1.3 动能和动能定理 同步训练— 2020-2021学年鲁科版（2019）高中物理必修第二册word版含答案

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…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
第3节
动能和动能定理
一、单选题
1.手持物体使其加速上升的过程中，手对物体的支持力所做的功等于（??
）
A.?物体动能的增加量?????B.?物体势能的增加量?????C.?物体机械能的增加量?????D.?物体克服重力所做的功
2.汽车在平直公路上行驶，当速度从0增加到v时，合外力做功为W1；速度从v增加到2v时，合外力做功为W2
．
W1与W2之比为（
??）
A.?1:1????????????????????????????????????????B.?1:2????????????????????????????????????????C.?1:3????????????????????????????????????????D.?1:4
3.“歼－20”飞机在航母甲板上降落后，在勾住阻拦索减速滑行的过程中，阻拦索对“歼－20”做功和“歼－20”动能变化的情况分别是（
??）
A.?做负动，动能减少?????????B.?做负功，动能增加?????????C.?做正功，动能减少?????????D.?做正功，动能增加
4.如图所示，用同种材料制成的一个轨道，AB段为
圆弧，半径为R，水平放置的BC段长度为R．一小物块质量为m，与轨道间的动摩擦因数为μ，当它从轨道顶端A由静止下滑时，恰好运动到C点静止，那么物块在AB段克服的摩擦力做的功为（??
）
A.?μmgR??????????????????????????B.?mgR（1－μ）??????????????????????????C.?πμmgR??????????????????????????D.?mgR
5.如图甲所示，一可视为质点的小球，沿光滑足够长的斜面由静止开始下滑，其动能与运动位移之间的关系如图乙所示。则对该图象斜率
的物理意义，下列说法中正确的是（??
）
A.?表示小球所受合力的大小????????????????????????????????????B.?表示小球的质量
C.?表示小球沿斜面下滑的加速度大小??????????????????????D.?表示小球沿斜面下滑的速度大小
6.一质量为1kg、速度为2m/s的玩具汽车，关闭电源后，在水平地面上继续运动了0.5m后停了下来，该玩具汽车受到的阻力为（??
）
A.?1N????????????????????????????????????????B.?2N????????????????????????????????????????C.?3N????????????????????????????????????????D.?4N
7.一颗质量为0.05kg的子弹以300m/s的速度打穿一块厚度为5cm的木板后速度变为100m/s，则子弹打穿木板的过程，木板对子弹的平均阻力为（??
）
A.?2×103N?????????????????????????????B.?4×103N?????????????????????????????C.?2×104N?????????????????????????????D.?4×104N
8.如图所示，一颗0.1kg子弹以500m/s的速度打穿第一块固定木板后速度变为300m/s，则这个过程中子弹克服阻力所做的功为（??????
）
A.?8000J???????????????????????????????B.?4500J???????????????????????????????C.?12500J???????????????????????????????D.?无法确定
9.在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，若画出W－v的图象，应为图中的哪一个（??
）
A.???????????????????????????????????????????B.???
C.??????????????????????????????????????????????D.?
10.一辆质量为2.0×103kg的汽车在平直公路上行驶，它的加速度与位移关系图像如图所示，在0～8m过程中汽车增加的动能为（??
）
A.?1.2×104J???????????????????????????B.?2.4×104J???????????????????????????C.?3.6×104J???????????????????????????D.?4.8×104J
二、多选题
11.质量为2kg的物体，放在动摩擦因数μ=0.1的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示，重力加速度g取10m/s2
，
则此物体（??
）
A.?在位移为s=9m时的速度是
m/s???????????????????B.?在位移为s=9m时的速度是3m/s
C.?在OA段运动的加速度是2.5m/s2?????????????????????????D.?在OA段运动的加速度是1.5m/s2
12.汽车以恒定的功率
在水平路面行驶，在时间
内速度由
达到最大速度
。若汽车的位移为
，阻力恒为
，则在此过程中，发动机做功为（??
）
A.??????????????????????????????????B.??????????????????????????????????C.??????????????????????????????????D.?
13.某同学将质量为1kg的物体由静止竖直向上提升到1m时，物体的速度为2m/s，g
取10m/s2
,则：(??
)
A.?合外力做功12J????????B.?合外力做功2J????????C.?物体克服重力做功12J????????D.?手对物体的拉力做功12J
14.如图所示，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块后不再穿出，此时木块动能增加了6J，那么此过程产生的内能可能为（??
