2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册同步练习：8.3动能和动能定理 Word版含答案
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册同步练习：8.3动能和动能定理 Word版含答案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 187.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-06 08:14:58 | ||
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文档简介
8.3动能和动能定理
一、单选题
1．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
2．拖着旧橡胶轮胎跑步是一种训练体能的常用方法。某消防队员在体能训练时拖着轮胎在操场上以恒定的速率跑了80m，下列说法正确的是（ ）
A．摩擦力对轮胎做了负功
B．合外力对轮胎做了正功
C．拉力对轮胎所做的功等于轮胎动能的改变
D．支持力对轮胎做了正功
3．某同学骑自行车下坡。已知坡长500m、高8m，人和车的总质量为100kg。下坡时车的初速度为4m/s，在人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10m/s。取重力加速度g=10m/s2，则下坡过程中阻力做的功为（ ）
A．-4000J
B．-3800J
C．-5000J
D．200J
4．某消防队员从一平台无初速度跳下，下落2m后双脚触地，同时采用双腿弯曲的方法缓冲。若视其在缓冲过程中自身重心又匀变速下降了0.5m，则在着地过程中，地面对他双脚的平均作用力大约为自身重力的（ ）
A．5倍
B．10倍
C．20倍
D．3倍
5．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．合力做正功，物体动能可能减小
6．一个物体做变速运动，在t时刻其速度大小是v，在2t时刻其速度大小是nv，那么在2t时刻物体的动能是它在t时刻动能的（
）
A．n倍
B．n2倍
C．倍
D．倍
7．如图所示，长为2L的轻杆上端及其正中央固定两个质量均为m的小球，杆的下端有光滑铰链与水平面相连接，杆原来竖直静止，现让其自由倒下，则A着地时的速度为（ ）
A．
B．
C．
D．
8．在离地面高为处竖直上抛一质量为的物块，抛出时的速度为，当它落到地面时速度为，重力加速度为，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功为（ ）
A．
B．
C．
D．
二、多选题
9．关于动能的理解，下列说法正确的是（
）
A．一般情况下，Ek
=
mv2中的v是相对于地面的速度
B．动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关
C．物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等、方向相反
D．当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化
10．改变汽车的质量和速度大小，都能使汽车的动能发生变化，则下列说法中正确的是（
）
A．质量不变，速度增大到原来的2倍，动能增大为原来的2倍
B．速度不变，质量增大到原来的2倍，动能增大为原来的2倍
C．质量减半，速度增大到原来的4倍，动能增大为原来的2倍
D．速度减半，质量增大到原来的4倍，动能不变
11．如图所示，质量为M的小车放在光滑的水平面上，质量为m的物体（可视为质点）放在小车的左端。受到水平恒力F的作用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为Ff，车长为L，车发生的位移为x，则物体从小车左端运动到右端时，下列说法正确的是（ ）
A．物体具有的动能为（F－Ff）（x＋L）
B．小车具有的动能为Ffx
C．物体克服摩擦力做的功为Ff（x＋L）
D．物体克服摩擦力做的功为FfL
12．如图所示，物体沿着倾角不同而底边相同的光滑斜面由顶端从静止开始滑到底端（ ）
A．斜面倾角越大，滑行时间越短
B．斜面倾角越大，滑行时间越长
C．斜面倾角越大，滑行的加速度越大
D．斜面倾角越大，滑行的平均速度越大
三、填空题
13．一个质量为的物体，在地面附近以初速度、加速度匀减速竖直上升，则在上升10m的过程中，物体的动能为________J，物体的机械能为________J．
14．自由下落的物体，下落1m和2m时，物体的动能之比是____________；下落1s和2s后物体的动能之比是____________．
15．某网球发射机能够将质量为57.6g的网球发射达到的最大速度，则发射出的网球的动能为________J．如果竖直向上发射，不计空气阻力，能够达到的最大高度为________m．
