【導(dǎo)學(xué)案】2021年高中物理人教版必修二教師用書(shū)-7.7-動(dòng)能和動(dòng)能定理-配套練習(xí)

1.下面有關(guān)動(dòng)能的說(shuō)法正確的是()。A.物體只有做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能才不變B.物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),水平方向速度不變,動(dòng)能不變C.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),重力做功,物體的動(dòng)能增加D.物體的動(dòng)能變化時(shí),速度不肯定變化,速度變化時(shí),動(dòng)能肯定變化【解析】物體只要速率不變,動(dòng)能就不變,A錯(cuò);做平拋運(yùn)動(dòng)的物體速度增大,動(dòng)能增大,B錯(cuò);物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),其合力等于重力,重力做功,物體的動(dòng)能增加,故C選項(xiàng)正確;物體的動(dòng)能變化時(shí),速度的大小肯定變化,故D錯(cuò)。【答案】C2.兩輛汽車在同一平直路面上行駛,它們的質(zhì)量之比m1∶m2=1∶2,速度之比v1∶v2=2∶1。當(dāng)兩車急剎車后,甲車滑行的最大距離為l1,乙車滑行的最大距離為l2,設(shè)兩車與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等,不計(jì)空氣阻力,則()。A.l1∶l2=1∶2B.l1∶l2=1∶1C.l1∶l2=2∶1 D.l1∶l2=4∶1【解析】由動(dòng)能定理,對(duì)兩車分別列式:-F1l1=0-m1,-F2l2=0F1=μm1g,F2=μm由以上四式聯(lián)立得l1∶l2=4∶1故選項(xiàng)D是正確的?！敬鸢浮緿3.起重機(jī)將物體由靜止舉高h(yuǎn)時(shí),物體的速度為v,下列各種說(shuō)法中正確的是(不計(jì)空氣阻力)()。A.拉力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能和勢(shì)能的增量B.拉力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量C.拉力對(duì)物體所做的功等于物體勢(shì)能的增量D.物體克服重力所做的功大于物體勢(shì)能的增量【解析】依據(jù)動(dòng)能定理WF-WG=mv2,WG=mgh,所以WF=mv2+mgh,選項(xiàng)A正確,B、C錯(cuò)誤;物體克服重力所做的功等于物體重力勢(shì)能的增量,D選項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼4.如圖所示,質(zhì)量m=1kg、長(zhǎng)L=0.8m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上,其右端與桌子邊緣相平,板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4?，F(xiàn)用F=5N的水平力向右推薄板,使它翻下桌子,則力F做的功至少應(yīng)為(g取10m/s2)(A.1JB.1.6JC.2JD.4J【解析】力F做功最少時(shí),薄板剛好一半被推出桌面。依據(jù)動(dòng)能定理,有WF-μmg·=0,解得WF=1.6J,所以選項(xiàng)B正確。【答案】B5.有一質(zhì)量為m的木塊,從半徑為r的圓弧曲面上的a點(diǎn)滑向b點(diǎn),如圖所示。假如由于摩擦使木塊的運(yùn)動(dòng)速率保持不變,則以下敘述正確的是()。A.木塊所受的合外力為零B.因木塊所受的力都不對(duì)其做功,所以合外力的功為零C.重力和摩擦力的總功為零D.重力和摩擦力的合力為零【解析】物體做曲線運(yùn)動(dòng),速度方向變化,加速度不為零,合外力不為零,A錯(cuò)。速率不變,動(dòng)能不變,由動(dòng)能定理知,合外力做功為零,支持力始終不做功,重力做正功,所以重力做的正功與阻力做的負(fù)功代數(shù)和為零,但重力和阻力的合力不為零,C對(duì),B、D錯(cuò)。【答案】C6.物體在合外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示。下列表述正確的是()。A.在0~1s內(nèi),合外力做正功B.在0~2s內(nèi),合外力總是做負(fù)功C.在1s~2s內(nèi),合外力不做功D.在0~3s內(nèi),合外力總是做正功【解析】由v-t圖知0~1s內(nèi),v增大,動(dòng)能增加,由動(dòng)能定理可知合外力做正功,A對(duì)。1s~2s內(nèi)v減小,動(dòng)能削減,合外力做負(fù)功,可見(jiàn)B、C、D錯(cuò)?！