動(dòng)能和動(dòng)能定理備課資料

1、動(dòng)能和動(dòng)能定理備課資料1若物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的合外力不為0，則()A物體的動(dòng)能不可能總是不變的B物體的加速度一定變化C物體的速度方向一定變化D物體所受合外力做的功可能為0解析當(dāng)合外力不為0時(shí)，若物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則動(dòng)能不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)F恒定時(shí)，加速度就不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C錯(cuò)誤答案D2一個(gè)學(xué)生用100 N的力，將靜止在球場(chǎng)上的質(zhì)量為1 kg的足球以15 m/s的初速度踢出20 m遠(yuǎn)，則該學(xué)生對(duì)足球做的功為()A112.5 J B2 000 J C1 800 J D無(wú)法確定解析由動(dòng)能定理可知該學(xué)生對(duì)足球所做的功為WEkmv2×1×152 J112.5 J.答案A3一

2、個(gè)人站在高出地面h處，拋出一個(gè)質(zhì)量為m的物體，物體落地時(shí)的速率為v，人對(duì)物體所做的功等于(空氣阻力不計(jì))()Amgh B.mv2C.mv2mgh D.mv2mgh解析根據(jù)動(dòng)能定理知，人對(duì)物體所做的功W人和重力對(duì)物體所做的功mgh之和等于物體動(dòng)能的變化，即W人mghmv20，所以W人mv2mgh.答案C4如圖7710所示，在光滑水平面上，一物體以速率v向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，對(duì)它施加一個(gè)水平向左的恒力，過(guò)一段時(shí)間，物體向反方向運(yùn)動(dòng)再次通過(guò)P點(diǎn)，則物體再次通過(guò)P點(diǎn)的速率()圖7710A大于v B小于vC等于v D無(wú)法確定解析整個(gè)過(guò)程合力不做功，物體的動(dòng)能不變，再次到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速率仍

3、為v.C正確答案C5速度為v的子彈，恰可穿透一固定著的木板，如果子彈速度為2v，子彈穿透木板的阻力視為不變，則可穿透同樣的木板()A2塊 B3塊 C4塊 D5塊解析穿透一塊時(shí)，由動(dòng)能定理可得：FLmv2同理，子彈速度為2v時(shí)，由動(dòng)能定理得：nFLm·(2v)2由可得：n4故答案為C.答案C6如圖7711所示，質(zhì)量為M的木塊靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0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)已知當(dāng)子彈相對(duì)木塊靜止時(shí)，木塊前進(jìn)距離L，子彈進(jìn)入木塊的深度為L(zhǎng)，若木塊對(duì)子彈的阻力F視為恒力，則下列關(guān)系式中正確的是()圖7711AFLMv2BFLmv2CFLm

4、v(Mm)v2DF(LL)mvmv2解析根據(jù)動(dòng)能定理：對(duì)子彈：F(LL)mv2mv，選項(xiàng)D正確；對(duì)木塊：FLMv2，A正確；由以上兩式整理可得FLmv(Mm)v2，C正確答案ACD7如圖7712所示，AB為圓弧軌道，BC為水平直軌道，圓弧的半徑為R，BC的長(zhǎng)度也是R.一質(zhì)量為m的物體，與兩個(gè)軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)都為，當(dāng)它由軌道頂端A從靜止下滑時(shí)，恰好運(yùn)動(dòng)到C處停止，那么物體在AB段克服摩擦力做功為()圖7712A.mgR B.mgRCmgR D(1)mgR解析本題考查了對(duì)變力做功的求解物體從A到B所受彈力要發(fā)生變化，摩擦力大小也要隨之發(fā)生變化，所以求克服摩擦力做的功，不能直接用功的公式求得而在BC

