2020-2021学年高一下学期物理人教版必修2课时训练：7.7 动能和动能定理 Word版含答案

动能和动能定理练习
一、单选题
用的力将静止的足球以的初速度沿水平方向踢出20米，则人对球做功为
A.
B.
C.
D.
无法确定
如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高。质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g，质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为
A.
B.
C.
D.
如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静开始向右运动，重力加速度大小为g，则小球运动到其轨迹最高点时的动能为：
A.
2mgR
B.
3mgR
C.
4mgR
D.
5mgR
某同学在开展研究性学习的过程中，利用加速度传感器研究质量为的物体由静止开始做直线运动的规律，并在计算机上得到了前内物体加速度随时间变化的图象，如图所示．设第内运动方向为正方向，则下列说法正确的是
A.
物体先向正方向运动，后向负方向运动
B.
物体在第末的动能为
C.
物体在第末的速度最大
D.
前内合外力做的功等于前内合外力做的功
从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用．距地面高度h在3m以内时，物体上升、下落过程中动能随h的变化如图所示．重力加速度取该物体的质量为
A.
2kg
B.
C.
1kg
D.
如图所示，质量为m的物体置于光滑水平面上，一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上，另一端在力F作用下，物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角时绳以速度竖直向下运动，此过程中，绳的拉力对物体做的功为
A.
B.
C.
D.
如图所示，质量为m的小滑块可视为质点，从高为h的A点由静止开始沿斜面下滑，停在水平地面上的B点斜面和水平面之间由小圆弧平滑连接。要使滑块能原路返回，在B点需给小滑块的瞬时冲量最小应是
A.
B.
C.
D.
在离地高为H处落下一小球，小球在空中运动所受空气阻力是它重力的k倍，而小球与地面相碰后，能以相同的速率反弹，则小球从释放开始直到多次跳动后停止，通过的总路程为??
????
A.
H?
??????
B.
kH
C.
D.
小明和小强在操场上一起踢足球。若足球质量为m，小明将足球以速度v从地面上的A点踢起。当足球到达最高点B位置时距离地面高度为h，如图所示，不计空气阻力，则下列说法中正确的是
A.
小明对足球做的功等于
B.
小明对足球做的功等于
C.
足球在最高点B位置处的动能为0
D.
足球在最高点B位置处的动能为
如图所示，半径为R的圆弧轨道固定在竖直平面内，一质量为m的小球由距槽口M正上方3R的O点无初速度释放，经过一段时间小球运动到圆弧轨道的最高点N，且此时小球与轨道之间压力的大小为重力加速度为g，则对小球由O到N的过程，下列描述正确的是?
???
A.
小球在N点的速度大小为
B.
小球在N点具有的重力势能为mgR
C.
合力对小球做功为2
mgR
D.
摩擦力对小球做功为
二、多选题
在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到一定值后立即关闭发动机，汽车继续滑行直到停止。这辆汽车图象如图所示，设在汽车行驶的整个过程中，汽车的牵引力和汽车所受的阻力都是恒定的，汽车牵引力大小为F，阻力大小为f在汽车行驶的整个过程中，牵引力做功为，克服阻力做功为，则?
A.
F：：1
B.
F：：1
C.
：：1
D.
：：5
如图所示为某段滑雪雪道模型图已知雪道倾角为，总质量为包括雪具在内的滑雪运动员从距离底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度的大小为，在他从上而下滑到底端的过程中，下列说法正确的是???
A.
运动员获得的动能为mgh
B.
运动员克服摩擦力做功为
C.
下滑过程中系统减少的机械能为
D.
下滑过程中系统减少的机械能为mgh
如图所示，在光滑的水平面内建立xOy坐标，质量为m的小球以某一速度从O点出发后，受到一平行于y轴方向的恒力作用，恰好通过A点，已知小球通过A点的速度大小为，方向沿x轴正方向，且OA连线与Ox轴的夹角为。则
A.
恒力的方向一定沿y轴负方向
B.
恒力在这一过程中所做的功为
C.
恒力在这一过程中的冲量大小为
D.
小球从O点出发时的动能为
一滑块从固定光滑斜面顶点由静止释放，沿斜面下滑的过程中，滑块的动能与运动时间t、下滑高度h、运动位移s之间的关系图像正确的是
A.
