人教版（2019）必修第二册8.3动能和动能定理同步练习（ Word版含解析）

人教版（2019）必修第二册
8.3动能和动能定理同步练习
一、单项选择题（下列选项中只有一个选项满足题意）
1．如图所示，小球从离地面一定高度处下落，经过、两点的速度大小之比为，经过、两点的动能之比为（　　）
A．
B．
C．
D．
2．足够长的水平传送带以恒定速度v匀速运动，某时刻一个质量为m的小物块被轻放在传送带上，最后小物块的速度与传送带的速度相同。在小物块与传送带间有相对运动的过程中，滑动摩擦力对小物块做的功为W，小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q。则下列判断中正确的是（　　）
A．W=，Q=mv2
B．W=0，Q=2mv2
C．W=，Q=
D．W=mv2，Q=2mv2
3．两个物体A、B的质量之比为mA∶mB＝2∶1，二者初动能相同，它们和水平桌面的动摩擦因数相同，则二者在桌面上滑行到停止经过的距离之比为（　　）
A．xA∶xB＝2∶1
B．xA∶xB＝1∶2
C．xA∶xB＝4∶1
D．xA∶xB＝1∶4
4．如图所示，将3个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了3个不同的三角形，其中1和2的底边相同，2和3的高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从3个木板的顶端由静止释放，物块沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均为μ。在这3个过程中，下列说法正确的是（　　）
A．物块沿着木板1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的
B．沿着木板3下滑到底端时，物块的速度最大
C．物块沿着木板2下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的
D．沿着木板1和2下滑到底端时，物块的速度大小不同；沿着木板2和3下滑到底端时，物块的速度大小相同
5．如图所示，可视为质点、质量m=1kg的一物块置于粗糙水平桌面上的A点，倾角θ=45°的斜面顶端B点位于水平桌面的左端。现用水平拉力F将物块由A点从静止开始拉动，当物块运动到B点时撤去拉力F，物块离开水平桌面后落在斜面上的水平射程为s。已知:第一次F=8N时，s=0.6m。第二次F=6N时，s=0.4m；重力加速度g取10m/s2。则下列说法正确的是（　　）
A．物块第一次离开桌面时的速度大小为3m/s
B．物块第二次离开桌面时的速度大小为2m/s
C．物块第二次落在斜面上的速度大小为4m/s
D．物块与水平桌面间的动摩擦因数为0.2
6．如图，飞机距离水平地面的高度为H，在水平方向以速度v0匀速飞行，到达山坡底端正上方时释放一箱质量为m的救援物资，救援物资打在山坡上的A点，A点的高度为h。不考虑空气阻力的影响，则（　　）
A．这箱物资在空中飞行的时间为
B．这箱物资落到A点时的动能为mg（H-h）
C．A点距山坡底端的水平距离为
D．山坡的倾角θ满足tanθ=
7．把一石块从某高处斜向上抛出，抛出时人对石块做的功为W1，石块从抛出到落地过程中重力对它做的功为W2，克服空气阻力做的功为W3。石块着地时的动能为（　　）
A．W2－W3
B．W2+W3
C．W1+W2+W3
D．W1+W2－W3
8．如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则下列说法错误的是（　　）
A．重力对两物体做的功相同
B．重力的平均功率相同
C．到达底端时重力的瞬时功率PAD．到达底端时两物体的动能相同
9．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R。一个物块质量为m，与轨道的动摩擦因数为μ，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．μmgπR
B．（1－μ）mgR
C．
D．mgR
10．在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到vmax后，立即关闭发动机直至静止，v—t图像如图所示，设汽车的牵引力为F，摩擦力为f，全程中牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则（　　）