四、解答题
16．某人将质量为0.2kg的小球斜向上抛出，抛出点距离地面2.6m，抛出时速度大小为12m/s，方向水平方向之间的夹角为30°。取重力加速度g=10m/s2。
(1)若不计空气阻力，求小球落地时的速度大小。
(2)若小球落地时的速度为13m/s，求小球在空中运动过程中克服阻力做的功。
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．如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点的正下方P点。已知重力加速度大小为g。
(1)小球在水平拉力的作用下，从P点缓慢地移动到Q点，求水平拉力F做的功；
(2)小球在水平恒力的作用下，从P点运动到Q点，求小球在Q点的速度大小。
试卷第2页，总2页
试卷第1页，总3页
参考答案
1．B
【详解】
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。
2．A
【详解】
A．轮胎受到地面的摩擦力方向和轮胎的运动方向相反，起到阻力作用，则轮胎受到地面的摩擦力做了负功，A正确。
B．由于轮胎被运动员拉着做匀速率运动，动能没有变化，根据动能定理可知合外力对轮胎做功为零，B错误；
C．合外力做功即拉力做功与摩擦力做功之和等于轮胎动能的改变量，C错误；
D．轮胎受到地面的支持力竖直向上，而位移水平，两者夹角为90°，则支持力对轮胎做功为零，D错误。
故选A。
3．B
【详解】
根据动能定理得
解得
故选B。
4．A
【详解】
设消防员重力为mg，地面对双脚的平均作用力为F，从平台跳下至最低点的过程，据动能定理可得
代入数据可得，故地面对他双脚的平均作用力大约为自身重力的5倍，A正确。
故选A。
5．A
【详解】
A．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；
B．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；
C．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；
D．合力做正功时，动能肯定增加，D错误。
故选A。
6．B
【详解】
物体做变速运动，在t时刻其速度大小是v，在2t时刻其速度大小是nv，故
Ek1
=
mv2
Ek2
=
m(nv)2
故
=
故选B。
7．D
【详解】
设A着地时的速度为v，则B着地时的速度为，杆倒下过程只有球的重力做功，由动能定理得
mg·2L＋mgL＝mv2＋m－0
解得
故选D。
8．A
【详解】
由动能定理可知
此过程中物块克服空气阻力所做的功为
故选A。
9．AB
【详解】
动能是标量，由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关，动能具有相对性，无特别说明，一般指相对于地面的动能。
故选AB。
10．BD
【详解】
A．动能Ek
=
mv2，质量m不变，速度v增大为原来的2倍时，动能Ek增大为原来的4倍，A错误；
B．当速度不变，质量m增大为原来的2倍时，动能Ek也增大为原来的2倍，B正确；
C．若质量减半，速度增大为原来的4倍，则动能增大为原来的8倍，C错误；
D．速度v减半，质量增大为原来的4倍，则
Ek′
=
×
4m()2
=
mv2
=
Ek
即动能不变，D正确。
故选BD。
11．ABC
【详解】
AB．物体相对地面的位移为（x＋L），根据动能定理，对物体有
（F－Ff）（x＋L）=Ek物
对小车有
Ffx
=Ek车
故AB正确；
CD．根据功的定义可知，物体克服摩擦力做功
Wf=Ff（x＋L）
故C正确，D错误。
故选ABC。
12．CD
【详解】
ABC．设斜面的倾角为θ，根据牛顿第二定律可得加速度为
a=gsinθ
可知倾角越大，加速度越大。设底边的长度为L，则斜面的长度为，根据位移时间公式
解得
可知在斜面的倾角小于45度时，倾角越大，时间越短，当斜面的倾角大于45度，倾角越大，时间越长，故AB错误，C正确；
D．根据动能定理得
可知斜面倾角越大，h越大，则到达底端时的速度越大，根据
可知，倾角越大，滑行的平均速度越大，故D正确。
故选CD。
13．36
336
【详解】
[1]由牛顿第二定律可知，物体的合外力为
由动能定理得
代入数据得
解得
[2]以地面为参考平面，物体的重力势能为
物体的机械能为
14．1∶2
1∶4
【详解】
[1]下落h时的速度为，故下落1m和2m的动能之比为；
[2]下落t的速度为，故下落1s和2s的动能之比为
15．28.4
49.3
【详解】
[1]网球动能为
[2]发射后做竖直上抛运动，能达到的最大高度为
16．(1)
；(2)
【详解】
(1)
若不计空气阻力，小球抛出后直到落地，只有重力对小球做了功，由动能定理得
代入数据解得
(2)
若小球落地时的速度为13m/s，则
解得
所以小球克服阻力做的功为。