5、段克服摩擦力所做的功，可直接求得對(duì)從A到C全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理即可求出在AB段克服摩擦力所做的功設(shè)物體在AB段克服摩擦力所做的功為WAB，物體從A到C的全過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有mgRWABmgR0所以有WABmgRmgR(1)mgR.答案D8某同學(xué)從h5 m高處，以初速度v08 m/s拋出一個(gè)質(zhì)量為m0.5 kg的橡皮球，測(cè)得橡皮球落地前瞬間速度為12 m/s，求該同學(xué)拋球時(shí)所做的功和橡皮球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)克服空氣阻力做的功(g取10 m/s2)解析本題所求的兩問(wèn)，分別對(duì)應(yīng)著兩個(gè)物理過(guò)程，但這兩個(gè)物理過(guò)程以速度相互聯(lián)系，前一過(guò)程的末速度為后一過(guò)程的初速度該同學(xué)對(duì)橡皮球做的功不能用WFl求出，只能通過(guò)用

6、動(dòng)能定理由外力做功等于球動(dòng)能的變化這個(gè)關(guān)系求出某同學(xué)拋球的過(guò)程，球的速度由零增加為拋出時(shí)的初速度v0，故拋球時(shí)所做的功為：W J16 J.橡皮球拋出后，重力和空氣阻力做功，由動(dòng)能定理得：mghWfmv2mv，解得：Wfmv2mvmgh5 J.即橡皮球克服空氣阻力做功為5 J.答案16 J5 J9質(zhì)量為1 500 kg的汽車在平直的公路上運(yùn)動(dòng)，vt圖象如圖7713所示由此可求()圖7713A前25 s內(nèi)汽車的平均速度B前10 s內(nèi)汽車的加速度C前10 s內(nèi)汽車所受的阻力D15 s25 s內(nèi)合外力對(duì)汽車所做的功解析在vt圖象中圖線與坐標(biāo)軸所圍成的面積代表位移，因此只要求得位移的大小，利用公式，即可

7、解得平均速度，故A對(duì)圖線的斜率代表加速度，由公式a得，前10 s內(nèi)加速度a m/s22 m/s2，故B對(duì)由牛頓第二定律得：FFfma，因不知牽引力F，故無(wú)法求得阻力Ff，C錯(cuò)由動(dòng)能定理可求得15 s25 s內(nèi)合外力所做的功，即Wmv2mv2×1 500×(302202)J3.75×105 J，故D對(duì)答案ABD10如圖7714所示，質(zhì)量為m的小車在水平恒力F推動(dòng)下，從山坡底部A處由靜止起運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B，獲得速度為v，AB的水平距離為s.則下列說(shuō)法正確的是()圖7714A小車克服重力所做的功是mghB合力對(duì)小車做的功是mv2C推力對(duì)小車做的功是FsmghD小車克

8、服阻力做的功是mv2mghFs解析設(shè)克服阻力做的功為Wf，由動(dòng)能定理可得FsmghWfmv20，得WfFsmghmv2，故D錯(cuò)誤；因?yàn)镕是水平恒力，s是水平位移，推力對(duì)小車做的功可由Fs計(jì)算，故C錯(cuò)；由動(dòng)能定理可知，B正確；克服重力做功為mgh，A也正確，故正確答案為A、B.答案AB11一輛汽車以v16 m/s的速度沿水平路面行駛時(shí)，急剎車后能滑行s13.6 m，如果以v28 m/s的速度行駛，在同樣的路面上急剎車后滑行的距離s2應(yīng)為()A6.4 m B5.6 m C7.2 m D10.8 m解析急剎車后，車只受摩擦力的作用，且兩種情況下摩擦力大小是相同的，汽車的末速度皆為零，故：Fs10mv

