2020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）新人教版第二冊(cè)

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1、第八章 3動(dòng)能和動(dòng)能定理 A組：合格性水平訓(xùn)練 1．(動(dòng)能定理的理解)一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．合外力一定對(duì)物體做功，使物體動(dòng)能改變 B．物體所受合外力一定不為零 C．合外力一定對(duì)物體做功，但物體動(dòng)能可能不變 D．物體的加速度可能為零 答案　B 解析　物體做變速運(yùn)動(dòng)，可能是物體的速度方向變化，而大小不變，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體的動(dòng)能不變，并且合外力對(duì)物體不做功，故A、C均錯(cuò)誤；物體做變速運(yùn)動(dòng)，一定具有加速度，物體所受合外力一定不為零，故B正確、D錯(cuò)誤。 2．(動(dòng)能定理的應(yīng)用)一質(zhì)量為m的滑塊，以速度v在光滑水平面上向左滑行，從某一時(shí)刻起，在滑

2、塊上作用一向右的水平力，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，滑塊的速度變?yōu)椋?v(方向與原來(lái)相反)，在這段時(shí)間內(nèi)，水平力所做的功為(　　) A.mv2 B．－mv2 C.mv2 D．－mv2 答案　A 解析　由動(dòng)能定理得：WF＝m(－2v)2－mv2＝mv2，A正確。 3．(動(dòng)能定理的應(yīng)用)(多選)甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體，用大小相等的力F分別拉它們?cè)谒矫嫔蠌撵o止開始運(yùn)動(dòng)相同的距離s，如圖所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，則下列關(guān)于力F對(duì)甲、乙兩物體做的功和甲、乙兩物體獲得的動(dòng)能的說(shuō)法中正確的是(　　) A．力F對(duì)甲物體做功多 B．力F對(duì)甲、乙兩個(gè)物體做的功一樣多 C．甲物體獲得的動(dòng)

3、能比乙大 D．甲、乙兩個(gè)物體獲得的動(dòng)能相同 答案　BC 解析　由功的公式W＝Flcosα＝Fs可知，兩種情況下力F對(duì)甲、乙兩個(gè)物體做的功一樣多，A錯(cuò)誤、B正確；根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)甲有Fs＝Ek1，對(duì)乙有Fs－fs＝Ek2，可知Ek1>Ek2，即甲物體獲得的動(dòng)能比乙大，C正確、D錯(cuò)誤。 4．(動(dòng)能定理的應(yīng)用)(多選)一物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力做了－2 J的功，合力做了4 J的功，則(　　) A．該物體動(dòng)能減少，減少量等于4 J B．該物體動(dòng)能增加，增加量等于4 J C．該物體重力勢(shì)能減少，減少量等于2 J D．該物體重力勢(shì)能增加，增加量等于2 J 答案　BD 解析　重力做負(fù)功，重

4、力勢(shì)能增大，增加量等于克服重力做的功，C錯(cuò)誤、D正確；根據(jù)動(dòng)能定理得該物體動(dòng)能增大，增加量為4 J，A錯(cuò)誤、B正確。 5. (動(dòng)能定理的應(yīng)用)物體在合外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示。下列表述正確的是(　　) A．在0～1 s內(nèi)，合外力做正功 B．在0～2 s內(nèi)，合外力總是做負(fù)功 C．在1～2 s內(nèi)，合外力不做功 D．在0～3 s內(nèi)，合外力總是做正功 答案　A 解析　由v-t圖像知，0～1 s內(nèi)，v增大，動(dòng)能增大，由動(dòng)能定理可知合外力做正功，A正確。1～2 s內(nèi)v減小，動(dòng)能減小，合外力做負(fù)功，可見B、C、D錯(cuò)誤。 6．(綜合)(多選)如圖甲所示，質(zhì)量m＝2 kg的物