B.
C.
D.
三、计算题
如图所示，光滑曲面与粗糙平面平滑连接，质量为的滑块B静止在光滑曲面的底端，质量为的滑块A由曲面上高度处无初速释放，滑到底端和滑块B发生弹性正碰，已知两滑块与平面间的动摩擦因数均为，重力加速度求：
滑块A滑到底端与B碰撞前瞬间的速度大小；
碰后滑块B在粗糙平面上滑行的距离L．
如图所示，长为4
m的水平轨道AB，与半径为的竖直的半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为2
kg的滑块可视为质点，在水平向右、大小为14N的恒力F作用下，从A点由静止开始运动到B点，滑块与AB间的动摩擦因数为，BC间粗糙，取求：
滑块到达B处时的速度大小；
若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？
如图甲所示，质量的物体静止在光滑水平面上，时刻，物体受到一个变力F作用，时，撤去力F，某时刻物体滑上倾角为的粗糙斜面；已知物体从开始运动到斜面最高点的图象如图乙所示，不计其他阻力，取求：
变力F做的功。
物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率。
物体回到出发点的速度。
如图所示，水平传送带左端与光滑水平面平滑连接，右端与竖直面内的光滑四分之一圆弧轨道BC的最低端B平滑连接，传送带长为L，一轻弹簧放在水平面上，弹簧左端与竖直墙壁相连，用质量为m的滑块压缩弹簧，当物块压缩弹簧至A点时由静止释放，物块被弹簧弹开，结果刚好能滑到传送带的右端，此过程传送带静止不动，物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g。
求刚开始释放物块时，弹簧具有的弹性势能；
若让传送带顺时针转动，仍将物块压缩弹簧至A点，由静止释放物块，物块被弹簧弹开后滑上传送带，要使传送带对物块尽可能多的做功，传送带的速度至少多大？物块获得的最大动能为多少？
若传送带以问中最小速度顺时针转动，物块从A点被弹出到第三次滑过B点的过程中，带动传送带的电动机因物块在传送带上滑动额外多做的功为多少？
答案和解析
1.【答案】B
【解答】
对人开始踢球到离开脚过程，由动能定理得：，故B正确，ACD错误。
2.【答案】C
【解答】
质点经过Q点时，由重力和轨道的支持力提供向心力，由牛顿第二定律得：，由题有：，可得：，质点自P滑到Q的过程中，由动能定理得：，得克服摩擦力所做的功为，故C正确，ABD错误．
3.【答案】A
【解答】
小球从a点到c点根据动能定理，有，且，解得小球到c点时的动能，速度大小为，方向竖直向上，则竖直方向向上还能上升的距离为2R，由运动学规律水平方向的位移为2R，由动能定理，得，故A正确，BCD错误。
故选A。
4.【答案】D
【解答】
由图象可知，物体在内物体沿正方向做加速运动，在内沿正方向做减速运动，故在第3s末物体的速度最大，在第4s末距离出发点最远，故AC错误；
图象的“面积”大小等于速度变化量，则在前4s内物体速度的变化量等于前2s内速度变化量，为，则第4s末的速度为，动能为，由动能定理得，前4s内合外力做的功等于前2s内合外力做的功，故B错误，D正确。
故选D。
5.【答案】C
【解答】
根据动能定理可得：，解得斜率的大小为；
上升过程中：
下落过程中：
设与运动方向相反的外力为F，根据牛顿第二定律可得：
上升过程中：，
下落过程中：，
联立解得：。
故C正确，ABD错误。
故选C。
6.【答案】D
【解答】
将物体的运动分解为沿绳子方向的运动以及垂直绳子方向的运动，则由三角函数可解得：当物体运动到绳与水平方向夹角时物体的速度为v，则，则，物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角过程中，物体只受绳子拉力做功，由动能定理得：绳的拉力对物体做的功，故ABC错误，D正确。
故选D。
7.【答案】A
【解答】
滑块从A到B过程，根据动能定理，有：，
滑块从B返回A过程，根据动能定理，有：，
联立解得：；
在B点需给物体的瞬时冲量等于动量的增加量，故，故A正确，BCD错误。
故选A。
8.【答案】C
【解答】
运用动能定理研究小球从开始下落到停止弹跳为止的过程，
开始运动时，物体的速度为零，最后静止速度也为零，
整个过程重力做功
我们可以把整个过程分为若干个单方向过程，每一个单方向过程阻力做功为
所以整个过程阻力做功，其中X为若干个单方向过程位移大小之和，也就是路程，
利用动能定理列式有解得，故C正确，ABD错误；
故选C。
9.【答案】B
【解答】
解：选取足球被踢的过程，由动能定理可知：小明对足球做的功，故A错误B对．?