9、Fs20mv式除以式得故得汽車滑行的距離s2s12×3.6 m6.4 m.答案A12如圖7715所示，斜面長(zhǎng)為s，傾角為，一物體質(zhì)量為m，從斜面底端的A點(diǎn)開始以初速度v0沿斜面向上滑行，斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物體滑到斜面頂端B點(diǎn)時(shí)飛出斜面，最后落在與A點(diǎn)處于同一水平面上的C處，則物體落地時(shí)的速度大小為多少？圖7715解析對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程，由動(dòng)能定理可得：mgscos mvmv所以vC.答案13一艘由三個(gè)推力相等的發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)的氣墊船在湖面上，由靜止開始加速前進(jìn)s距離后，關(guān)掉一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，氣墊船勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)氣墊船將運(yùn)動(dòng)到碼頭時(shí)，又關(guān)掉兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，最后它恰好停在碼頭，則三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)都關(guān)

10、閉后，氣墊船通過(guò)的距離是多少？解析設(shè)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力是F，湖水的阻力是Ff.當(dāng)關(guān)掉一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，氣墊船做勻速運(yùn)動(dòng)，則：2FFf0，F(xiàn)f2F.開始階段，氣墊船做勻加速運(yùn)動(dòng)，末速度為v，氣墊船的質(zhì)量為m，應(yīng)用動(dòng)能定理有(3FFf)smv2，得Fsmv2.又關(guān)掉兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，氣墊船做勻減速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用動(dòng)能定理有Ffs10mv2，得2Fs1mv2.所以s1，即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后氣墊船通過(guò)的距離為.答案14如圖7716所示，質(zhì)量m1 kg的木塊靜止在高h(yuǎn)1.2 m的平臺(tái)上，木塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，用水平推力F20 N，使木塊產(chǎn)生位移l13 m時(shí)撤去，木塊又滑行l(wèi)21 m后飛出平臺(tái)，求木塊落地時(shí)速度的大小

11、圖7716解析物體運(yùn)動(dòng)分為三個(gè)階段，先是在l1段勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后是在l2段勻減速直線運(yùn)動(dòng)，最后是平拋運(yùn)動(dòng)考慮應(yīng)用動(dòng)能定理，設(shè)木塊落地時(shí)的速度為v，整個(gè)過(guò)程中各力做功情況分別為：推力做功WFFl1，摩擦力做功Wfmg(l1l2)，重力做功WGmgh，對(duì)整個(gè)過(guò)程由動(dòng)能定理得Fl1mg(l1l2)mghmv20，代入數(shù)據(jù)解得v8 m/s.答案8 m/s.1關(guān)于動(dòng)能概念及公式WEk2Ek1的說(shuō)法中正確的是()A若物體速度在變化，則動(dòng)能一定在變化B速度大的物體，動(dòng)能一定大CWEk2Ek1表示功可以變成能D動(dòng)能的變化可以用合力做的功來(lái)量度解析：選D.速度是矢量，而動(dòng)能是標(biāo)量，若物體速度只改變方向，不改

12、變大小，則動(dòng)能不變，A錯(cuò)誤；由Ekmv2知B錯(cuò)誤；動(dòng)能定理WEk2Ek1表示動(dòng)能的變化可用合力做的功量度，但功和能是兩個(gè)不同的概念，有著本質(zhì)的區(qū)別，故C錯(cuò)誤，D正確2在下列幾種情況下，甲、乙兩物體的動(dòng)能相等的是()A甲的速度是乙的2倍，甲的質(zhì)量是乙的B甲的質(zhì)量是乙的2倍，甲的速度是乙的C甲的質(zhì)量是乙的4倍，甲的速度是乙的D質(zhì)量相同，速度大小也相同，但甲向東運(yùn)動(dòng)，乙向西運(yùn)動(dòng)解析：選CD.由Ekmv2知，A、B錯(cuò)誤，C正確；動(dòng)能是標(biāo)量，D正確3一輛汽車以v16 m/s的速度沿水平路面行駛時(shí)，急剎車后能滑行s13.6 m，如果以v28 m/s的速度行駛，在同樣路面上急剎車后滑行的距離s2應(yīng)為()A6