A．W1∶W2=1∶1
B．W1∶W2=1∶3
C．F∶f=1∶1
D．F∶f=1∶3
11．如图甲所示，质量为m=4.0kg的物体静止在水平地面上，在水平推力F作用下开始运动，水平推力F随位移x变化的图像如图乙所示（x=4.0
m后无推力存在）。已知物体与地面之间的动摩擦因数μ=0.50，取重力加速度g=10m/s2，下列选项正确的是（　　）
A．物体在水平地面上运动的最大位移是4.0m
B．物体的最大加速度为25m/s2
C．在物体运动过程中推力做的功为200J
D．在距出发点3.0m位置时物体的速度达到最大
12．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）
13．质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力的作用，下落的加速度为g，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．物体重力做功-mgh
B．物体的重力做功mgh
C．物体克服阻力做功mgh
D．物体的动能增加了mgh
14．如图甲所示，质量的小物块在平行斜面向下的恒力作用下，从固定粗糙斜面底端以一定的初速度沿斜面向上运动，力作用一段时间后撤去，以出发点为原点沿斜面向上建立轴，整个运动过程中物块动能随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，斜面倾角，下列说法正确的是（　　）
A．物块与斜面间的动摩擦因数
B．恒力的大小
C．物块回到斜面的底端时速度大小为
D．物块沿斜面上行的加速度大小为
15．如图甲所示，质量m=的物块在恒定拉力F的作用下沿水平面做直线运动，其位移与速度的平方的关系图像如图乙所示。已知拉力F方向与水平方向的夹角为，取0.6，0.8，下列分析正确的是（　　）
A．物块运动的加速度大小为
B．物块运动的初速度大小为
C．物块与水平地面间的动摩擦因数一定为0
D．在内，拉力F所做的功为
16．如图所示，木板可绕固定水平轴O转动。木板从水平位置OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中，物块的重力做功为－2J。用FN表示物块受到的支持力，用Ff表示物块受到的摩擦力。在此过程中，以下判断正确的是（　　）
A．Ff对物块不做功
B．FN对物块做功为2J，Ff对物块不做功
C．FN对物块不做功，Ff对物块做功为2J
D．FN和Ff对物块所做功的代数和为零
17．如图所示，在一平底凹槽内弹射器将一钢珠（可视为质点）从挡板A处以6
m/s的速度水平向右弹射出去，凹槽两端挡板A、B相距5m，钢珠每次与挡板碰撞后均以原速率被反弹回去，现已知钢珠最终停在距A挡板2
m处，且钢珠只与B挡板碰撞了一次，则钢珠与凹槽间的动摩擦因数可能为（取g=10
m/s2）（　　）
A．0.150
B．0.180
C．0.225
D．0.250
18．如图所示，固定斜面高6m，倾角37°。质量为150kg的物体A，受到平行于斜面向上1500N拉力作用，物体沿着斜面向上作匀速直线运动。（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（　　）
A．物体与斜面间的动摩擦因数为0.6
B．当物体受到平行于斜面向上300N拉力时，物体能够沿着斜面向下作匀速直线运动
C．物体从斜面顶端自由滑下，滑到下端点时的动能为3.0×103J
D．物体从斜面顶端自由滑下，滑到下端点时，重力的瞬时功率为
三、综合计算题（要求写出必要的计算过程）
19．如图所示，一质量m=2kg的塑料球从离地面高H=2m处由静止开始下落，陷入沙坑中2
cm深处，下落过程中塑料球克服空气阻力做功W克=4
J，g=10
m/s2。求：
（1）塑料球从开始下落至地面过程中，重力势能的减少量ΔEp；
（2）塑料球落至地面时重力的瞬时功率；
（3）沙子对铅球的平均阻力大小。
20．如图所示，是倾角为的是够长粗糙直轨道，是光滑的圆弧数道，恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为，一个质最为的物本（可以看作质点）从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动。已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道间的动摩擦因数为。求：