17．(1)-12J；(2)6J
【详解】
(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)
【详解】
(1)小球缓慢运动，动能变化量为零，由动能定理得
解得
(2)小球从P点运动到Q点，由动能定理得
由题知
F=mg
解得
答案第6页，总7页
答案第7页，总7页
一、单选题
1．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
2．拖着旧橡胶轮胎跑步是一种训练体能的常用方法。某消防队员在体能训练时拖着轮胎在操场上以恒定的速率跑了80m，下列说法正确的是（ ）
A．摩擦力对轮胎做了负功
B．合外力对轮胎做了正功
C．拉力对轮胎所做的功等于轮胎动能的改变
D．支持力对轮胎做了正功
3．某同学骑自行车下坡。已知坡长500m、高8m，人和车的总质量为100kg。下坡时车的初速度为4m/s，在人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10m/s。取重力加速度g=10m/s2，则下坡过程中阻力做的功为（ ）
A．-4000J
B．-3800J
C．-5000J
D．200J
4．某消防队员从一平台无初速度跳下，下落2m后双脚触地，同时采用双腿弯曲的方法缓冲。若视其在缓冲过程中自身重心又匀变速下降了0.5m，则在着地过程中，地面对他双脚的平均作用力大约为自身重力的（ ）
A．5倍
B．10倍
C．20倍
D．3倍
5．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．合力做正功，物体动能可能减小
6．一个物体做变速运动，在t时刻其速度大小是v，在2t时刻其速度大小是nv，那么在2t时刻物体的动能是它在t时刻动能的（
）
A．n倍
B．n2倍
C．倍
D．倍
7．如图所示，长为2L的轻杆上端及其正中央固定两个质量均为m的小球，杆的下端有光滑铰链与水平面相连接，杆原来竖直静止，现让其自由倒下，则A着地时的速度为（ ）
A．
B．
C．
D．
8．在离地面高为处竖直上抛一质量为的物块，抛出时的速度为，当它落到地面时速度为，重力加速度为，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功为（ ）
A．
B．
C．
D．
二、多选题
9．关于动能的理解，下列说法正确的是（
）
A．一般情况下，Ek
=
mv2中的v是相对于地面的速度
B．动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关
C．物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等、方向相反
D．当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化
10．改变汽车的质量和速度大小，都能使汽车的动能发生变化，则下列说法中正确的是（
）
A．质量不变，速度增大到原来的2倍，动能增大为原来的2倍
B．速度不变，质量增大到原来的2倍，动能增大为原来的2倍
C．质量减半，速度增大到原来的4倍，动能增大为原来的2倍
D．速度减半，质量增大到原来的4倍，动能不变
11．如图所示，质量为M的小车放在光滑的水平面上，质量为m的物体（可视为质点）放在小车的左端。受到水平恒力F的作用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为Ff，车长为L，车发生的位移为x，则物体从小车左端运动到右端时，下列说法正确的是（ ）
A．物体具有的动能为（F－Ff）（x＋L）
B．小车具有的动能为Ffx
C．物体克服摩擦力做的功为Ff（x＋L）
D．物体克服摩擦力做的功为FfL
12．如图所示，物体沿着倾角不同而底边相同的光滑斜面由顶端从静止开始滑到底端（ ）
A．斜面倾角越大，滑行时间越短
B．斜面倾角越大，滑行时间越长
C．斜面倾角越大，滑行的加速度越大
D．斜面倾角越大，滑行的平均速度越大
三、填空题
13．一个质量为的物体，在地面附近以初速度、加速度匀减速竖直上升，则在上升10m的过程中，物体的动能为________J，物体的机械能为________J．
14．自由下落的物体，下落1m和2m时，物体的动能之比是____________；下落1s和2s后物体的动能之比是____________．
15．某网球发射机能够将质量为57.6g的网球发射达到的最大速度，则发射出的网球的动能为________J．如果竖直向上发射，不计空气阻力，能够达到的最大高度为________m．
四、解答题
16．某人将质量为0.2kg的小球斜向上抛出，抛出点距离地面2.6m，抛出时速度大小为12m/s，方向水平方向之间的夹角为30°。取重力加速度g=10m/s2。
(1)若不计空气阻力，求小球落地时的速度大小。
(2)若小球落地时的速度为13m/s，求小球在空中运动过程中克服阻力做的功。
