高中物理 滾動檢測8 動能定理 粵教版必修21

滾動檢測8　動能定理 (時間：50分鐘　滿分：100分) 一、單項選擇題(每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求，共4題，每小題4分，共計16分) 圖1 1．如圖1所示，穩(wěn)站在自動扶梯水平踏板上的人，隨扶梯斜向上做加速運動，則在此過程中(　　) A．人只受重力和踏板支持力的作用 B．人受到的重力和踏板的支持力大小相等，方向相反 C．支持力對人做正功 D．支持力對人做功為0 【答案】C 【解析】人隨扶梯向上加速運動時，所受合力與加速度方向相同，故人受踏板支持力、靜摩擦力(水平向右)和重力作用，處于超重狀態(tài)，即支持力大于重力，故A、B錯誤；支持力與位移的夾角小于90，故支持力對人做正功，C正確，D錯誤． 2．不久前歐洲天文學家在太陽系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的行星，命名為“格利斯581c”．該行星的質(zhì)量是地球的5倍，直徑是地球的1.5倍．設(shè)想在該行星表面附近繞行星沿圓軌道運行的人造衛(wèi)星的動能為，在地球表面附近繞地球沿圓軌道運行的相同質(zhì)量的人造衛(wèi)星的動能為，則為(　　) A．0.13 B．0.3 C．3.33 D．7.5 【答案】C 【解析】由萬有引力提供向心力＝，動能Ek＝mv2得＝＝3.33. 3．一物體質(zhì)量為2 kg，以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，從某時刻起對物體施加一水平向右的力，經(jīng)過一段時間后，滑塊的速度方向變?yōu)樗较蛴?，大小? m/s，在這段時間內(nèi)，水平力做功為(　　) A．0 B．8 J C．16 J D．32 J 【答案】A 【解析】由動能定理Wf＝mv2－mv＝0，故A正確． 圖2 4．光滑斜面上有一小球自高為h的A處由靜止開始滾下，抵達光滑的水平面上的B點時速度大小為v0，光滑水平面上每隔相等的距離設(shè)置了一個與小球運動方向垂直的活動阻擋條，如圖2所示，小球越過n條活動阻擋條后停下來．若讓小球從h高處以初速度v0滾下，則小球能越過活動阻擋條的條數(shù)為(設(shè)小球每次越過活動阻擋條時克服阻力做的功相同)(　　) A．n B．2n C．3n D．4n 【答案】B 【解析】設(shè)越過一個阻擋條做功為W，小球由靜止滑下， 則mgh＝mv＝nW，① 有初速度時，全程由動能定理 mgh－n′W＝0－mv，② 由①②兩式得n′＝2n. 二、雙項選擇題(每小題給出的四個選項中，有兩個選項符合題目要求，全選對得6分，只選對1個得3分，錯選或不選得0分，共5個小題，共計30分) 圖3 5．如圖3所示，站在平板卡車上的人用水平力F推車，腳對車的靜摩擦力向后為Ff，則下列說法中正確的是(　　) A．當車勻速前進時，F(xiàn)和Ff對車做的功代數(shù)和為零 B．當車加速前進時，F(xiàn)和Ff對車做的功代數(shù)和為正值 C．當車減速前進時，F(xiàn)和Ff對車做的功代數(shù)和為正值 D．不管車如何運動，F(xiàn)和Ff對車做的功代數(shù)和均為零 【答案】AC 【解析】勻速時人受力平衡，則F＝Ff，即A對．加速時對人有Ff－F＝ma＞0，即B錯．減速時F－Ff＝ma＞0，即C對，D錯． 6．在一種叫做“蹦極跳”的運動中，質(zhì)量為m的游戲者系一根長為L、彈性優(yōu)良的輕質(zhì)柔軟橡皮繩，從高處由靜止開始下落1.5L時達到最低點，若在下落過程中不計阻力，則以下說法中正確的是(　　) A．速度先增大后減小 B．加速度先減小后增大 C．彈性勢能增加了1.5mgL D．彈性勢能增加了mgL 【答案】AC 【解析】在下落過程中，可以分三段討論，先做自由落體運動，速度增加，加速度不變，之后隨橡皮繩的拉長，拉力增大，加速度減小，速度仍然增大，當橡皮繩的拉力等于重力時，加速度為零，速度最大；再往后，合力向上，加速度變大而速度減小直到為零．所以A對，B錯；在下落過程中，重力勢能減少了1.5mgL，全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能，所以C對，D錯． 7．在做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗時，下列說法正確的是(　　) A．通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值 B．通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值 C．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度 D．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度 【答案】AC 【解析】此實驗中由于橡皮筋給小車的拉力是變力，無法直接測出拉力做了多少功，我們以W表示，通過改變橡皮筋的條數(shù)即可改變對小車做功的多少，而小車最終做勻速運動時的速度才是其最大速度． 圖4 8．