）
A.?7J?????????????????????????????????????????B.?6J?????????????????????????????????????????C.?5J?????????????????????????????????????????D.?8J
15.2020年12月25日，国产C919大型客机飞抵呼伦贝尔海拉尔东山国际机场，开展高寒试验试飞专项任务。已知此客机质量为m，起飞前，在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速，经过时间t速度达到v，此过程飞机发动机输出功率恒为P，所受阻力恒为f，那么在这段时间内（???
）
A.?飞机做匀加速运动，加速度大小
?????????????????????B.?飞机位移大小为
C.?飞机受到的合外力所做的功为
????????????????????????D.?飞机受到的阻力所做的功为
三、实验探究题
16.某学习小组在“探究功与速度变化的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置
（1）按如图所示将实验仪器安装好，同时平衡________，确定方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做________运动；
（2）当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0
，
当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次第4次…实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0……，每次实验中山静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出，关于该实验，下列说法正确的是____
A.实验中使用的若干条橡皮筋的原长可以不相等
B.每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
C.根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算
D.利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次做出
、W－
、W－
、W2－vm
，
W3－vm……的图像，得出合力做功与物体速度变化的关系
（3）图乙给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量橡皮筋做功后小车获得的最大速度，应选用纸带的________部分进行测量（根据图乙所示的纸带用字母表示）
四、计算题
17.如图所示，水平平台上有一个质量m=50kg的物块，站在水平地面上的人用跨过定滑轮的细线向右拉动物块，细绳不可伸长。不计滑轮的大小、质量和摩擦。在人以速度v从平台边缘正下方匀速向右前进x的过程中，始终保持桌面和手的竖直高度差h不变。已知物块与平台间的动摩擦因数μ=0.5，v=0.5m/s，x=4m，h=3m，g=10m/s2.求人克服绳的拉力做的功。
18.某地平均风速5m/s，空气密度1.2Kg/m3
．
有一风车叶片转动时可形成半径为12m的圆面；若风车能将此圆面内10%的气流转化为电能．则该风车带动的发电机的功率是多少？
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
C
【解析】【解答】手持物体使其加速上升的过程中，手对物体的支持力为物体受到的非重力以外的力，非重力以外的力做功等于物体机械能的增加量，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】对物体进行受力分析，合外力做功对应故物体动能的变化量，合外力对物体做正功，物体的动能增加，除重力以外的其他力做功对应物体机械能的变化量，除重力以外的其他力对物体做正功，机械能增加。
2.【答案】
C
【解析】【解答】由动能定理可知
同理
故W1：W2=1:3
故答案为：C。
【分析】根据
动能定理分别求出两个过程合力做的功，再进行比较。
3.【答案】
A
【解析】【解答】歼-20做减速运动，速率减小，则动能减少。阻拦索对歼-20的作用力方向与歼-20运动的方向相反，则阻拦索对歼-20做负功.
故答案为：A
【分析】对物体进行受力分析，合外力做功对应故物体动能的变化量，合外力对物体做正功，物体的动能增加。
4.【答案】
B
【解析】【解答】设在AB段物块克服摩擦力做的功为W，则物块由A到B运用动能定理可得
物块由B到C运用动能定理可得
联立解得W=mgR（1－μ），B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对物体进行受力分析，结合物体的初末速度，对物体的运动过程应用动能定理求解外力做功。
5.【答案】
A
【解析】【解答】根据动能定理
则该图象斜率
，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】对物体进行受力分析，合外力做功对应故物体动能的变化量，合外力对物体做正功，物体的动能增加，结合物体的初末速度和受力情况列方程求解即可。
6.【答案】
D
【解析】【解答】根据动能定理
解得
故答案为：D。
【分析】对物体进行受力分析，对物体的运动过程应用动能定理求解汽车受到的阻力。
7.【答案】
D
【解析】【解答】由动能定理
解得f=4×104N
故答案为：D。
【分析】对物体进行受力分析，结合子弹的初末速度，对物体的过程应用动能定理求解平均作用力。
8.【答案】
A
【解析】【解答】在子弹穿木块的过程中，设它克服阻力做功为
，根据动能定理得：
，代入数据得：
=8000J，A符合题意。
故答案为：A
【分析】利用子弹穿过木板过程中动能定理可以求出克服阻力所做的功。
9.【答案】
B
【解析】【解答】由动能定理
可知当初速度
时有
，B符合题意。
故答案为：B
【分析】利用动能定理可以判别功和动能关系的图像。
10.【答案】
B
【解析】【解答】由动能定理可得，增加的动能为
再根据图象的面积关系，可得
故答案为：B。
【分析】利用动能定理结合图像面积可以求出汽车增加的动能大小。
二、多选题
11.【答案】
B,D
【解析】【解答】AB．对于前9m过程，根据动能定理，有
解得
A不符合题意，B符合题意；
CD．对于前3m过程，根据动能定理，有
解得
根据速度位移公式，有
解得
C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】对物体进行受力分析，合外力做功对应故物体动能的变化量，合外力对物体做正功，物体的动能增加，结合物体的初末速度和受力情况列方程求解即可。
12.【答案】
A,C
【解析】【解答】A．汽车以恒定功率行驶，发动机做功为
，A符合题意；
BC．汽车速度达到最大时，加速度为0，此时牵引力等于阻力，最大速度满足
则牵引力做功（即发动机做功）可表示为
B不符合题意，C符合题意；
D．根据动能定理可知
D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】对汽车进行受力分析，结合汽车的初末速度，对汽车的运动过程应用动能定理求解外力做功。
13.【答案】
B,D
【解析】【解答】AB.
