2024-2025學(xué)年高中物理第7章機(jī)械能守恒定律7動(dòng)能和動(dòng)能定理課時(shí)分層作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGE5-課時(shí)分層作業(yè)(十六)動(dòng)能和動(dòng)能定理(時(shí)間：40分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．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)能變更量不同，速度變更量相同B．動(dòng)能變更量和速度變更量均相同C．動(dòng)能變更量相同，速度w變更量不同D．動(dòng)能變更量和速度變更量均不同C[依據(jù)動(dòng)能定理知，兩球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，下降的高度相同，則重力做功相同，動(dòng)能的變更量相同，可知落地的速度大小相等；規(guī)定向下為正方向，設(shè)初速度的大小為v0，末速度的大小為v，則豎直上拋運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，速度變更量Δv＝v－(－v0)＝v＋v0，豎直下拋運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，速度變更量Δv′＝v－v0，可知速度變更量不同，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．]2．從地面豎直向上拋出一只小球，小球運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后落回地面．忽視空氣阻力，該過(guò)程中小球的動(dòng)能Ek與時(shí)間t的關(guān)系圖象是()ABCDA[小球做豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度v＝v0－gt，依據(jù)動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2得Ek＝eq\f(1,2)m(v0－gt)2，故圖象A正確．]3．變更汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動(dòng)能發(fā)生變更，在下面幾種狀況中，汽車的動(dòng)能是原來(lái)的2倍的是()A．質(zhì)量不變，速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍B．質(zhì)量和速度都變?yōu)樵瓉?lái)的2倍C．質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，速度減半D．質(zhì)量減半，速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D[由Ek＝eq\f(1,2)mv2知，m不變，v變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，Ek變?yōu)樵瓉?lái)的4倍．同理，m和v都變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí)，Ek變?yōu)樵瓉?lái)的8倍；m變?yōu)?倍，速度減半時(shí)，Ek變?yōu)樵瓉?lái)的一半；m減半，v變?yōu)?倍時(shí)，Ek變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故選項(xiàng)D正確．]4．關(guān)于動(dòng)能概念及公式W＝Ek2－Ek1的說(shuō)法中正確的是()A．若物體速度在變更，則動(dòng)能肯定在變更B．速度大的物體，動(dòng)能肯定大C．W＝Ek2－Ek1表示功可以變成能D．動(dòng)能的變更可以用合力做的功來(lái)量度D[速度是矢量，而動(dòng)能是標(biāo)量，若物體速度只變更方向，不變更大小，則動(dòng)能不變，A錯(cuò)；由Ek＝eq\f(1,2)mv2知B錯(cuò)；動(dòng)能定理W＝Ek2－Ek1表示動(dòng)能的變更可用合力做的功來(lái)量度，但功和能是兩個(gè)不同的概念，有著本質(zhì)的區(qū)分，故C錯(cuò)，D對(duì)．]5．將距離沙坑表面上方1m高處質(zhì)量為0.2kg的小球由靜止釋放，測(cè)得小球落入沙坑靜止時(shí)距離沙坑表面的深度為10cm.若忽視空氣阻力，g取10m/s2，則小球克服沙坑的阻力所做的功為()A．0.4J B．2JC．2.2J D．4JC[由動(dòng)能定理得mg(h＋d)－Wf＝0，解得小球克服沙坑的阻力所做的功為Wf＝2.2J，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．]6．人在距地面h高處拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球，落地時(shí)小球的速度為v，不計(jì)空氣阻力，人對(duì)小球做功是()A．eq\f(1,2)mv2 B．mgh＋eq\f(1,2)mv2C．mgh－eq\f(1,2)mv2 D．eq\f(1,2)mv2－mghD[對(duì)全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得：mgh＋W＝eq\f(1,2)mv2－0，解得：W＝eq\f(1,2)mv2－mgh，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．故選D.]二、非選擇題(14分)7．質(zhì)量為m＝50kg的滑雪運(yùn)動(dòng)員，以初速度v0＝4m/s從高度為h＝10m的彎曲滑道頂端A滑下，到達(dá)滑道底端B時(shí)的速度v1＝10m/s.求滑雪運(yùn)動(dòng)員在這段滑行過(guò)程中克服阻力做的功．(g取10m/s2)[解析]從A運(yùn)動(dòng)到B，物體所受摩擦力隨之變更，所以克服摩擦力所做的功不能干脆由功的公式求得，此時(shí)要依據(jù)動(dòng)能定理求解．