在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速運動，當速度達到vm后，立即關(guān)閉發(fā)動機直至靜止，v－t圖象如圖4所示，設(shè)汽車的牽引力為F，摩擦力為Ff，全程中牽引力做功為W1，克服摩擦力做功為W2，則(　　) A．F∶Ff＝1∶3 B．W1∶W2＝1∶1 C．F∶Ff＝4∶1 D．W1∶W2＝1∶3 【答案】BC 【解析】對汽車全過程應(yīng)用動能定理：W1－W2＝0，所以W1＝W2；由圖象可知牽引力與阻力作用距離之比為1∶4，由－＝0知，F(xiàn)∶Ff＝4∶1. 圖5 9．如圖5所示，質(zhì)量為M的木塊靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0沿水平方向射中木塊并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運動．已知當子彈相對木塊靜止時，木塊前進距離L，子彈進入木塊的深度為L′.若木塊對子彈的阻力F視為恒定，則下列關(guān)系式中正確的是(　　) A．FL＝Mv2 B．FL′＝mv2 C．FL′＝mv－(M＋m)v2 D．F(L＋L′)＝mv－(m＋M)v2 【答案】AC 【解析】根據(jù)動能定理，對子彈：－F(L＋L′)＝mv2－mv，選項D錯誤；對木塊：FL＝Mv2，A正確；由以上兩式相加整理可得FL′＝mv－(M＋m)v2，C正確． 三、非選擇題(本題共3小題，每小題18分，共計54分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式重要解題步驟，有數(shù)值計算的題要注明單位) 10．質(zhì)量為m的物體從地面以速度v0豎直向上拋出，物體落回地面時，速度大小為v0，設(shè)物體在運動中所受空氣阻力大小不變，求： (1)物體運動過程中所受空氣阻力的大??； (2)若物體與地面碰撞過程中無能量損失，求靜止時物體運動的總路程． 【答案】(1)mg　(2) 【解析】(1)設(shè)物體所受阻力為Ff，由動能定理知 上升過程－(mg＋Ff)h＝0－mv， 下降過程(mg－Ff)h＝m(v0)2－0， 兩式相比得＝2，故Ff＝mg. (2)設(shè)物體從拋出到停止運動的總路程為l，對全程由動能定理知WG＋Wf＝Ek2－Ek1,0－Ffl＝0－mv，所以l＝. 圖6 11．如圖6所示，四分之三周長圓管的半徑R＝0.4 m，管口B和圓心O在同一水平面上，D是圓管的最高點，其中半圓周BE段存在摩擦，BC和CE段動摩擦因數(shù)相同，ED段光滑；質(zhì)量m＝0.5 kg、直徑稍小于圓管內(nèi)徑的小球從距B正上方高H＝2.5 m的A處自由下落，到達圓管最低點C時的速率為6 m/s，并繼續(xù)運動直到圓管的最高點D飛出，恰能再次進入圓管，假定小球再次進入圓筒時不計碰撞能量損失，取重力加速度g＝10 m/s2，求： (1)小球飛離D點時的速度大??； (2)小球從B點到D點過程中克服摩擦所做的功； (3)小球再次進入圓管后，能否越過C點？請分析說明理由． 【答案】(1) m/s　(2)10 J　(3)見解析 【解析】 (1)小球飛離D點做平拋運動 有xOB＝R＝vDt，① y＝gt2，② 由①②得vD＝ m/s. (2)設(shè)小球從B到D的過程中克服摩擦力做功Wf1， 在A到D過程中根據(jù)動能定理，有mv＝mg(H－R)－Wf1， 代入數(shù)據(jù)計算得Wf1＝10 J. (3)設(shè)小球從C到D的過程中克服摩擦力做功Wf2， 根據(jù)動能定理，有 mv－mv＝－mg2R－Wf2， 代入數(shù)據(jù)計算得Wf2＝4.5 J. 小球從A到C的過程中，克服摩擦力做功Wf3， 根據(jù)動能定理，有mv＝mg(R＋H)－Wf3，Wf3＝5.5 J. 小球再次從D到C的過程中，克服摩擦力做功Wf4， 根據(jù)動能定理，有mvC′2－mv＝mg2R－Wf4， Wf4＝4.5 J－mvC′2. 小球過BE段時摩擦力大小隨速度減小而減小，摩擦力做功也隨速度減小而減小．第二次通過BC段與CE段有相等的路程，速度減小， 所以Wf4＜Wf2＝4.5 J， 由此得vC′＞0，小球能過C點． 12．總質(zhì)量為80 kg的跳傘運動員從離地500 m的直升機上跳下，經(jīng)過2 s拉開繩索開啟降落傘，圖7所示是跳傘過程中的v－t圖象，試根據(jù)圖象求：(g取10 m/s2) (1)t＝1 s時運動員的加速度和所受阻力的大?。? (2)估算14 s內(nèi)運動員下落的高度及克服阻力做的功． 圖7 【答案】(1)8 m/s2　160 N　(2)1.25105 J 【解析】(1)由圖象可知，在t＝2 s內(nèi)運動員做勻加速直線運動，其加速度大小為a＝＝ m/s2＝8 m/s2， 設(shè)此過程中運動員受到的阻力大小為f， 根據(jù)牛頓第二定律，有mg－f＝ma， 解得f＝m(g－a)＝80(10－8) N＝160 N. (2)通過數(shù)方格可估算出運動員在14 s內(nèi)下落的高度 h＝39.522 m＝158 m， 根據(jù)動能定理有mgh－Wf＝mv2， 得Wf＝mgh－mv2＝(8010158－8062) J≈1.25105 J.