足球在运动到最高点时，竖直分速度为0，但水平速度分速度不为0，故运动不为0，故C错。
足球在从A到B运动的过程中，重力做负功，动能减少，故不可以大于?，故D错。
10.【答案】A
【解答】
A、由题意可知，小球在N点时，轨道对小球的作用力为，由牛顿第二定律有，解得，故A正确；
B、重力势能的大小与参考面的选取有关，因此小球在N点具有的重力势能不能确定，故B错误；
C、对小球由O点运动到N点的过程，由动能定理得，
由以上整理可得，故C错误；
D、对小球由O点运动到N点的过程，由动能定理得，解得，故D错误．
故选A。
11.【答案】BC
【解析】解：对全过程由动能定理可知，故：：1，
根据恒力做功公式的：
由图可知：s：：6
所以F：：1，故BC正确，AD错误。
12.【答案】BC
【解答】
A.运动员运动员下滑的距离：；，由运动学公式可得：，得：；动能为：，故A错误；
B.由动能定理可知；解得克服摩擦力做功：，故B正确；
机械能的减小量等于阻力所做的功，故下滑过程中系统减少的机械能为，故C正确，D错误。
故选：BC。
13.【答案】AD
【解答】
小球受到恒力作用做匀变速曲线运动，利用逆向转换方法，小球做类平抛运动。由此可判断恒力方向一定沿y轴负方向。由可得，小球经过坐标原点时，沿y轴方向的分速度，沿x轴方向的速度仍为。小球从O点出发时的动能，恒力在这一过程中所做的功为，恒力在这一过程中的冲量大小。故AD正确，BC错误。
故选AD。
14.【答案】BC
【解答】
设滑块的加速度为a，则t时刻滑块的动能为，图象应是抛物线。的图像应该为过原点的倾斜直线，故A错误，B正确；
C.根据动能定理得出，滑块下滑高度为h时的动能为，故图线为正比例函数图线，故C正确；
D.根据动能定理得出，当下滑的位移为s时，，其中的角度为斜面的倾角，故图线为正比例函数图线，故D错误；
故选BC。
15.【答案】解：物块A下滑，动能定理：?
??
弹性碰撞，动量守恒：?
能量守恒：?
解得：
碰后B匀减速直线运动，由动能定理：
得．
16.【答案】解：轨道AB长，滑块从A到B的过程中，由动能定理有：
解得：??
当滑块恰好能到达C点时，应有：
滑块从B到C的过程中，由动能定理：
联立解得：，即克服摩擦力做功为11J。
17.【答案】解：物体1s末的速度?，根据动能定理得：
变力F做的功?J。
物体在斜面上升的最大距离：
????m
物体到达斜面时的速度?，到达斜面最高点的速度为零，根据动能定理：
?
解得：?J
物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率。
设物体重新到达斜面底端时的速度为，则根据动能定理：
，
计算得出：解得：?
此后物体做匀速直线运动，到达原出发点的速度为?。
18.【答案】解：由能量守恒可知；
物块在传送带上时传送带一直对物块做功，则物块一直处于加速状态，设物块到传送带右端时速度为v，根据功能关系：
；解得：；
即传送带的速度至少为；物块获得的最大动能；
设物块滑上传送带时的初速度为，则；解得；
物块在传送带上运动的加速度，在传送带上运动的时间；
第一次经过传送带电动机额外多消耗的电能为
得：；
根据运动的对称性可知，物块第二次经过传送带所用时间仍为；
第二次经过传送带电动机额外多消耗的电能；
第三次经过传送带与第一次经过传送带运动相同；
因此第三次经过传送带电动机额外多消耗的电能仍为；
三次经过传送带电动机共额外多消耗的电能为。
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