2020高中物理課時(shí)提升作業(yè)十五7.7動(dòng)能和動(dòng)能定理(含解析)新人教必修2

1、動(dòng)能和動(dòng)能定理(40分鐘100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題7分,共56分)1. (多選)關(guān)于動(dòng)能，下列說法正確的是()1A. 公式Ek=mv中的速度v 一般是物體相對(duì)于地面的速度B. 動(dòng)能的大小由物體的質(zhì)量和速率決定，與物體運(yùn)動(dòng)的方向無關(guān)C. 一定質(zhì)量的物體動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化,但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化D. 動(dòng)能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)【解析】選A、B、C。動(dòng)能是標(biāo)量，與速度的大小有關(guān)，而與速度的方向無關(guān)，B對(duì)。公式中的 速度是相對(duì)于地面的速度，A對(duì)。一定質(zhì)量的物體的動(dòng)能變化時(shí) ，速度的大小一定變化，但速 度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，但速度變化，故選

2、項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤。2. 一人用力踢質(zhì)量為 1 kg的靜止足球，使足球以10 m/s的水平速度飛出，設(shè)人踢足球的平均作用力為200 N，足球在水平方向滾動(dòng)的距離為20 m，則人對(duì)足球做的功為(g取10 m/s2)( )A. 50 J B.200 J C.4 000 J D.6 000 J【解析】 選A。人對(duì)足球做功的過程只是在踢球的瞬間，球在空中飛行以及在地面上滾動(dòng)的過程中，都不是人在做功，所以人對(duì)足球做功的過程就是足球獲得動(dòng)能的過程。根據(jù)動(dòng)能定義1E= m$得，人對(duì)足球做的功為 50 J。3. (2016 四川高考)韓曉鵬是我國首位在冬奧會(huì)雪上項(xiàng)目奪冠的運(yùn)動(dòng)員。他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中

3、沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對(duì)他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J。韓曉鵬在此過程中世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào) 35684178()A.動(dòng)能增加了 1 900 JB.動(dòng)能增加了 2 000 JC.重力勢(shì)能減小了 1 900 J D.重力勢(shì)能減小了 2 000 J【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析：(1) 動(dòng)能定理：合外力做功等于動(dòng)能的增量。(2) 重力做功等于重力勢(shì)能的變化量。【解析】 選C。由動(dòng)能定理得 W合=1 900 J-100 J=1 800 J, 動(dòng)能增加了 1 800 J,故A、B錯(cuò);14.如圖所示,AB為匚圓弧軌道,BC為水平直軌道,圓弧的半徑為 R,BC的

4、長度也是R。一質(zhì)量為 m的物體，與兩個(gè)軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為 卩,當(dāng)它由軌道頂端 A從靜止開始下落時(shí)，恰好運(yùn) 動(dòng)到C處停止,那么物體在 AB段克服摩擦力所做的功u mgRA. JC.mgRBD.(1- )mgR【解析】 選D。設(shè)物體在 AB段克服摩擦力所做的功為 WAb,BC段摩擦力做功-卩mgR故物體從A運(yùn)動(dòng)到C的全過程，由動(dòng)能定理得：mgR-WAr卩mgR=0解得:WAB=mgR- mgR=(1-卩)mgR，故 D正確。5.（多選）質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上 ，質(zhì)量為m的子彈以速度vo沿水平方向射中木 塊并最終留在木塊中與木塊一起以速度 v運(yùn)動(dòng)。當(dāng)子彈進(jìn)入木塊的深度為 s時(shí)相對(duì)木塊靜

5、止這時(shí)木塊前進(jìn)的距離為 L。若木塊對(duì)子彈的阻力大小 F視為恒定，下列關(guān)系正確的是（）Mv2A.FL=-niv2B.Fs=-2IIVo (m + M)vC.Fs=-27叫mv22 2D.F(L+s)=- 一【解析】選A、C、D。由動(dòng)能定理得:-F（L+s）=2111叫m十m- -2 md-m ,FL=匚 M&,故 Fs= -v2,故A、C、D項(xiàng)正確。6.（多選）（2016 全國卷川）如圖，一固定容器的內(nèi)壁是半徑為 R的半球面；在半球面水平直徑 的一端有一質(zhì)量為 m的質(zhì)點(diǎn)P。它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過程中，克服摩擦力做的功為 W重力加速度大小為 g。設(shè)質(zhì)點(diǎn)P在最低點(diǎn)時(shí)，向心加速度的大小為

