【物理】動(dòng)能和動(dòng)能定理同步提高訓(xùn)練 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

高一物理必修二8.3動(dòng)能和動(dòng)能定理同步提高訓(xùn)練動(dòng)能定理1.質(zhì)量為m的金屬塊，當(dāng)初速度為v0時(shí)，在水平面上滑行的最大距離為s，如果將金屬塊質(zhì)量增加到2m，初速度增大到2v0，在同一水平面上該金屬塊最多能滑行的距離為（）A．sB．2sC．4sD．8s2．如圖所示，甲、乙兩小球質(zhì)量相同且均可視為質(zhì)點(diǎn)，小球甲從豎直固定的光滑圓弧軌道頂端由靜止滑下，軌道半徑為R，圓弧底端切線水平，小球乙從高為R的光滑斜面頂端由靜止滑下。下列判斷正確的是（）A．兩小球到達(dá)底端時(shí)的速度相同B．兩小球到達(dá)底端時(shí)動(dòng)能相同C．兩小球由靜止到運(yùn)動(dòng)到底端的過程中重力做功不相同D．兩小球到達(dá)底端時(shí)，甲小球重力做功的瞬時(shí)功率大于乙小球重力做功的瞬時(shí)功率3.如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一質(zhì)量為m的小球向右滑行，并沖上固定在水平地面上的斜面。設(shè)小球在斜面最低點(diǎn)A的速度為v，壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面高度為h，重力加速度為g，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則從A到C的過程中彈簧彈力做的功？ 4.如圖所示，AB為四分之一圓弧軌道，BC為水平直軌道，兩軌道在B點(diǎn)平滑連接，圓弧的半徑為R，BC的長度也是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，求：物體在AB段克服摩擦力所做的功 5.如圖所示，長為L的木板水平放置，在木板的A端放置一個(gè)質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)緩慢抬高A端，使木板以左端為軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使木板轉(zhuǎn)到與水平面成α角時(shí)物體開始滑動(dòng)，此時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)木板，物體滑到木板底端時(shí)的速度為v，重力加速度為g，則在整個(gè)過程中求：（1）支持力對物體做功（2）摩擦力對物體做功（3）木板對物體做功6.如圖所示，水平輕彈簧左端固定在豎直墻上，右端點(diǎn)在O位置。質(zhì)量為m的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0從距O點(diǎn)右方x0的P點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)，與彈簧接觸后壓縮彈簧，將彈簧右端壓到O′點(diǎn)位置后，A又被彈簧彈回。A離開彈簧后，恰好回到P點(diǎn)，物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。(1)求物塊A從P點(diǎn)出發(fā)又回到P點(diǎn)的過程，克服摩擦力所做的功；(2)求O點(diǎn)和O′點(diǎn)間的距離x1。7.如圖所示，質(zhì)量為m的鋼珠從距地面h高處由靜止自由下落，落到地面進(jìn)入沙坑停止，設(shè)鋼珠在沙坑中所受平均阻力的大小不隨深度改變。(1)鋼珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？(2)若讓鋼珠進(jìn)入沙坑，則鋼珠在h高處的初動(dòng)能應(yīng)為多少？8．如圖所示，一薄木板傾斜搭放在高度一定的平臺(tái)和水平地板上，其頂端與平臺(tái)相平，末端置于地板的P處，并與地板平滑連接。將一可看成質(zhì)點(diǎn)的滑塊自木板頂端無初速度釋放，滑塊沿木板下滑，接著在地板上滑動(dòng)，最終停在Q處?；瑝K與木板及地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同?，F(xiàn)將木板截短一半，仍按上述方式放在該平臺(tái)和水平地板上，再次將滑塊自木板頂端無初速度釋放，則滑塊最終將停在P處？P、Q之間？Q處？Q的右側(cè)？請證明！9．如圖所示，建筑工地常使用打樁機(jī)將圓柱體打入地下一定深度，某次打樁機(jī)第一次打擊位于地面的圓柱體，使其進(jìn)入泥土深度為h0，已知圓柱體的質(zhì)量為m，所受泥土阻力f與進(jìn)入泥土深度h成正比(即f＝kh，k為常量)，則打樁機(jī)第一次打擊過程對圓柱體所做的功為？