敬鸢浮緼7.如圖所示,一半徑為R的光滑圓弧軌道與水平面相切,一小球與圓弧軌道的底端相距為x,現(xiàn)給小球一初速度,它恰能通過(guò)圓弧軌道的最高點(diǎn)。已知小球與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,求小球初速度的大小?！窘馕觥吭O(shè)小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度為v,有mg=m小球從開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道的最高點(diǎn),在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功,在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)重力做負(fù)功,設(shè)小球的初速度為v0,由動(dòng)能定理,得-μmgx-2mgR=mv2-m兩式聯(lián)立解得v0=?！敬鸢浮?.一輛汽車以v1=6m/s的速度沿水平路面行駛,急剎車后能滑行x1=3.6m;假如以v2=8m/s的速度行駛,在同樣路面上急剎車后滑行的距離x2應(yīng)為(A.6.4m B.5.6m【解析】急剎車后,車只受摩擦力的作用,且兩種狀況下摩擦力大小是相同的,汽車的末速度均為零設(shè)摩擦力為f,據(jù)動(dòng)能定理得:-fx1=0-m,-fx2=0-m二式相除,得:=故汽車滑行距離x2=·x1=()2×3.6m=【答案】A9.若電動(dòng)小車在平直的水泥路上從靜止開(kāi)頭加速行駛,經(jīng)過(guò)時(shí)間t前進(jìn)距離s,速度達(dá)到最大值vm,設(shè)這一過(guò)程中電動(dòng)機(jī)的功率恒為P,小車所受阻力恒為F,那么下列說(shuō)法正確的是()。A.這段時(shí)間內(nèi)小車先勻加速運(yùn)動(dòng),然后勻速運(yùn)動(dòng)B.這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的功大于PtC.這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的功為mD.這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的功為Fs+m【解析】小車電動(dòng)機(jī)的功率不變,故加速階段的合力漸漸減小,小車的加速度漸漸減小,當(dāng)加速度為零時(shí),速度達(dá)到最大值,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;功率不變,則電動(dòng)機(jī)做的功W=Pt,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力和牽引力做功,則由動(dòng)能定理得:W-Fs=m,選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確?！敬鸢浮緿10.如圖所示,卷?yè)P(yáng)機(jī)的繩索通過(guò)定滑輪用力F拉位于粗糙斜面上的木箱,使之沿斜面加速向上移動(dòng)。在移動(dòng)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()。A.F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的動(dòng)能與木箱克服摩擦力所做的功之和B.F對(duì)木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C.木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢(shì)能D.F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的機(jī)械能與木箱克服摩擦力做的功之和【解析】木箱加速上滑的過(guò)程中,拉力F做正功,重力和摩擦力做負(fù)功。支持力不做功,由動(dòng)能定理得:WF-WG-Wf=mv2,即WF=WG+Wf+mv2,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;又因克服重力做功WG等于物體重力勢(shì)能的增加,所以WF=ΔEp+ΔEk+Wf,故選項(xiàng)C、D正確?！敬鸢浮緾D11.如圖所示,斜面AB和水平面BC是由同一板材上截下的兩段,在B處用小圓弧連接。將小鐵塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A處由靜止釋放后,它沿斜面對(duì)下滑行,進(jìn)入平面,最終靜止于P處。若從該板材上再截下一段,擱置在A、P之間,構(gòu)成一個(gè)新的斜面,再將鐵塊放回A處,并輕推一下使之沿新斜面對(duì)下滑動(dòng),則關(guān)于此狀況下鐵塊運(yùn)動(dòng)狀況的描述,下列說(shuō)法正確的是()。