5、體以100 J的初動(dòng)能在粗糙的水平地面上滑行，其動(dòng)能Ek隨位移x變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，則下列判斷中正確的是(　　) A．物體運(yùn)動(dòng)的總位移大小為10 m B．物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為10 m/s2 C．物體運(yùn)動(dòng)的初速度大小為10 m/s D．物體所受的摩擦力大小為10 N 答案　ACD 解析　由圖乙可知物體運(yùn)動(dòng)的總位移大小為10 m，A正確；物體的初動(dòng)能Ek0＝mv＝100 J，則v0＝＝10 m/s，C正確；由動(dòng)能定理得－fx＝ΔEk＝－100 J，則f＝10 N，D正確；由牛頓第二定律得f＝ma，a＝＝5 m/s2，B錯(cuò)誤。 7. (綜合)如圖所示，一半徑為R、粗糙程度處

6、處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平。一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點(diǎn)進(jìn)入軌道。質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí)，對(duì)軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大小。用W表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力所做的功，則(　　) A．W＝mgR，質(zhì)點(diǎn)恰好可以到達(dá)Q點(diǎn) B．W＞mgR，質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)Q點(diǎn) C．W＝mgR，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離 D．W＜mgR，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離 答案　C 解析　根據(jù)質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí)，對(duì)軌道壓力為4mg，利用牛頓第三定律可知，軌道對(duì)質(zhì)點(diǎn)的支持力為4mg，在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得，4mg－mg＝m

7、，解得質(zhì)點(diǎn)滑到最低點(diǎn)的速度v＝。對(duì)質(zhì)點(diǎn)從開始下落到滑到最低點(diǎn)的過(guò)程，由動(dòng)能定理得，2mgR－W＝mv2，解得W＝mgR。對(duì)質(zhì)點(diǎn)由最低點(diǎn)繼續(xù)上滑的過(guò)程，到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)克服摩擦力做功W′要小于W＝mgR，由此可知，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，可繼續(xù)上升一段距離，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。 8．(綜合)我國(guó)海軍殲-15艦載機(jī)已經(jīng)在“遼寧”號(hào)航母上成功著艦和起飛?，F(xiàn)將飛機(jī)起飛模型簡(jiǎn)化為飛機(jī)先在水平甲板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，再在傾角為θ＝15°的斜面甲板上以最大功率做加速運(yùn)動(dòng)，最后從甲板飛出的速度為360 km/h，如圖所示。若飛機(jī)的質(zhì)量為18噸，甲板AB長(zhǎng)180 m，BC長(zhǎng)50 m。(忽略飛機(jī)長(zhǎng)度，不計(jì)一切摩擦和空氣阻

8、力，取sin15°＝0.3，g＝10 m/s2)如果要求到達(dá)甲板B點(diǎn)的速度至少為離開斜面甲板速度的60%，則： (1)飛機(jī)在水平甲板上運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力至少為多少才能使飛機(jī)起飛？ (2)如果到達(dá)B點(diǎn)時(shí)飛機(jī)剛好達(dá)到最大功率，則從飛機(jī)開始運(yùn)動(dòng)到飛離甲板共需多少時(shí)間？ 答案　(1)1.8×105 N　(2)11.58 s 解析　(1)由題意知 m＝18 t＝1.8×104 kg，vC＝360 km/h＝100 m/s， 則B點(diǎn)的速度至少為v＝0.6vC＝60 m/s， 由動(dòng)能定理得，F(xiàn)xAB＝mv2，解得F＝1.8×105 N。 (2)飛機(jī)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的功率P＝Fv＝1.08×107