13、.4 mB5.6 mC7.2 m D10.8 m解析：選A.法一：急剎車后，汽車做勻減速運(yùn)動(dòng)，且兩種情況下加速度大小是相同的，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得v2as1v2as2兩式相比得故汽車滑行距離s2·s12×3.6 m6.4 m.法二：急剎車后，車只受摩擦阻力的作用，且兩種情況下摩擦力大小是相同的，汽車的末速度皆為零，據(jù)動(dòng)能定理得Fs10mvFs20mv式除以式得：故得汽車滑行距離s2s12×3.6 m6.4 m.4物體在合外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的v­t圖象如圖所示下列表述正確的是()A在01 s內(nèi)，合外力做正功B在02 s內(nèi)，合外力總是做負(fù)功C在12 s內(nèi)，合外

14、力不做功D在03 s內(nèi)，合外力做的功為0解析：選AD.由v­t圖知01 s內(nèi)，v增加，動(dòng)能增加，由動(dòng)能定理可知合外力做正功，A正確.12 s內(nèi)v減小，動(dòng)能減小，合外力做負(fù)功，可見B、C錯(cuò)誤.03 s過(guò)程的初、末速度都為零，則WEk0，故D正確5一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量m5×103 kg，起飛過(guò)程中從靜止開始勻加速滑行的路程為x5.3×102 m時(shí)，達(dá)到起飛速度v60 m/s，在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重力的k倍(k0.02)，求飛機(jī)受到的牽引力解析：以飛機(jī)為研究對(duì)象，它受到重力、支持力、牽引力和阻力作用，這四個(gè)力做的功分別為WG0，W支0W牽FxW阻kmgx由

15、動(dòng)能定理得Fxkmgxmv20解得：Fkmg N1.8×104 N.答案：1.8×104 N一、單項(xiàng)選擇題1一物體速度由0增加到v，再?gòu)膙增加到2v，外力做功分別為W1和W2，則W1和W2的關(guān)系是()AW1W2 BW22W1CW23W1 DW24W1解析：選C.W1mv20，W2m(2v)2mv2mv2，則W2W131.2從空中某一高度同時(shí)以大小相等的速度豎直上拋、豎直下拋兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球，不計(jì)空氣阻力，在小球落至地面的過(guò)程中，它們的()A動(dòng)能變化量不同，速度變化量相同B動(dòng)能變化量和速度變化量均相同C動(dòng)能變化量相同，速度變化量不同D動(dòng)能變化量和速度變化量均不同解析：選C

16、.根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)豎直上拋和豎直下拋，均可得到方程mghmv2mv，所以在小球從拋出到落到地面的過(guò)程中動(dòng)能的變化量是相等的，都等于mgh；而速度的變化量，對(duì)豎直上拋的小球?yàn)関1vv0，對(duì)豎直下拋的小球?yàn)関2vv0，正確選項(xiàng)為C.3一質(zhì)量為2 kg的滑塊，以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，從某時(shí)刻起，在滑塊上作用一向右的水平力經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴遥笮? m/s，在這段時(shí)間水平力所做的功為()A0 B8 JC16 J D32 J解析：選A.由動(dòng)能定理得：Wmvmv0，故A正確4一個(gè)25 kg的小孩從高度為3.0 m的滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時(shí)的速度為2.0 m/

17、s.取g10 m/s2，關(guān)于力對(duì)小孩做的功，以下結(jié)果正確的是()A合外力做功50 JB克服阻力做功500 JC重力做功500 JD支持力做功50 J解析：選A.重力做功WGmgh25×10×3 J750 J，C錯(cuò)誤；小孩所受支持力方向垂直于滑梯斜面，與速度方向垂直，故支持力做的功為零，D錯(cuò)誤；合外力做的功W合Ek0，即W合mv2×25×22 J50 J，選項(xiàng)A正確；由動(dòng)能定理得WGW阻Ek0，故W阻mghmv2750 J50 J700 J，B錯(cuò)誤5.(2013·濟(jì)南高一檢測(cè))如圖所示，木塊m沿固定的光滑斜面從靜止開始下滑，當(dāng)下降h高度時(shí)，重力的