A.鐵塊肯定能夠到達(dá)P點(diǎn)B.鐵塊的初速度必需足夠大才能到達(dá)P點(diǎn)C.鐵塊能否到達(dá)P點(diǎn)與鐵塊質(zhì)量有關(guān)D.鐵塊能否到達(dá)P點(diǎn)與鐵塊質(zhì)量無(wú)關(guān)【解析】設(shè)AB=x1,BP=x2,AP=x3,動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,由動(dòng)能定理得:mgx1sinα-μmgx1cosα-μmgx2=0,可得:mgx1sinα=μmg(x1cosα+x2)。設(shè)沿AP滑到P的速度為vP,由動(dòng)能定理得:mgx1sinα-μmgcosβ·x3=m,因x1cosα+x2=x3cosβ,故得:vP=0,也即鐵塊恰好沿AP滑到P點(diǎn),且能否達(dá)到P點(diǎn)與鐵塊質(zhì)量無(wú)關(guān),故選項(xiàng)A、D正確?！敬鸢浮緼D12.如圖所示,有一個(gè)質(zhì)量m=0.05kg的小滑塊靜止在高度h=1.25m的水平桌面上,小滑塊到桌子右邊緣的距離s=1.0m,小滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.35,重力加速度g=10m/s2【解析】設(shè)小滑塊滑動(dòng)到桌面右邊緣時(shí)的速度為v1,由動(dòng)能定理得:-μmgs=-設(shè)小滑塊在桌面上滑動(dòng)的時(shí)間為t1,加速度大小為a,則有t1=,a=μg設(shè)小滑塊離開(kāi)桌面做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,則有h=g小滑塊由初速度v0開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)直至落到地面所用的時(shí)間t=t1+t2聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)得t≈0.79s。【答案】0.79s13.一個(gè)物體從斜面上高h(yuǎn)處由靜止滑下并緊接著在水平面上滑行一段距離后停止,測(cè)得停止處與動(dòng)身點(diǎn)的水平距離為s,不考慮物體滑至斜面底端的碰撞作用,并認(rèn)為斜面與水平面對(duì)物體的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,求動(dòng)摩擦因數(shù)μ?！窘馕觥恳晕矬w為爭(zhēng)辯對(duì)象,它從靜止開(kāi)頭運(yùn)動(dòng),最終又靜止在水平面上,全過(guò)程中物體的動(dòng)能沒(méi)有變化,即ΔEk=0,因此可以從全過(guò)程中各力的總功與物體動(dòng)能的變化上找出聯(lián)系。設(shè)該面傾角為α,斜坡長(zhǎng)為l,則物體沿斜面下滑時(shí),重力和摩擦力在斜面上做的功分別為WG=mglsinα=mgh,=-μmglcosα物體在平面上滑行時(shí)僅有摩擦力做功,重力和支持力不做功。設(shè)平面上滑行距離為s2,則=-μmgs2整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中全部外力的功為:W=WG++=mglsinα-μmglcosα-μmgs2對(duì)物體在全過(guò)程中應(yīng)用動(dòng)能定理:W合=ΔEk,即mglsinα-μmglcosα-μmgs2=0得h-μs1-μs2=0式中s1=lcosα為斜面底端與物體初位置間的水平距離,故μ==?！敬鸢浮?4.總質(zhì)量為80kg的跳傘運(yùn)動(dòng)員從離地500m的直升機(jī)上跳下,經(jīng)過(guò)2s拉開(kāi)繩索開(kāi)啟降落傘,圖示是跳傘過(guò)程的v-t圖象,試依據(jù)圖象求:(g取10m/s2)(1)t=1s時(shí)運(yùn)動(dòng)員的加速度和所受阻力的大小。(2)估算14s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員下落的高度及克服阻力做的功。(3)估算運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下到著地的總時(shí)間?！窘馕觥?1)從圖中可以看出,在0~2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員做勻加速運(yùn)動(dòng),其加速度大小:a==m/s2=8m/s2設(shè)此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員受到的阻力大小為Ff,依據(jù)牛頓其次定律,有mg-Ff=ma得Ff=m(g-a)=80×(10-8)N=160N。(2)從圖中估算得出運(yùn)動(dòng)員在14s內(nèi)下落的高度h=40