定理有
重力瞬时功率
故C错误；
D．塑料包裹由C点到D点过程中，克服摩擦力做的功为
故D正确。
故选BD。
13．AD
【解析】
A．在0~t1时间内，小车压缩弹簧轻杆保持静止，在t1时刻，弹力等于最大静摩擦力，则在0~t1时间内，小车运动的位移为弹簧的形变量有
A正确；
B．在t1时刻后，小车与轻杆一起做匀减速运动到速度为0，移动的位移为l，由动能定理有
解得
所以在t1时刻，小车速度为，B错误；
D．在0~t2时间内，轻杆摩擦产生热Q=fl，D正确；
C．在0~t1时间内，小车先做加速度增大的减速运动，在t1~t2时间内，后与轻杆一起做匀减速运动，最后弹簧反弹小车时其做加速减小的加速运动，则小车恰好离开轻弹簧时所用的时间比t1大，所以在t1+t2时刻，小车还末离开轻弹簧，C错误。
故选AD。
14．ABC
【解析】
B．质点P下滑的过程，由动能定理得
解得
故B正确；
A．向心加速度的大小为
故A正确；
CD．在最低点，支持力和重力的合力提供向心力，故
N-mg=ma
可得
故C正确，D错误。
故选ABC。
15．（1），方向竖直向上；（2）
【解析】
（1）内物体做自由落体运动，有
匀速运动时有
刚打开降落伞时，有
解得
故加速度大小为，方向竖直向上。
（2）对运动员下降的全过程，根据动能定理得
解得
16．（1）60N；（2）
【解析】
（1）设人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力的大小为Ff，根据动能定理有
解得
（2）人与滑板离开平台后做平抛运动，设初速度的大小为v0，飞行时间为t，根据平抛运动的规律有
解得
17．(1)-12J；(2)6J
【解析】
(1)拖把头所受的摩擦力
摩擦力功
(2)推力F做功
由动能定理可知，拖把获得的动能
18．(1)
；(2)
；(3)
【解析】
(1)
对物块从释放到O点的过程，根据动能定理，有：
解得物块滑到O点时的速度为：
(2)
物块m最终停止在O点，设物块在斜面上运动的总路程为s．对于物块运动的全过程，由动能定理得：
解得