9、W，飛機(jī)從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間t1＝， 飛機(jī)從B到C的運(yùn)動(dòng)過(guò)程由動(dòng)能定理，得 Pt2－mgsinθ·xBC＝mv－mv2，t＝t1＋t2， 聯(lián)立解得t＝11.58 s。 B組：等級(jí)性水平訓(xùn)練 9．(多過(guò)程問(wèn)題中動(dòng)能定理的應(yīng)用)(多選)一物體從斜面底端以初動(dòng)能E滑向斜面，返回到斜面底端的速度大小為v，克服摩擦力做的功為，若物塊以初動(dòng)能2E滑向斜面(斜面足夠長(zhǎng))，則(　　) A．返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能為E B．返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能為 C．返回斜面底端時(shí)的速度大小為2v D．返回斜面底端時(shí)的速度大小為 v 答案　AD 解析　設(shè)斜面傾角為θ，斜面對(duì)物體的摩擦力為f，物體以初動(dòng)能E滑向斜

10、面時(shí)，在斜面上上升的最遠(yuǎn)距離為x1，則根據(jù)動(dòng)能定理，在物體沿斜面上升的過(guò)程中有－Gx1sinθ－fx1＝0－E，在物體沿斜面下降的過(guò)程中有Gx1sinθ－fx1＝，聯(lián)立解得Gsinθ＝3f，同理，當(dāng)物體以初動(dòng)能2E滑向斜面時(shí)，在物體沿斜面上升的過(guò)程中有－Gx2sinθ－fx2＝0－2E，在物體沿斜面下降的過(guò)程中有Gx2sinθ－fx2＝E′，聯(lián)立解得E′＝E，故A正確、B錯(cuò)誤；由＝mv2，E′＝mv′2，得v′＝v，故C錯(cuò)誤、D正確。 10．(綜合)(多選)小滑塊以初動(dòng)能Ek0從A點(diǎn)出發(fā)，沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，AB、BC、CD長(zhǎng)度相等，若整個(gè)斜面AD光滑，則滑塊到達(dá)D位置速度恰好為零，而后下滑?，F(xiàn)

11、斜面AB部分處處與滑塊間有相同的動(dòng)摩擦因數(shù)，其余部分BD仍光滑，則滑塊恰好滑到C位置速度為零，然后下滑，那么滑塊下滑到(　　) A．位置B時(shí)的動(dòng)能為 B．位置B時(shí)的動(dòng)能為 C．位置A時(shí)的動(dòng)能為 D．位置A時(shí)的動(dòng)能為 答案　AD 解析　設(shè)斜面長(zhǎng)3x、高為3h，若斜面光滑，滑塊由底端到頂端過(guò)程中，－mg·3h＝0－Ek0?、伲蝗鬉B部分粗糙、其他部分光滑，滑塊由底端A到C過(guò)程中，－fx－mg·2h＝0－Ek0?、?；滑塊由C滑到B過(guò)程中，mgh＝EkB?、?，聯(lián)立①③可解得EkB＝，A正確，B錯(cuò)誤；滑塊由C滑到A過(guò)程中，mg·2h－fx＝EkA?、埽?lián)立①②④三式可解得EkA＝，C

12、錯(cuò)誤，D正確。 11. (多過(guò)程問(wèn)題中動(dòng)能定理的應(yīng)用)如圖所示，光滑斜面AB的傾角θ＝53°，BC為水平面，BC長(zhǎng)度lBC＝1.1 m，CD為光滑的圓弧，半徑R＝0.6 m。一個(gè)質(zhì)量m＝2 kg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)光滑連接。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＝0.2 m，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g取10 m/s2。求： (1)物體運(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。 答案　(1)4 m/s　(2)1.02 m　(3)0.4 m 解析　(1)物體由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理得： －mg(h＋R)＝0－mv，代入數(shù)據(jù)解得：vC＝4 m/s。 (2)物體由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理得： mgH－μmglBC＝mv－0， 代入數(shù)據(jù)解得：H＝1.02 m。 (3)從物體開始下滑到停下，根據(jù)動(dòng)能定理得： mgH－μmgs1＝0－0，代入數(shù)據(jù)，解得s1＝5.1 m 由于s1＝4lBC＋0.7 m，所以物體最終停止的位置到C點(diǎn)的距離為：s＝0.4 m。 - 7 -