（1）物体做往返运动的整个过程中在轨道上通过的总路程：
（2）最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，受到圆弧轨道的支持力的大小；
（3）为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D，释放点距B点的距离L应满足什么条件。
21．如图所示，一个质量m=2kg的物体静止在水平地面上，现施加一个大小为10N方向与水平方向成37°角斜向下的推力F，使其在水平地面上移动了距离s=5m；撤去推力，物体又滑行了一段距离后停止运动。设物体与地面间的动摩擦因数μ=0.25，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）推力F对物体做的功；
（2）撤去推力F时物体的速度大小；
（3）全过程中摩擦力对物体做的功。
22．水平桌面上水平固定放置一光滑的半圆形挡板BDC，其半径为0.6m。一质量为0.2kg的小物块受水平拉力F作用从A点由静止开始向B点作直线运动，当进入半圆形档板BDC瞬间，撤去拉力F，小物块沿档板继续运动，并从C点离开，如右图所示（此图为俯视图）。已知BC在A右侧桌面光滑，左侧桌面与小物块间的动摩擦因数为0.2，AB间距离为1.5m，水平拉力恒为1.0N，。求：
(1)小物块运动到B点时的速度大小；
(2)小物块运动到D点时对档板的压力大小；
(3)计算小物块离开C点后2s发生的位移。
参考答案
1．C
【解析】
根据
可知，经过、两点的速度大小之比为，经过、两点的动能之比为4:9。
故选C。
2．C
【解析】
对小物块进行受力分析，受到重力、支持力、摩擦力，重力和支持力是一对平衡力，根据动能定理可得摩擦力做功
设经过时间t，小物块的速度与传送带的速度相同，此时传送带的位移
因为小物块在传送带上做初速度为0的匀加速直线运动，所以小物块的位移
所以小物块的传送带上的划痕为
又
小物块与传送带间因摩擦产生的热量为
联立解得
故选C。
3．B
【解析】
物体滑行过程中只有摩擦力做功，根据动能定理可得
对A
对B
联立解得：
故选B。
4．A
【解析】
AC．如图所示
设木板的倾角为θ，对应的水平位移为x，则物块沿木板下滑到底端时克服摩擦力做的功
与倾角θ无关。因此物块沿木板3下滑时克服摩擦力做的功最多，物块的机械能损失最大，产生的热量最多，物块沿着木板1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的，故A正确，C错误；
AB．根据动能定理，有
对于木板1、2，x1＝x2，而h1>h2，因此v1>v2；对于木板2、3，x2v3，故CD错误；
故选A。
5．D
【解析】
AB．物体离开B点后做平抛运动，满足
又满足
联立可得
故当s=0.6m时，，当s=0.4m时，，AB错误；
C．物体第二次落在斜面上时，初速度，平抛运动的时间为
此时落在斜面上的速度大小为
C错误；
D．物体由A到B过程，由动能定理可得
当F=8N时，，代入可得
(均为国际单位)
当F=6N时，，代入可得
(均为国际单位)
联立可解得，D正确。
故选D。
6．C
【解析】
A．由
可得这箱物资在空中飞行的时间为
故A错误；
B．不考虑空气阻力的影响，只有重力做功，所以有
可得
故B错误；
C．A点距山坡底端的水平距离即为物资的水平位移，则有
故C正确；
D．山坡的倾角θ满足
故D错误。
故选C。
7．D
【解析】
人对石块做的功为W1，石块从抛出到落地过程中重力对它做的功为W2，克服空气阻力做的功为W3，所以外力的总功是
由动能定理可得，石块落地时的动能为
故选D。
8．B
【解析】
A．重力做功为
下落高度相同，故重力对两物体做的功相同，A正确，不符合题意；
B．B自由下落过程有
解得
A沿斜面下滑过程有
解得
对比可知，由平均功率公式
可知，自由下落过程重力的平均功率较大，B错误，符合题意；
CD．由动能定理得
可知，到底底端的动能相同，速度大小相同，可得两次的瞬时功率分别为
，
故到达底端时重力的瞬时功率PA故选B。
9．B
【解析】
根据动能定理
解得
即物块在AB段克服摩擦力做功