6、a,容器對(duì)它的支持力大小為N,則世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)35684179（）A.a=2(mgR - W)mR3mgR - 2WC.N= *【解析】選A、C。由2（mgR-W）B.a= l：lK2(mgR -W)D.N=P點(diǎn)到最低點(diǎn)，由動(dòng)能定理得 mgR-W= mV再由a=得a= I川； ,A正確,B錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)支持力與重力的合力充當(dāng)向心力，根據(jù)牛頓第二2V3mgR 一 2W,C正確，D錯(cuò)誤。定律得N-mg=m ,可得N=7.（多選）如圖所示，質(zhì)量為m的小車在水平恒力 F推動(dòng)下，從山坡（粗糙）底部A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B,獲得速度為v,A、B之間的水平距離為x,重力加速度為g。下列說法正確的是

7、（）A.小車克服重力所做的功是mghB. 合外力對(duì)小車做的功是1? 2C. 推力對(duì)小車做的功是mv+mgh172D. 阻力對(duì)小車做的功是 mv+mgh-Fx1【解析】選A、B、D。重力做功WG=-mgh,A對(duì)。推力做功 WF=Fx= m/+mgh-VfC錯(cuò)。根據(jù)動(dòng)能定理 W+W+W= m&,即合外力做功md,B 對(duì)。由上式得阻力做功W= m-W-W= mf+mgh-Fx，D 正確。8. （多選）物體沿直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示，已知在第1 s內(nèi)合力對(duì)物體做的功為W，則A.從第末到第末合力做的功為4WB.從第末到第末合力做的功為-2WC.從第末到第末合力做的功為D.從第末到第末合力做的功為-0

8、.75W【解析】選C、D。物體在第1 s末到第3 s末做勻速直線運(yùn)動(dòng)，合力為零，做功為零，故A錯(cuò)誤；從第3 s末到第5 s末動(dòng)能的變化量與第1 s內(nèi)動(dòng)能的變化量相反，合力的功相反，等于 -W，故B錯(cuò)誤；從第5 s末到第7 s末動(dòng)能的變化量與第1 s內(nèi)動(dòng)能的變化量相同，合力做功 相同，即為W故C正確。從第3 s末到第4 s末動(dòng)能變化量是負(fù)值，大小等于第1 s內(nèi)動(dòng)能3的變化量的小物塊落地點(diǎn)距飛出點(diǎn)的水平距離s。 ,則合力做功為-0.75W,故D正確。二、計(jì)算題（本題共2小題,共44分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位）9. （22分）一輛汽車在平直公路上行駛，受到恒定的阻力作用

9、。已知阻力大小為Ff,汽車的質(zhì)量為m（1）若汽車在恒定的牽引力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，求汽車行駛的距離為s時(shí)的速度v和功率P1。（2）若汽車以額定功率由靜止啟動(dòng)，當(dāng)行駛的時(shí)間為t時(shí)，速度達(dá)到最大值Vm求汽車的額定功率P0及在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移s?！窘馕觥浚?）汽車以恒定牽引力運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理得：Fs-FfS2(F - Ff)s汽車的功率:Pi=Fv=F(2)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度達(dá)到最大值,由平衡條件可得,此時(shí)的牽引力F =Ff；由P=FV可知,汽車的額定功率 FO=FVn=FfVm,由動(dòng)能定理得：Pot-FfS-O2In vm 1 -2-tIV解得 S =Vnt-2(F - Ff)s2(F

10、 - Ff)s答案：(1)2F(2)F fVm Vnt-10. (22分)如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊在粗糙水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)距離I后以速度v飛離桌面，最終落在水平地面上。已知I =1.4m,v=3.0m/s,m=0.10kg,物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25,桌面高h(yuǎn)=0.45m。不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s1 小物塊落地時(shí)的動(dòng)能 E。 小物塊的初速度大小 V0。12 2【解析】(1)由于h= gt s=vt 解得s=0.9m。求：世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào) 356841801根據(jù)動(dòng)能定理 mgh=E- J mV1解得 E=mgh+ m#=0.9J1 1- -2 由動(dòng)能定理-卩mg =-