合外力的功等于物体动能的变化量，
，A不符合题意B符合题意。
CD.
克服重力做功
，因为合力做功2J，所以手对物体做功为
，C不符合题意D符合题意。
故答案为：BD
【分析】利用公式W=Fs
cosα求解外力做功即可，其中α是力与位移的夹角；对物体进行受力分析，合外力对物体做的功为物体动能的改变量，除重力以外的其他力做的功，为物体机械能的改变量。
14.【答案】
A,D
【解析】【解答】子弹射入木块过程中，系统所受合外力，动量守恒，由动量守恒定律和功能关系求出木块增加的动能范围，再进行选择．设子弹的初速度为V，射入木块后子弹与木块共同的速度为v，木块的质量为M，子弹的质量为m．根据动量守恒定律得：
得，
，木块获得的动能为
，系统产生的内能为
，可得
，AD符合题意．
故答案为：AD
【分析】子弹盒物体两个物体组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解末速度，利用初末动能做差求解内能。
15.【答案】
B,D
【解析】【解答】A．对飞机受力分析有
随着速度增大，合力减小，加速度减小，所以飞机做变加速运动。A不符合题意；
BCD．根据动能定理得
解得
飞机受到的阻力所做的功为
故答案为：BD。
【分析】当飞机在额定功率下运动，随着速度的增大，结合牛顿第二定律可以判别其加速度不断减小；利用动能定理可以求出飞机位移的大小；利用动能定理可以求出阻力做功的大小；合力做功为牵引力做功及阻力做功之和。
三、实验探究题
16.【答案】
（1）摩擦力；匀速直线
（2）B,D
（3）GJ
【解析】【解答】（1）应将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡，其目的为了使绳橡皮筋对小车做的功等于合力对小车做的功。确定方法是轻推小车，根据打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，如果点迹均匀则为匀速运动。（2）A．实验中应选取相同的橡皮筋，A不符合题意；
B．小车应从同一位置由静止释放，B符合题意；
C．本实验的是探究橡皮筋做的功与物体获得速度的关系，这个速度是指橡皮筋做功完毕时的速度，而不整个过程的平均速度，C不符合题意；
D．数据分析时，应做出不同的图像探究功与速度变化的关系，D符合题意。
故答案为：BD。（3）使橡皮筋的弹性势能全部转化为小车的动能后，小车做匀速运动，纸带GJ符合要求。
【分析】（1）实验需要平衡摩擦力，致使小车做匀速直线运动；
（2）实验使用的橡皮筋规格必须相同；测量小车获得的速度需要测量做功结束后的速度大小；
（3）实验应该选择小车做匀速直线运动的纸带进行测量。
四、计算题
17.【答案】解：设人发生x的位移时，沿绳方向的速度与水平方向的夹角为θ，
由运动的分解可得，物体的速度
由几何关系得：
在此过程中，物体的位移s为：
物体克服摩擦力做的功为：
对物块，由动能定理得：
所以人克服物块拉力做的功为：
【解析】【分析】本题考查运动的合成与分解、动能定理．；绳两端的物体的速度等于绳子收缩的速度，等于人运动的沿绳子方向的分速度，以及能够灵活运用动能定理．
18.【答案】解答：首先可以求出在时间t内作用于风车的气流质量为：m=πr2υtρ，
这些气流的动能为
mυ2；
转变的电能为：E=
mυ2×10%，
故风车带动电动机功率为：P=E/t=
πr2ρυ3×10%
代入数据以后得：P=3.4kW
答：该风车带动的发电机功率是3.4kW
【解析】【分析】时间t内冲击风车的气流的体积V=SL=Svt
，
再利用m=ρV求出质量，最后根据能量守恒定律列式求解电功率．