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．如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点的正下方P点。已知重力加速度大小为g。
(1)小球在水平拉力的作用下，从P点缓慢地移动到Q点，求水平拉力F做的功；
(2)小球在水平恒力的作用下，从P点运动到Q点，求小球在Q点的速度大小。
试卷第2页，总2页
试卷第1页，总3页
参考答案
1．B
【详解】
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。
2．A
【详解】
A．轮胎受到地面的摩擦力方向和轮胎的运动方向相反，起到阻力作用，则轮胎受到地面的摩擦力做了负功，A正确。
B．由于轮胎被运动员拉着做匀速率运动，动能没有变化，根据动能定理可知合外力对轮胎做功为零，B错误；
C．合外力做功即拉力做功与摩擦力做功之和等于轮胎动能的改变量，C错误；
D．轮胎受到地面的支持力竖直向上，而位移水平，两者夹角为90°，则支持力对轮胎做功为零，D错误。
故选A。
3．B
【详解】
根据动能定理得
解得
故选B。
4．A
【详解】
设消防员重力为mg，地面对双脚的平均作用力为F，从平台跳下至最低点的过程，据动能定理可得
代入数据可得，故地面对他双脚的平均作用力大约为自身重力的5倍，A正确。
故选A。
5．A
【详解】
A．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；
B．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；
C．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；
D．合力做正功时，动能肯定增加，D错误。
故选A。
6．B
【详解】
物体做变速运动，在t时刻其速度大小是v，在2t时刻其速度大小是nv，故
Ek1
=
mv2
Ek2
=
m(nv)2
故
=
故选B。
7．D
【详解】
设A着地时的速度为v，则B着地时的速度为，杆倒下过程只有球的重力做功，由动能定理得
mg·2L＋mgL＝mv2＋m－0
解得
故选D。
8．A
【详解】
由动能定理可知
此过程中物块克服空气阻力所做的功为
故选A。
9．AB
【详解】
动能是标量，由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关，动能具有相对性，无特别说明，一般指相对于地面的动能。
故选AB。
10．BD
【详解】
A．动能Ek
=
mv2，质量m不变，速度v增大为原来的2倍时，动能Ek增大为原来的4倍，A错误；
B．当速度不变，质量m增大为原来的2倍时，动能Ek也增大为原来的2倍，B正确；
C．若质量减半，速度增大为原来的4倍，则动能增大为原来的8倍，C错误；
D．速度v减半，质量增大为原来的4倍，则
Ek′
=
×
4m()2
=
mv2
=
Ek
即动能不变，D正确。
故选BD。
11．ABC
【详解】
AB．物体相对地面的位移为（x＋L），根据动能定理，对物体有
（F－Ff）（x＋L）=Ek物
对小车有
Ffx
=Ek车
故AB正确；
CD．根据功的定义可知，物体克服摩擦力做功
Wf=Ff（x＋L）
故C正确，D错误。
故选ABC。
12．CD
【详解】
ABC．设斜面的倾角为θ，根据牛顿第二定律可得加速度为
a=gsinθ
可知倾角越大，加速度越大。设底边的长度为L，则斜面的长度为，根据位移时间公式
解得
可知在斜面的倾角小于45度时，倾角越大，时间越短，当斜面的倾角大于45度，倾角越大，时间越长，故AB错误，C正确；
D．根据动能定理得
可知斜面倾角越大，h越大，则到达底端时的速度越大，根据
可知，倾角越大，滑行的平均速度越大，故D正确。
故选CD。
13．36
336
【详解】
[1]由牛顿第二定律可知，物体的合外力为
由动能定理得
代入数据得
解得
[2]以地面为参考平面，物体的重力势能为
物体的机械能为
14．1∶2
1∶4
【详解】
[1]下落h时的速度为，故下落1m和2m的动能之比为；
[2]下落t的速度为，故下落1s和2s的动能之比为
15．28.4
49.3
【详解】
[1]网球动能为
[2]发射后做竖直上抛运动，能达到的最大高度为
16．(1)
；(2)
【详解】
(1)
若不计空气阻力，小球抛出后直到落地，只有重力对小球做了功，由动能定理得
代入数据解得
(2)
若小球落地时的速度为13m/s，则
解得
所以小球克服阻力做的功为。
17．(1)-12J；(2)6J
【详解】
(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)
【详解】
(1)小球缓慢运动，动能变化量为零，由动能定理得
解得
(2)小球从P点运动到Q点，由动能定理得
由题知
F=mg
解得
答案第6页，总7页
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