設(shè)摩擦力做的功為W，依據(jù)動(dòng)能定理mgh－W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)代入數(shù)值得：W＝2900J.[答案]2900J一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1．如圖所示，物體沿曲面從A點(diǎn)無(wú)初速度滑下，滑至曲面的最低點(diǎn)B時(shí)，下滑的高度為5m，速度為6m/s，若物體的質(zhì)量為1kg.則下滑過(guò)程中物體克服阻力所做的功為()A．50J B．18JC．32J D．0JC[由動(dòng)能定理得mgh－Wf＝eq\f(1,2)mv2，故Wf＝mgh－eq\f(1,2)mv2＝1×10×5J－eq\f(1,2)×1×62J＝32J，C正確．]2．(多選)用力F拉著一個(gè)物體從空中的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，重力做功－3J，拉力F做功8J，空氣阻力做功－0.5J，則下列推斷正確的是()A．物體的重力勢(shì)能增加了3JB．物體的重力勢(shì)能削減了3JC．物體的動(dòng)能增加了4.5JD．物體的動(dòng)能增加了8JAC[因?yàn)橹亓ψ龉Γ?J，所以重力勢(shì)能增加3J，A對(duì)，B錯(cuò)；依據(jù)動(dòng)能定理W合＝ΔEk，得ΔEk＝－3J＋8J－0.5J＝4.5J，C對(duì)，D錯(cuò)．]3．如圖所示，質(zhì)量為m的物體沿動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的水平面以初速度v0從A點(diǎn)動(dòng)身到B點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)関，設(shè)同一物體以初速度v0從A′點(diǎn)先經(jīng)斜面A′C，后經(jīng)斜面CB′到B′點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)関′，兩斜面在水平面上投影長(zhǎng)度之和等于AB的長(zhǎng)度，兩斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則有()A．v′>v B．v′＝vC．v′<v D．不能確定B[在水平面上，由動(dòng)能定理得－μmg·x＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，在斜面上，設(shè)左、右斜面傾角分別為α、β，左、右斜面長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1、L2，由動(dòng)能定理得，－μmgcosα·L1－μmgcosβ·L2＝eq\f(1,2)mv′2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmg(L1cosα＋L2cosβ)＝－μmg·x＝eq\f(1,2)mv′2－eq\f(1,2)·mveq\o\al(2,0)，所以v′＝v，選項(xiàng)B正確．]4．如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一物體向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面．設(shè)物體在斜面最低點(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，則從A到C的過(guò)程中彈簧彈力做功是()A．mgh－eq\f(1,2)mv2 B．eq\f(1,2)mv2－mghC．－mgh D．－(mgh＋eq\f(1,2)mv2)A[由A到C的過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理可得：－mgh＋W＝0－eq\f(1,2)mv2所以W＝mgh－eq\f(1,2)mv2，所以A正確．]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(13分)粗糙的1/4圓弧的半徑為0.45m，有一質(zhì)量為0.2kg的物體自最高點(diǎn)A從靜止起先下滑到圓弧最低點(diǎn)B.然后沿水平面前進(jìn)0.4m到達(dá)C點(diǎn)停止.設(shè)物體與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5(取g＝10m/s2)，求：(1)物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)物體在圓弧軌道上克服摩擦力所做的功．[解析](1)物體從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：－μmgx＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得：vB＝2m/s.(2)物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：mgR－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－0解得：Wf＝0.5J.[答案](1)2m/s(2)0.5J6．(13分)如圖所示，粗糙水平軌道AB與半徑為R的光滑半圓形軌道BC相切于B點(diǎn)，現(xiàn)有質(zhì)量為m的小球(可看成質(zhì)點(diǎn))以初速度v0＝eq\r(6gR)，從A點(diǎn)起先向右運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)入半圓形軌道，若小球恰好能到達(dá)半圓形軌道的最高點(diǎn)C，最終又落于水平軌道上的A處，重力加速度為g，求：(1)小球落到水平軌道上的A點(diǎn)時(shí)速度的大小vA；(2)水平軌道與小球間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.[解析](1)mg＝meq\f(v\o\al(2,C),R)，得vC＝eq\r(gR)，從C到A由動(dòng)能定理得：mg2R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)－eq\f(1,2)mveq\o\