18、瞬時(shí)功率是()Amg Bmgcos Cmgsin Dmgsin 解析：選D.設(shè)木塊下降高度h時(shí)的速率為v，由動(dòng)能定理得mghmv2，所以v，故此時(shí)重力的瞬時(shí)功率Pmgvcosmg sin mgsin ，D正確二、多項(xiàng)選擇題6關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合外力、合外力做的功及動(dòng)能變化的關(guān)系，下列說(shuō)法不正確的是()A合外力為零，則合外力做功一定為零B合外力做功為零，則合外力一定為零C合外力做功越多，則動(dòng)能一定越大D動(dòng)能不變化，則物體合外力一定為零解析：選BCD.合外力為零，則物體可能靜止，也可能勻速直線運(yùn)動(dòng)，這兩種情況合外力做功均為零，或這兩種運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能均不變，所以合外力做功一定為零，A正確；合外力做功為零

19、或動(dòng)能不變，合外力不一定為零，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故B、D錯(cuò)誤；合外力做功越多，動(dòng)能變化越大，而不是動(dòng)能越大，故C錯(cuò)誤7質(zhì)量為m的物體，從靜止開始以ag的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)h，下列說(shuō)法中正確的是()A物體的動(dòng)能增加了mghB物體的動(dòng)能減少了mghC物體的勢(shì)能減少了mghD物體的勢(shì)能減少了mgh解析：選AD.物體的合力F合mamg，向下運(yùn)動(dòng)h時(shí)合力做功WF合hmgh，根據(jù)動(dòng)能定理，物體的動(dòng)能增加了mgh，A正確，B錯(cuò)誤；向下運(yùn)動(dòng)h過(guò)程中重力做功mgh，物體的勢(shì)能減少了mgh，C錯(cuò)誤，D正確8如圖所示，在外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的v­t圖象為正弦曲線從圖中可以判斷()A在0t1時(shí)間內(nèi)，外力做正功

20、B在0t1時(shí)間內(nèi)，外力的功率逐漸增大C在t2時(shí)刻，外力的功率最大D在t1t3時(shí)間內(nèi)，外力做的總功為零解析：選AD.由動(dòng)能定理可知，在0t1時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)速度越來(lái)越大，動(dòng)能越來(lái)越大，外力一定做正功，故A項(xiàng)正確；在t1t3時(shí)間內(nèi)，動(dòng)能變化量為零，可以判定外力做的總功為零，故D項(xiàng)正確；由PF·v知0、t1、t2、t3四個(gè)時(shí)刻功率為零，故B、C都錯(cuò)誤9.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一個(gè)半徑為R的半圓形軌道OQP，其中Q是半圓形軌道的中點(diǎn)，半圓形軌道與水平軌道OE在O點(diǎn)相切，質(zhì)量為m的小球沿水平軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)O點(diǎn)進(jìn)入半圓形軌道，恰好能夠通過(guò)最高點(diǎn)P，然后落到水平軌道上，不計(jì)一切摩擦阻力，下列說(shuō)法正確的是()A小球落地時(shí)的動(dòng)能為2.5mgRB小球落地點(diǎn)離O點(diǎn)的距離為2RC小球運(yùn)動(dòng)到半圓形軌道最高點(diǎn)P時(shí)，向心力恰好為零D小球到達(dá)Q點(diǎn)的速度大小為解析：選ABD.小球恰好通過(guò)P點(diǎn)，mgm得v0.根據(jù)動(dòng)能定理mg·2Rmv2mv得mv22.5mgR，A正確由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)得t ，落地點(diǎn)與O點(diǎn)距離xv0t2R，B正確P處小球重力提供向心力，C錯(cuò)誤從Q到P由動(dòng)能定理mgRm()2mv得vQ，D正確三、非選擇題10一列車的質(zhì)量為5.0×105 kg，在平直的軌道上以額定功率3 000 kW加速行駛，當(dāng)速度由10 m/s加速到所能達(dá)到的最大速度30 m/s時(shí)，共用了