2018高中物理第四章機械能和能源動能和動能定理練習(提高篇)教科版必修2

1、動能和動能定理（提高篇）一、選擇題：1 如圖中 ABCD 是一條長軌道，其中 AB 段是傾角為二的斜面，CD 段是水平的，BC 是與 AB 和 CD 都相切的 一小段圓弧，其長度可以忽略不計。一質(zhì)量為m 的小滑塊在 A 點從靜止狀態(tài)釋放，沿軌道滑下，最后停在D 點?，F(xiàn)用一與軌道平行的力推滑塊，使它緩慢地由D 點回到 A 點。設(shè)滑塊與軌道間的動摩擦因數(shù)為卩,則推力對滑塊做的功等于（）A. mgh B . 2mgh C .Jmg （l h/sin旳 D .Jmg（l hcot v）2.個質(zhì)量為 0.3kg 的彈性小球，在光滑水平面上以6m/s 的速度垂直撞到墻上，碰撞后小球沿相反方向運動，反彈后的

2、速度大小與碰撞前相同。則碰撞前后小球速度變化量的大小.v和碰撞過程中墻對小球做功的大小 3 為（）A.LV=0B .-v = 12m/sC .W = 0D .W = 10.8J3.如圖所示， 板長為I,板的 B 端靜放有質(zhì)量為 m 的小物塊 P,物體與板動摩擦因數(shù)為卩,開始時板水平,若緩慢轉(zhuǎn)過一個小角度a的過程中，物體保持與板相對靜止，則這個過程中（）A. 摩擦力對 P 做功為mgcos l （1 - cos：）B. 摩擦力對 P 做功為mg sinl（1-cos）C.彈力對 P 做功為mg cos：l sin :-D.板對 P 做功為mgl sin :4.速度為V的子彈，恰好可以穿透一塊固定

3、著的木板，如果子彈速度為2V，子穿透時阻力視為不變，則可穿透同樣的木板（）A. 2 塊 B . 3 塊 C . 4 塊 D . 1 塊5.水平鐵軌上停著一輛礦車，煤礦工人用水平力F 推動礦車從靜止開始運動了位移S 后停止推車，礦車2在軌道上又滑行了 3S 后停了下來，那么礦車受到的阻力為（）A. F B.F /2C.F/3D.F/46. 一木塊靜止在光滑水平面上， 有一子彈水平射入木塊 2 cm 而相對靜止，同時間內(nèi)木塊被帶動前移了1cm,則子彈損失的動能、木塊獲得的動能以及子彈與木塊共同損失的動能三者之比為（）A. 3:1:2 B . 3:2:1 C . 2:1:3 D . 2:3:17.如

4、圖，質(zhì)量為 m 的小球用輕繩懸掛在 0 點，在水平恒力F =mgta作用下，小球從靜止開始由A 經(jīng)B 向 C 運動。則小球（ ）A. 先加速后減速B. 在 B 點加速度為零C. 在 C 點速度為零D. 在 C 點加速度為 gtan0二、解答題：1.如圖所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪K, 一條不可伸長的輕繩繞過 K 分別與物塊 A、B 相連，A、B 的質(zhì)量分別為 nA、m.開始時系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).現(xiàn)用一水平恒力F 拉物塊 A,使物塊 B 上升.已知當 B 上升距離為 h 時，B 的速度為 v.求此過程中物塊 A 克服摩擦力所做的功.（重力加速度為 g）2如圖，汽車在平直路面上勻速運

5、動，用跨過光滑定滑輪的輕繩牽引輪船，汽車與滑輪間的繩保持水平。當牽引輪船的繩與水平方向成0角時，輪船速度為 v，繩的拉力對船做功的功率為P, （1）此時繩對船的拉力為多少？ （ 2）若汽車還受到恒定阻力 f 則汽車發(fā)動機的輸出功率為多少？3.雜技演員在進行“頂桿”表演時，用的是一根質(zhì)量可忽略不計的長竹竿，質(zhì)量為30 kg 的演員自桿頂由靜止開始下滑，滑到桿底時速度正好為零。已知竹竿底部與下面頂桿人肩部之間有一傳感器，傳感器顯 示頂桿人肩部的受力情況如圖所示，取g= 10 m/s2。求：3（1）桿上的人下滑過程中的最大速度；（2）竹竿的長度。360 - 1 - 1IIIiL 80 I:IWInI

6、n44.一輛汽車的質(zhì)量是5 103kg，發(fā)動機的額定功率為 60kW 汽車所受阻力恒為 5000 N 如果汽車從靜止開始以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運動，功率達到最大后又以額定功率運動了一段距離后汽車達到了最大速度，在整個過程中，汽車運動了125 m.問在這個過程中，汽車發(fā)動機的牽引力做功多少？下面是甲、乙兩位同學的解法：甲同學：t2S罕；5-22.36sW =Pt =6 10422.36J= 1.34 106J乙同學：F=m 卄 f=7500 NW =Fl =7500 125 =9.375 105J請對上述兩位同學的解法做出評價，若都不同意請給出你的解法。5如圖所示，靜止在水平桌面的

