2024-2025學(xué)年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)能定理練習(xí)含解析新人教版必修第二冊(cè)

PAGE6-動(dòng)能和動(dòng)能定理(25分鐘60分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.兩個(gè)物體質(zhì)量比為1∶4,速度大小之比為4∶1,則這兩個(gè)物體的動(dòng)能之比為()A.1∶1B.1∶4C.4∶1D.2∶1【解析】選C。由動(dòng)能定義:Ek1∶Ek2=m1∶m2=4∶1。2.某運(yùn)動(dòng)員臂長(zhǎng)為L(zhǎng),將質(zhì)量為m的鉛球推出,鉛球出手的速度大小為v0,方向與水平方向成30°角,則該運(yùn)動(dòng)員對(duì)鉛球所做的功是 ()A.mB.mgL+mC.m D.mgL+m【解析】選A。設(shè)運(yùn)動(dòng)員對(duì)鉛球做功為W,由動(dòng)能定理W-mgLsin30°=m,所以W=mgL+m。3.在同一位置以相同的速率把三個(gè)小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出,不計(jì)空氣阻力,則落在同一水平地面時(shí)的速度大小 ()A.一樣大B.水平拋的最大C.斜向上拋的最大 D.斜向下拋的最大【解析】選A。依據(jù)動(dòng)能定理可知m=mgh+m,得v末=,又三個(gè)小球的初速度大小以及高度相等,則落地時(shí)的速度大小相等,A項(xiàng)正確。4.人用力踢質(zhì)量為1kg的皮球,使球由靜止以10m/s的速度飛出,假定人踢球瞬間對(duì)球平均作用力是200N,球在水平方向運(yùn)動(dòng)了20m停止,那么人對(duì)球所做的功為 ()A.50JB.500JC.4000JD.無(wú)法確定【解析】選A。人踢球的力為變力,人對(duì)球所做的功等于球動(dòng)能的改變,依據(jù)動(dòng)能定理得W=mv2=×1×102J=50J,故A正確。5.質(zhì)量為m的金屬塊,當(dāng)時(shí)速度為v0時(shí),在水平面上滑行的最大距離為s。假如將金屬塊的質(zhì)量增加為2m,初速度增大到2v0,在同一水平面上,該金屬塊滑行的最大距離為 ()A.sB.2sC.4sD.s【解析】選C。依據(jù)動(dòng)能定理,有:-μmgs=-m,-μ·2mgs′=-×2m(2v0)2,所以s′=4s,故選項(xiàng)C正確。6.在h高處,以初速度v0向水平方向拋出一個(gè)小球,不計(jì)空氣阻力,小球著地時(shí)速度大小為 ()A.v0+B.v0-C. D.【解析】選C。小球下落為曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在小球下落的整個(gè)過(guò)程中,對(duì)小球應(yīng)用動(dòng)能定理,有mgh=mv2-m,解得小球著地時(shí)速度的大小為v=。二、非選擇題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7.(14分)如圖所示,AB為固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道,軌道的B點(diǎn)與水平地面相切,其半徑為R。質(zhì)量為m的小球由A點(diǎn)靜止釋放,重力加速度為g。求:(1)小球滑到最低點(diǎn)B時(shí),小球速度v的大小;(2)小球通過(guò)光滑的水平面BC滑上固定曲面,恰到達(dá)最高點(diǎn)D,D到地面的高度為h(已知h<R),則小球在曲面上克服摩擦力所做的功WFf?！窘馕觥?1)小球從A滑到B的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得:mgR=mv2-0解得v=。(2)從A到D的過(guò)程,由動(dòng)能定理可得mg(R-h)-WFf=0-0,解得克服摩擦力做的功WFf=mg(R-h)。答案:(1)(2)mg(R-h)8.(16分)一個(gè)人站在距地面20m的高處,將質(zhì)量為0.2kg的石塊以v0=12m/s的速度斜向上拋出,石塊的初速度方向與水平方向之間的夾角為30°,g取10m/s2,求:(1)人拋石塊過(guò)程中對(duì)石塊做了多少功?(2)若不計(jì)空氣阻力,石塊落地時(shí)的速度大小是多少?(3)若落地時(shí)的速度大小為22m/s,石塊在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服阻力做了多少功?【解析】(1)依據(jù)動(dòng)能定理知,W=m=14.4J(2)不計(jì)空氣阻力,依據(jù)動(dòng)能定理得mgh=-m解得v1=≈23.32m/s(3)由動(dòng)能定理得mgh-Wf=-解得Wf=mgh-(-)=6J答案:(1)14.4J(2)23.32m/s(3)6J(15分鐘40分)9.(6分)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,若將小球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,則小球B下降h時(shí)的速度為(重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力) ()A.B.C.ghD.【解析】選B。小球A下降h過(guò)程,依據(jù)動(dòng)能定理,有mgh-W1=0;小球B下降過(guò)程,由動(dòng)能定理有3mgh-W1=×3mv2-0,解得v=,故B正確。10.(6分)如圖,一半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置,軌道兩端等高;質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))自軌道端點(diǎn)P由靜止起先滑下,滑到最低點(diǎn)Q時(shí),對(duì)軌道的壓力為2mg,重力加速度大小為g。小球自P滑到Q的過(guò)程中,克服摩擦力所做的功為 ()A.mgR B.mgRC.mgR D.mgR【解析】選C。在Q點(diǎn),FN-mg=,所以v=;由P到Q依據(jù)動(dòng)能定理得mgR-WFf=mv2,解得WFf=mgR,故C正確。11.(6分)質(zhì)點(diǎn)所受的力F隨時(shí)間改變的規(guī)律如圖所示,力的方向始終在始終線(xiàn)上,已知t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度為零,在圖示t1、t2、t3和t4各時(shí)刻中,哪一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能最大 ()A.t1 B.t2C.t3 D.t4【解析】選B。由圖可知在0～t2這段時(shí)間內(nèi),F>0,由于外力的方向和質(zhì)點(diǎn)在這段時(shí)間內(nèi)位移的方向相同,依據(jù)動(dòng)能定理可以知道質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能始終在增大,明顯,當(dāng)t=t2時(shí),質(zhì)點(diǎn)速度達(dá)到最大;在t2～t4這段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)由于慣性要接著向前運(yùn)動(dòng),F<0,外力的方向和質(zhì)點(diǎn)在這段時(shí)間內(nèi)位移的方向相反,依據(jù)動(dòng)能定理可以知道質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能始終在減小。由于在0～t2和t2～t4這兩段時(shí)間內(nèi),力F做的功的肯定值相等,正負(fù)號(hào)相反,故t4時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度為零,t4時(shí)刻以后,質(zhì)點(diǎn)重復(fù)它在前一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。明顯,在題設(shè)的四個(gè)時(shí)刻中,t2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能最大,t1、t3時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度相等、動(dòng)能相等。B正確。12.(22分)如圖所示,用與水平方向成θ角的恒力F,將質(zhì)量為m的物體由靜止起先從A點(diǎn)拉到B點(diǎn)后撤去力F,若物體和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,A、B間的距離為x,重力加速度為g。求:(1)從A到B的過(guò)程中力F做的功W;(2)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能;(3)物體停下來(lái)的位置到A點(diǎn)的距離?！窘馕觥?1)由功的公式可求得W=Fxcosθ。(2)由題意知:物體在AB段做加速運(yùn)動(dòng),在B點(diǎn)有最大動(dòng)能,在AB段Ff=μFN=μ(mg-Fsinθ),對(duì)物體從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理Fxcosθ-μ(mg-Fsinθ)x=Ek-0