新教材高中物理第八章機(jī)械能守恒定律3動(dòng)能和動(dòng)能定理作業(yè)含解析新人教版必修第二冊(cè)

PAGEPAGE6動(dòng)能和動(dòng)能定理eq\f(合格考訓(xùn)練,25分鐘·滿分60分)一、選擇題(本題共8小題，每題6分，共48分)1．在水平路面上，有一輛以36km/h行駛的客車，在車廂后座有一位乘客甲，把一個(gè)質(zhì)量為4kg的行李以相對(duì)客車5m/s的速度拋給前方座位的另一位乘客乙，則以地面為參考系行李的動(dòng)能和以客車為參考系行李的動(dòng)能分別是(B)A．200J50J B．450J50JC．50J50J D．450J450J解析：行李相對(duì)地面的速度v＝v車＋v相對(duì)＝15m/s，所以行李的動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝450J。行李相對(duì)客車的速度v′＝5m/s，所以行李的動(dòng)能Ek′＝eq\f(1,2)mv′2＝50J。2．如圖，某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度。木箱獲得的動(dòng)能一定(A)A．小于拉力所做的功 B．等于拉力所做的功C．等于克服摩擦力所做的功 D．大于克服摩擦力所做的功解析：A對(duì)、B錯(cuò)：由題意知，W拉－W阻＝ΔEk，則W拉＞ΔEk；C、D錯(cuò)：W阻與ΔEk的大小關(guān)系不確定。3．如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相同的物體a和b處于同一高度，a自由下落，b沿固定光滑斜面由靜止開始下滑，不計(jì)空氣阻力。兩物體到達(dá)地面時(shí)，下列表述正確的是(C)A．a(chǎn)的速率大 B．b的速率大C．動(dòng)能相同 D．速度相同解析：根據(jù)動(dòng)能定理有：mgh＝eq\f(1,2)mv2－0知：高度相同，所以末動(dòng)能相等，速度的大小相等，但方向不同。故本題選C。4．(2021·普寧市華美實(shí)驗(yàn)學(xué)校高一月考)某學(xué)生在體育場(chǎng)上拋出鉛球，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。已知在B點(diǎn)時(shí)的速度與加速度相互垂直，則下列說法中正確的是(C)A．從A到D加速度與速度的夾角先減小后增大B．D點(diǎn)的加速度比C點(diǎn)加速度大C．D點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大D．從A到D速率逐漸增大解析：從A到D是斜拋運(yùn)動(dòng)，加速度豎直向下，速度方向是切線方向，則夾角不斷減小，故A錯(cuò)誤；拋體運(yùn)動(dòng)，只受重力，加速度恒為g，不變，故B錯(cuò)誤；從C到D合力做正功，由動(dòng)能定理可知，動(dòng)能增大，則D點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大，故C正確；從A到D，重力先做負(fù)功后做正功，則速率先減小后增大，故D錯(cuò)誤。5．如圖所示，在輕彈簧的下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球A，將小球A從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，小球A能夠下降的最大高度為h。若將小球A換為質(zhì)量為3m的小球B，仍從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則小球B下降hA．eq\r(\f(4gh,3)) B．eq\r(4gh)C．eq\r(2gh) D．eq\r(\f(gh,2))解析：小球A下降h過程，設(shè)彈簧的彈力做功為W，根據(jù)動(dòng)能定理，有：mgh－W＝0，小球B下降h過程，根據(jù)動(dòng)能定理，有3mgh－W＝eq\f(1,2)·3mv2－0，聯(lián)立解得，v＝eq\r(\f(4gh,3))，故選A。6．(2021·嘉興市第五高級(jí)中學(xué)高一月考)如圖所示，AB為四分之一圓弧軌道，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)軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ，它由軌道頂端A從靜止開始下滑，恰好運(yùn)動(dòng)到C處停止，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，那么物體在AB段克服摩擦力所做的功為(D)A．eq\f(1,2)μmgR B．eq\f(1,2)mgRC．mgR D．(1－μ)mgR解析：設(shè)物體在AB段克服摩擦力所做的功為WAB，對(duì)物體從A到C的全過程，由動(dòng)能定理得mgR－WAB－μmgR＝0，故WAB＝mgR－μmgR＝(1－μ)mgR。7．(多選)改變汽車的質(zhì)量和速度大小，都能使汽車的動(dòng)能發(fā)生變化，則下列說法中正確的是(BD)A．質(zhì)量不變，速度增大到原來的2倍，動(dòng)能增大為原來的2倍B．速度不變，質(zhì)量增大到原來的2倍，動(dòng)能增大為原來的2倍C．質(zhì)量減半，速度增大到原來的4倍，動(dòng)能增大為原來的2倍D．速度減半，質(zhì)量增大到原來的4倍，動(dòng)能不變解析：動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2，質(zhì)量m不變，速度v增大為原來的2倍時(shí)，動(dòng)能Ek增大為原來的4倍，A錯(cuò)誤；當(dāng)速度不變，質(zhì)量m增大為原來的2倍時(shí)，動(dòng)能Ek也增大為原來的2倍，B正確；若質(zhì)量減半，速度增大為原來的4倍，則動(dòng)能增大為原來的8倍，C錯(cuò)誤；速度v減半，質(zhì)量增大為原來的4倍，則Ek′＝eq\f(1,2)×4meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,2)))2＝eq\f(1,2)mv2＝Ek，即動(dòng)能不變，D正確。8．(多選)(2021·上海市高一下學(xué)期期中)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。下列說法正確的是(AB)A．小車克服重力所做的功是mghB．合力對(duì)小車做的功是eq\f(1,2)mv2C．推力對(duì)小車做的功是Fs－mghD．小車克服阻力做的功是eq\f(1,2)mv2＋mgh－Fs解析：阻力為變力，設(shè)克服阻力做的功為Wf，由動(dòng)能定理可得Fs－mgh－Wf＝eq\f(1,2)mv2－0，得Wf＝Fs－mgh－eq\f(1,2)mv2，故D錯(cuò)誤；推力對(duì)小車做的功為Fs，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。