往復(fù)運(yùn)動(dòng)10.如圖所示，將物體從傾角為θ的固定斜面上由靜止釋放，開始向下滑動(dòng)，到達(dá)斜面底端與擋板相碰后，原速率彈回。已知物體開始時(shí)距底端高度為h，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求物體從開始運(yùn)動(dòng)到停止通過的路程。11.如圖所示，光滑固定斜面AB的傾角θ＝53°，BC為水平面，BC長度lBC＝1.1m，CD為光滑的eq\f(1,4)圓弧，半徑R＝0.6m。一個(gè)質(zhì)量m＝2kg的物體，從斜面上A點(diǎn)由靜止開始下滑，物體與水平面BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，軌道在B、C兩點(diǎn)平滑連接。當(dāng)物體到達(dá)D點(diǎn)時(shí)，繼續(xù)豎直向上運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)距離D點(diǎn)的高度h＝0.2m。不計(jì)空氣阻力，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2。求：(1)物體第一次運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC；(2)A點(diǎn)距離水平面的高度H；(3)物體最終停止的位置到C點(diǎn)的距離s。12．如圖甲所示是滑板運(yùn)動(dòng)的其中一種場地，可以簡化為如圖乙所示的模型。AB和CD為光滑的eq\f(1,4)圓弧，半徑R＝1m，BC為粗糙的水平面，長L＝2m，動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1?，F(xiàn)有一運(yùn)動(dòng)員在BC中點(diǎn)處用力蹬地，立即獲得一個(gè)初速度v0＝4m/s向右運(yùn)動(dòng)，中途不在蹬地，不計(jì)空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員(包括滑板)的質(zhì)量m＝60kg，g取10m/s2。求：(1)求運(yùn)動(dòng)員第一次進(jìn)入圓弧軌道CD的C點(diǎn)時(shí)對場地的壓力；(2)分析判斷運(yùn)動(dòng)員能否運(yùn)動(dòng)到AB圓弧軌道；(3)求運(yùn)動(dòng)員最終停止的位置。13．如圖所示，在豎直平面內(nèi)，粗糙的斜面軌道AB的下端與光滑的圓弧軌道BCD相切于B，C是最低點(diǎn)，圓心角∠BOC＝37°，D與圓心O等高，圓弧軌道半徑r＝4m，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m＝0.2kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體，從D點(diǎn)的正上方E點(diǎn)處自由下落，D、E兩點(diǎn)間的距離h＝16m，物體與斜面AB之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。不計(jì)空氣阻力。(1)求物體第一次通過C點(diǎn)時(shí)軌道對物體的支持力FN的大??；(2)要使物體不從斜面頂端飛出，斜面的長度LAB至少要多長；(3)若斜面已經(jīng)滿足(2)的要求，物體從E點(diǎn)開始下落，求小物塊在AB斜面上運(yùn)動(dòng)的總路程平拋圓周14.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一光滑圓弧軌道，其半徑為R＝0.5m，平臺(tái)與軌道的最高點(diǎn)等高。一質(zhì)量m＝0.8kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從平臺(tái)邊緣的A處以v0＝3m/s的水平速度射出，恰能沿圓弧軌道上P點(diǎn)的切線方向進(jìn)入軌道內(nèi)側(cè)，軌道半徑OP與豎直方向的夾角為53°，已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，重力加速度g＝10m/s2。(1)求小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度大小vP；(2)求小球到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小以及對軌道的壓力；(3)小球沿軌道通過圓弧的最高點(diǎn)Q時(shí)對軌道的內(nèi)壁還是外壁有彈力，并求出彈力的大小。15.如圖甲所示為滑雪大跳臺(tái)，將其簡化為如圖乙所示模型：AB段和CD段是長度均為L＝50m的傾斜滑道，傾角均為37°；BC段是半徑R＝20m的一段圓弧軌道，圓心角為37°，與AB段平滑連接；DE段為結(jié)束區(qū)。