11、 m/- ：m故Vo= J U + 2隅I八；1l,im/s=4 m/s答案：(1)0.9m(2)0.9 J (3)4 m/s【能力挑戰(zhàn)區(qū)】1. 如圖所示，將質(zhì)量m=2 kg的一個(gè)小球從離地面 H=2 m高處由靜止開始釋放，落入泥潭并陷 入泥中h=5 cm深處。不計(jì)空氣阻力，求泥對(duì)小球的平均阻力。（g取10 m/s2） 世紀(jì)金榜導(dǎo) 學(xué)號(hào) 35684181【解析】小球的整個(gè)下落過程分為兩段 ，由題圖可知，第一段是空中的自由下落運(yùn)動(dòng) ，只受重力作用；第二段是在泥潭中的運(yùn)動(dòng)，受重力和泥的阻力。兩階段的聯(lián)系是，前一段的末速度等于后一段的初速度?？紤]用牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解解法一（應(yīng)用牛頓第二定律

12、與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解）:小球在空中做自由落體運(yùn)動(dòng)，落地速度：v= I ：匚11。,或者由動(dòng)能定理求解。在泥潭中的運(yùn)動(dòng)階段，設(shè)小球做減速運(yùn)動(dòng)的加速度的大小為（Ia,則有v2=2ah,解得ag。由牛頓第二定律：-mg=ma,H H 十 h 2 + 0.05| r所以泥對(duì)小球的平均阻力=m(g+a)=m(g+ g)= mg= dx 2X 10N=820N解法二（應(yīng)用動(dòng)能定理分段求解）:1設(shè)小球剛落入泥潭時(shí)的速度為V,對(duì)小球在空中運(yùn)動(dòng)階段應(yīng)用動(dòng)能定理,有:mgH= mv-0;對(duì)小球在泥潭中運(yùn)動(dòng)階段應(yīng)用動(dòng)能定理，有：mgh- h=0- ?2mv。由以上兩式解得泥對(duì)小球的平均阻力：_ H + h 2 + 0.

13、05F = h mg= !：門 1 x 2X 10N=820 No解法三(應(yīng)用動(dòng)能定理整體求解):對(duì)小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)階段應(yīng)用動(dòng)能定理，有：mg(H+h)- h=0-0。所以,泥對(duì)小球的平均阻力：H 十 h 2 + 0.05if =丨】 mg= 山門-x 2X 10N=820 No答案:820N2. (2016 天津高考)我國將于2022年舉辦冬奧會(huì)，跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一。 如圖所示,質(zhì)量m=60kg的運(yùn)動(dòng)員從長直助滑道AB的A處由靜止開始以加速度a=3.6m/s2勻加速滑下，到達(dá)助滑道末端 B時(shí)速度VB=24m/s,A與B的豎直高度差 H=48mo為了改變運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向，在助滑道

14、與起跳臺(tái)之間用一段彎曲滑道銜接，其中最低點(diǎn) C處附近是一段以 O為圓心的圓弧。助滑道末端B與滑道最低點(diǎn)C的高度差h=5m,運(yùn)動(dòng)員在B、C間運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力35684182做功 W=-1530J,g取10m/s2。世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)(1)求運(yùn)動(dòng)員在AB段下滑時(shí)受到阻力 Ff的大小。 若運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點(diǎn)所在圓弧的半徑 R至少應(yīng)為多【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下四點(diǎn)進(jìn)行分析：(1) 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出滑道 AB的長度。(2) 分析運(yùn)動(dòng)員在 AB段的受力情況，運(yùn)用牛頓第二定律求解運(yùn)動(dòng)員在AB段下滑時(shí)受到阻力Ff。(3) 對(duì)BC段應(yīng)用動(dòng)能定理，求出運(yùn)動(dòng)員通過 C點(diǎn)時(shí)的速度。(4) 運(yùn)動(dòng)員通過C點(diǎn)時(shí)重力和支持力的合力提供向心力?！窘馕觥?1)運(yùn)動(dòng)員在AB上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)AB的長度為X,則有2=2ax 由牛頓第二定律知Hmg-Ff=ma 聯(lián)立式，