7、紙帶上有一質(zhì)量為0.1kg 的小鐵塊，它離紙帶的右端距離為0.5 m,鐵塊2與紙帶間動摩擦因數(shù)為 0.1 .現(xiàn)用力向左以 2m/s 的加速度將紙帶從鐵塊下抽出，不計鐵塊大小，鐵塊不滾動，求：(1) 將紙帶從鐵塊下抽出需要多長時間？(2) 紙帶對鐵塊做多少功？6如圖甲所示，物塊與質(zhì)量為m 的小球通過不可伸長的輕質(zhì)細繩跨過兩等高定滑輪連接。物塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置上，小球與右側(cè)滑輪的距離為I。開始時物塊和小球均靜止，將此時傳感裝置的示數(shù)記為初始值?，F(xiàn)給小球施加一始終垂直于I 段細繩的力，將小球緩慢拉起至細繩與豎直方向成 60角，如圖乙所示，此時傳感裝置的示數(shù)為初始值的1.25

8、 倍；再將小球由靜止釋放，當運動至最低位置時，傳感裝置的示數(shù)為初始值的0.6 倍。不計滑輪的大小和摩擦，重力加速度的大小為g。求:(1)物塊的質(zhì)量；(2)從釋放到運動至最低位置的過程中，小球克服空氣阻力所做的功。7 .現(xiàn)有下列器材：電火花打點計時器、重物、紙帶、鐵架臺、直尺、鉛筆等.試設(shè)計一個實驗，研究合 外力做的功與物體速度的關(guān)系.要求：(1)構(gòu)思實驗方案；(2) 說明操作方法、測量方法和測量數(shù)據(jù)；(3) 說明探究功與速度關(guān)系的方法.5&某實驗小組采用如圖所示的裝置探究“功與速度變化的關(guān)系”，圖中小車中可放置砝碼，實驗中，小6車碰到制動裝置時，鉤砝尚未到達地面，打點計時器工作頻率為(

9、1) 實驗的部分步驟如下：1在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細線連接小車和鉤碼；2將小車停在打點計時器附近， _, _，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下列點，_ ;3改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復的操作.(2)如圖所示是鉤碼質(zhì)量為 0.03 kg，砝碼質(zhì)量為 0.02 kg 時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點0及 A、B C、D 和 E 五個計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點到D 的距離 x 及對應(yīng)時刻小車的瞬時速度V,請將 C 點的測量結(jié)果填在表中的相應(yīng)位置.紙常逮動方向丨血4&0.EirfTTpftTpni|nnpTrtpnT|rfi叩屮叫刖pii屮A

10、qiu屮iifj川屮川|恤屮Ocm 12345678910 H 12ffl 7-6-16歩帶的測量結(jié)果測量點r/cmv/(m -s3)00.000, 35A1+510.403+200,45CD7. 150. 54E9. 410.60【答案與解析】一、選擇題：1. B解析：從 A 到 D 和從 D 到 A,摩擦力做功相同，設(shè)為Wf。從 A 到 D 根據(jù)動能定理：mgh Wf= 0。從 D 到 A 的過程，設(shè)推力對滑塊做功為 W 由動能定理得W，Wf- mgh =0，兩式連立可得W =2mgh，故 B 選項正確。2. BC解析：速度變化量為 LV 二-V-V = -2v,(設(shè)碰前速度方向為正)，其

11、大小為 2v=12m/s，故 B 正確；碰撞 前后動能沒有變化，即 AE=0，根據(jù)動能定理，知 W=0 故 C 選項正確。25 Hz .7Ek3=Eki-Ek2二Ffd.即三者之比為(d l): l: d=3:1:2 .7、ACD一1解析：根據(jù)動能定理：(mg ta nR Lsi n 2門-mgL(1 - cos2)-0,解得 vC=0,所以小球先加速2mvC運動，后加速運動，故 A、C 正確；小球做圓周運動在 B 點有向心加速度，故 B 錯誤；在 C 點時，因為速 度為 0 ,所以向心力為零，即指向圓心方向的合力為 0 ,沿切線方向的合力Ft= mg sin2 - mg tanvcos2v

12、- mg tan，所以在 C 點的加速度為g tan，故 D 正確。&故選：ACD二、解答題：121.WFf二Fh -mBgh (mAmB)v2解析：研究對象為AB 所組成的系統(tǒng)，當 B 的速度為 v 時，A 的速度也為 v,對系統(tǒng)應(yīng)用動能定理有12WF-WFf -WGB(mAmB)v -0.212即Fh -WFf-mBgh(mAmB)v -0.2/ 12得WFf二Fh-mBgh(mAmB)v.2P2.解析：由功率公式：P二Fvcos，解得繩對船的拉力 FT,此時汽車的速度v汽二v船COST,vcos日所以汽車勻速運動，汽車發(fā)動機的輸出功率PB二Pf FT二fvcos：P。3.D解析：