一滑雪愛好者連同裝備總質(zhì)量為m＝60kg，從A點(diǎn)由靜止出發(fā)沿著滑道AB、BC下滑，從C點(diǎn)水平拋出落到斜面CD上的N點(diǎn)，點(diǎn)N到C的距離d＝48m。該愛好者可看作質(zhì)點(diǎn)，將C到N的運(yùn)動(dòng)簡化為平拋運(yùn)動(dòng)處理。忽略其運(yùn)動(dòng)過程中所受的空氣阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2。求：(1)該愛好者運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)對滑道的壓力大?。?2)從開始運(yùn)動(dòng)到落至N點(diǎn)的過程中摩擦阻力做的功。16.水平桌面上固定一半圓形豎直擋板，其半徑為2R、內(nèi)表面光滑，擋板的兩端A、B在桌面邊緣，B與半徑為R的固定光滑圓弧軌道eq\o(CDE,\s\up9(︵))在同一豎直平面內(nèi)，過C點(diǎn)的軌道半徑與豎直方向的夾角為60°。小物塊以某一水平初速度由A點(diǎn)切入擋板內(nèi)側(cè)，從B點(diǎn)飛出桌面后，在C點(diǎn)沿圓弧切線方向進(jìn)入軌道eq\o(CDE,\s\up9(︵))內(nèi)側(cè)，并恰好能到達(dá)軌道的最高點(diǎn)D。小物塊與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(1,2π)，重力加速度大小為g，忽略空氣阻力，小物塊可視為質(zhì)點(diǎn)。求：(1)小物塊到達(dá)D點(diǎn)的速度大小；(2)B和D兩點(diǎn)的高度差；(3)小物塊在A點(diǎn)的初速度大小。圖像問題17.在粗糙的水平面上給滑塊一定的初速度，使其沿粗糙的水平面滑動(dòng)，經(jīng)測量描繪出了滑塊的動(dòng)能與滑塊的位移的變化規(guī)律圖線，如圖所示。用μ表示滑塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，用t表示滑塊在該水平面上滑動(dòng)的時(shí)間，已知滑塊的質(zhì)量為m＝19kg，g＝10m/s2。則μ和t分別等于多少？ 18.物體在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直線滑行直到停止。以a、Ek、x和t分別表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小、動(dòng)能、位移的大小和運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。則下列圖像中，能正確反映這一過程的是()19.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)合力對物體做功為W，則()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－0.5W20.從地面豎直向上拋出一小球，小球受大小恒定的空氣阻力作用，其動(dòng)能Ek隨運(yùn)動(dòng)路程s的變化如圖所示，重力加速度g＝10m/s2。則()A．小球受到的阻力大小為4NB．小球向上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為12m/s2C．小球的初速度的大小為10m/sD．當(dāng)小球的運(yùn)動(dòng)路程為5m時(shí)，克服阻力做的功為20J21.一輛新能源汽車沿平直的公路以恒定功率P從靜止開始啟動(dòng)，通過車上裝載的傳感器記錄了牽引力F隨速度v變化的圖像如圖所示，加速過程共經(jīng)歷的時(shí)間t＝8s，加速過程通過的路程s＝50m，在圖中的N點(diǎn)結(jié)束加速，之后汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，汽車運(yùn)動(dòng)過程中所受的阻力始終不變，求：(1)汽車恒定功率P的大??；(2)汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大??；(3)汽車的質(zhì)量大小。參考答案：1.B2.B3.mgh－eq\f(1,2)mv24.(1－μ)mgR5.mgLsinα，Wf＝eq\f(1,2)mv2－mgLsinα，eq\f(1,2)mv26.(1)eq\f(1,2)mv02(2)eq\f(v02,4μg)－x07.11mgmgh8. Q處9.eq\f(kh02,2)－mgh010.eq\f(h,μcosθ)11.(1)4m/s(2)1.02m(3)0.4m12.(1)1440N，方向豎直向下(2)能(3)距B點(diǎn)或距C點(diǎn)1m處13.(1)22N(2)1