二、非選擇題(共12分)9．(12分)以20m/s的初速度豎直上拋一物體，質(zhì)量為0.5kg，空氣阻力恒定，小球上升的最大高度為18m。取g＝10m/s2，求：(1)上升過程中空氣阻力對(duì)小球做的功；(2)小球落回拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小。答案：(1)－10J(2)8eq\解析：(1)上升過程中，由動(dòng)能定理有－mgh＋Wf＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)解得Wf＝－10J。(2)設(shè)小球落回拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小為vt，下落過程中，由動(dòng)能定理有mgh＋Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,t)－0，解得vt＝8eq\r(5)m/s。eq\f(等級(jí)考訓(xùn)練,15分鐘·滿分40分)一、選擇題(本題共3小題，每題8分，共24分)1．(2021·渝中區(qū)重慶巴蜀中學(xué)高一月考)梟龍戰(zhàn)機(jī)是一款我國(guó)自主研發(fā)的軍用飛機(jī)，在某次訓(xùn)練過程中，質(zhì)量為m的戰(zhàn)機(jī)以恒定的功率P啟動(dòng)，其速度隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，經(jīng)過時(shí)間t0，戰(zhàn)機(jī)達(dá)到最大速度vm時(shí)剛好起飛，關(guān)于戰(zhàn)機(jī)起飛過程，下列說法不正確的是(B)A．發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做功為Pt0B．戰(zhàn)機(jī)滑行的位移等于eq\f(vmt0,2)C．發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力所做的功大于eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)D．戰(zhàn)機(jī)克服阻力所做的功為Pt0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)解析：發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做功為W＝Pt0，A正確，不符合題意；戰(zhàn)機(jī)若做勻加速運(yùn)動(dòng)，則滑行的位移等于eq\f(vmt0,2)，現(xiàn)在戰(zhàn)機(jī)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，可知在時(shí)間t0內(nèi)的位移大于勻加速運(yùn)動(dòng)的位移，則大于eq\f(vmt0,2)，B錯(cuò)誤，符合題意；根據(jù)動(dòng)能定理Pt0－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，可知發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力所做的功Pt0大于eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，戰(zhàn)機(jī)克服阻力所做的功為Wf＝Pt0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，CD正確，不符合題意。2．物體沿直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖像如圖所示，已知在第1s內(nèi)合力對(duì)物體做功為W，則(C)A．從第1s末到第3s末合力做功為4WB．從第3s末到第5s末合力做功為－2WC．從第5s末到第7s末合力做功為WD．從第3s末到第4s末合力做功為－0.5W解析：由題圖可知物體速度變化情況，根據(jù)動(dòng)能定理分別可得，第1s內(nèi)W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，第1s末到第3s末W1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝0，A錯(cuò)誤；第3s末到第5s末W2＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝－W，B錯(cuò)誤；第5s末到第7s末W3＝eq\f(1,2)m(－v0)2－0＝W，C正確；第3s末到第4s末W4＝eq\f(1,2)m(eq\f(v0,2))2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝－0.75W，D錯(cuò)誤。3．(多選)運(yùn)動(dòng)員以一定的初速度將冰壺沿水平面推出，由于摩擦阻力的作用，其動(dòng)能隨位移變化的圖線如圖所示。已知冰壺質(zhì)量為19kg，g取10m/s2，則以下說法正確的是(BD)A．μ＝0.05 B．μ＝0.01C．滑行時(shí)間t＝5s D．滑行時(shí)間t＝10s解析：由動(dòng)能定理得－μmgx＝0－Ek0，由圖知x＝5m，Ek0＝9.5J，代入得－μ×19×10×5＝0－9.5，解得μ＝0.01，故A錯(cuò)誤，B正確；設(shè)冰壺的初速度為v，則有eq\f(1,2)mv2＝9.5，得v＝1m/s。由x＝eq\f(v,2)t得滑行時(shí)間t＝eq\f(2x,v)＝10s，故C錯(cuò)誤，D正確。二、非選擇題(共16分)4．(7分)如圖所示，木塊放在光滑水平面上，一顆子彈水平射入木塊。已知子彈受到的平均阻力為F阻，射入深度為d，在此過程中木塊的位移為s，求子彈動(dòng)能的減少量和木塊動(dòng)能的增加量。答案：F阻(s＋d)，F(xiàn)阻s解析：對(duì)子彈由動(dòng)能定理可得，子彈動(dòng)能的減少量為ΔEk減＝F阻(s＋d)，木塊動(dòng)能的增加量為ΔEk增＝F阻s。5．(9分)將質(zhì)量m＝2kg的一個(gè)小球從離地面H＝2m高處由靜止開始釋放，落入泥潭并陷入泥中h＝5cm深處，不計(jì)空氣阻力，求泥對(duì)小球的平均阻力。(g取10m/s2)答案：820N解析：方法一：(應(yīng)用動(dòng)能定理分段求解)對(duì)小球在空中運(yùn)動(dòng)階段應(yīng)用動(dòng)能定理，有mgH＝eq\f(1,2)mv2－0對(duì)小球在泥潭中運(yùn)動(dòng)階段應(yīng)用動(dòng)能定理，有mgh－eq\x\to(F)h＝0－