13、因為彈力和摩擦力都是變力，不能通過W = Fl來求，但是板對 P 做功可以通過動能定理來求，因為板始終保持相對靜止，故合外力做功為零，即W板-mgls in：=00,所以板對 P 做功為mgl si n：。4.C解析:12根據(jù)動能定理 fs =0 mv,2fs=0-mv)2工1m4v2,s:s =1:4，故 C 選項正確。2 25.D解析:F 做功位移為 S,阻力做功位移為4S,根據(jù)動能定理正確。6. A解析:設(shè)子彈Ff，木塊移動l，子彈在木塊中深度為d，則據(jù)動能定理，子彈損失的動能EkFf(d l),木塊獲得的動能Ek2=Ffl.子彈和木塊共同損失的動能為83.(1)v =4m/ s(2)

14、s=6m解析：(1)以人為研究對象，人加速下滑過程中受重力和桿對人的作用力F1,由題圖可知，人加速下滑過程中桿對人的作用力F1為 180 N由牛頓第二定律得9得 t=1s。12=a?t = 1m/ s,W = :EKmv鐵塊0.05J.（1）分別對開始時和細繩與豎直方向成60時兩個狀態(tài)進行（1）設(shè)開始時細繩的拉力大小為F1，物塊質(zhì)量為 M 由平衡條件得當細繩與豎直方向的夾角為60時，設(shè)細繩的拉力大小為T2,傳感裝置的示數(shù)為 F2，據(jù)題意可知,F2=1.25F1，由平衡條件得對小球，T2=mgcos60mg - F(= maa =4m/s21s 末人的速度達到最大，則v=al =4m/s（mg

15、F2）S2 =0減速下降時，由動能定理得12mv ,2代入數(shù)據(jù)解得s2 = 4m，s= $ s2= 6m。4.解析：甲、乙兩位同學的解法都不正確。甲同學把 125 m 全部當作勻加速直線運動的位移，來求牽引力做功，而汽車在做勻加速運動的過程中功率是逐漸變大的，這一步驟又錯了。F 是汽車做勻加速運動時的牽引力，當汽車以額定功率行求出運動時間 t，這一步就錯了，然后又用公式 W=Pt而乙同學的做法中，第一步是正確的，但力駛時，牽引力是變力，做功不能用W=Fs 來計算。正確的解法是：汽車行駛的最大速度為p 6104vm/ sf 5000= 12m /s12根據(jù)動能定理得W - fs mv - 02W

16、mv2fs = 9.85 105J2。5. （ 1）t=1s（ 2）W=0.05J解析：（1）設(shè)紙帶的加速度為2a1= 2m/s , a2二Jga1，鐵塊的加速度為212=1m/s , La-|t2a2。1a22t2S鐵塊a2t2,W2二fs二Jmgs鐵塊=0.05J,V鐵塊6、解析：X,傳感裝置的初始值為對小球，T1=mg對物塊，F(xiàn)1+=Mg10對物塊，F(xiàn)2+T2=Mg聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得M=3m (2)設(shè)小球運動至最低位置時速度的大小為v,從釋放到運動至最低位置的過程中，小球克服阻力所做的功為f由動能定理得12mgl(1cos60 ) -Wfmv2在最低益，設(shè)細繩的拉力大小為T3,傳感裝置的

17、示數(shù)為 F3，據(jù)題意可知，F(xiàn)3=0.6F1，對小球，由牛頓第二定律得2vT3-mg二m7. (1)實驗方案：讓重物牽動紙帶做自由落體運動，重物下落不同的高度時，重力做的功也不相同，由 此可以取得不同的重力做功的數(shù)值.2由打點計時器打出的紙帶可以求出物體下落不同高度時瞬時速度.3研究重力做的功與物體獲得速度的關(guān)系.(2) 操作方法：1將電火花打點計時器固定在鐵架臺上，使兩個限位孔在同一豎直平面內(nèi)且在同一豎直線上，以減小 紙帶與限位孔間的摩擦，保證重力做的功就是外力對重物做的總功.2紙帶穿過限位孔，打開開關(guān)，放手讓重物自由下落，打出紙帶.3取點跡清楚的紙帶，用直尺測量第一個點到其他各點的距離：hl、h2、h3、hn,計算重物下落不同的高度時重力做的功：W=mgh, W2= mgh、W= mgh、 、W=mgh.4運用時間中點的即時速度等于這一過程的平均速度，測出重物在下落不同高度時瞬即時速度VI、V2、V3、Vn.(3) 探究功與速度的關(guān)系：1規(guī)定適當?shù)臉硕?，建立W-V坐標系，描出一系列的點：(V1,W、(V2,W、(Vn,W.2用平滑的曲線連接各點，得到一