故选B。
10．A
【解析】
AB．对全过程由动能定理可知
故
B错误，A正确；
CD．根据恒力做功公式的
根据图像
所以
CD错误。
故选A。
11．C
【解析】
A
C．由F?~?x图像可知，推力对物体做的功等于图线与坐标轴围成的面积，即
对物块运动的整个过程，根据动能定理可得
代入数据解得
即物体在水平地面上运动的最大位移是10m，故A错误，C正确；
B．分析可知，推力F=?100N时，物体所受合力最大，加速度最大，根据牛顿第二定律得
代入数据解得
故B错误；
D．由图像可知，推力F随位移x变化的数学关系式为
物体的速度最大时，加速度为零，此时有，代入解得
x=3.2m
即在距出发点3.2m位置时物体的速度达到最大，故D错误。
故选C。
12．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。
13．CD
【解析】
AB．物体重力做功
故AB错误；
C．根据牛顿第二定律得
解得阻力大小为
物体克服阻力所做的功
故C正确；
D．根据牛顿第二定律得
根据动能定理得
即物体的动能增加了mgh，故D正确。
故选CD。
14．ABC
【解析】
D．根据匀变速直线运动,结合动能定理有可得，图像的斜率为，图像的斜率是加速度的1倍，物块沿斜面上升的过程中加速度大，即最上面的图线，沿斜面下滑的时候加速度小，从图像中可以看出，物体在下滑过程，距离点为的时候，力撤去，上滑时的加速度大小为
故D错误；
AB．力撤去之前下滑的加速度大小为
对上滑和撤去之前的下滑两个过程根据牛顿第二定律得：
解得
，
故AB正确；
C．物体从最高点位移处到位移处，设在位移处速度为，则，
根据运动学公式，得
物体从位移处下滑到点，设点速度为，此过程加速度为
则有
根据运动学公式得
解得
故C正确；
故选ABC。
15．ACD
【解析】
AB．由速度位移公式可得
图象斜率
即
得
且
得
故A正确，B错误；
C．由图可知，物块先向负方向运动，后向正方向运动，且物块加速度不变，如果动摩擦因数不为0，则物块的加速度不同，所以物块与水平地面间的动摩擦因数一定为0，故C正确；
D．物块向负方向速度减到0的时间为
返回出发点的时间为，再经过物块的速度
由动能定理可知，拉力F所做的功
故D正确。
故选ACD。
16．AB
【解析】
A．摩擦力Ff方向是沿斜面向上的，摩擦力的方向始终和速度方向垂直，所以摩擦力不做功，A正确；
BC．由动能定理可知
解得
C错误B正确；
D．摩擦力不做功，支持力做2J的功，则FN和Ff对物块所做功的代数和为2J，D错误。
故选AB。
17．AC
【解析】
钢珠只与B挡板碰撞了一次，钢珠的滑动路程可能为
或
由动能定理可得
解得
解得
或
所以AC正确；BD错误；
故选AC。
18．BC
【解析】
A．物块向上做匀速运动，则
解得
μ=0.5
选项A错误；
B．当物体能够沿着斜面向下作匀速直线运动时，则
解得
F′=300N
即物体受到平行于斜面向上300N拉力，选项B正确；
C．根据动能定理
解得
Ek=3.0×103J
选项C正确；
D．到达底端时的速度
重力的瞬时功率为
选项D错误。
故选BC。
19．（1）；（2）120W；（3）1820N
【解析】
（1）塑料球从开始下落至落地过程中重力做功
故重力势能的减少量等于重力做功，即
（2）塑料球从开始下落至落地过程中根据动能定理有
即落地时速度
由
（3）整个过程中根据动能定理有
解得
20．（1）8m；（2）7N；（3）
【解析】
（1）因为摩擦力始终对物全做负功，所以物体最终在圆心角为的圆弧轨道上柱复运动，对整体过程由动能定理得
所以总路程为
（2）对B→E过程
联立解得
（3）设物体刚好到D点，则
对全过程由动能定理得
联立解得L应满足的条件为
21．（1）40J；（2）；（3）
【解析】
（1）根据
可知推力F对物体做的功
（2）推力作用下摩擦力大小
根据动能定理
解得
（3）整个运动过程中，根据动能定理
因此全过程中摩擦力对物体做的功
22．(1)3m/s；(2)3N；(3)2.25m
【解析】
(1)A到B过程由动能定理
代入数据得
v0=3
m/s
(2)B到C过程，做匀速圆周运动，在D点，由挡板对物体的支持力提供向心力
根据牛顿第三定律可知小物块运动到D点时对档板的压力大小为3N。
(3)离开C点后，仅受摩擦力，加速度大小为
a=μg=2m/s2
可见物体经过1.5
s即停止。所以在2
s内的位移