2020高中物理 第八章 机械能守恒定律 3动能和动能定理练习（含解析）新人教版第二册

第八章 3动能和动能定理A组：合格性水平训练1(动能定理的理解)一物体做变速运动时，下列说法中正确的是()A合外力一定对物体做功，使物体动能改变B物体所受合外力一定不为零C合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变D物体的加速度可能为零答案B解析物体做变速运动，可能是物体的速度方向变化，而大小不变，如匀速圆周运动，此时物体的动能不变，并且合外力对物体不做功，故A、C均错误；物体做变速运动，一定具有加速度，物体所受合外力一定不为零，故B正确、D错误。2(动能定理的应用)一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为2v(方向与原来相反)，在这段时间内，水平力所做的功为()A.mv2 Bmv2C.mv2 Dmv2答案A解析由动能定理得：WFm(2v)2mv2mv2，A正确。3(动能定理的应用)(多选)甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s，如图所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是()A力F对甲物体做功多B力F对甲、乙两个物体做的功一样多C甲物体获得的动能比乙大D甲、乙两个物体获得的动能相同答案BC解析由功的公式WFlcosFs可知，两种情况下力F对甲、乙两个物体做的功一样多，A错误、B正确；根据动能定理，对甲有FsEk1，对乙有FsfsEk2，可知Ek1Ek2，即甲物体获得的动能比乙大，C正确、D错误。4(动能定理的应用)(多选)一物体在运动过程中，重力做了2 J的功，合力做了4 J的功，则()A该物体动能减少，减少量等于4 JB该物体动能增加，增加量等于4 JC该物体重力势能减少，减少量等于2 JD该物体重力势能增加，增加量等于2 J答案BD解析重力做负功，重力势能增大，增加量等于克服重力做的功，C错误、D正确；根据动能定理得该物体动能增大，增加量为4 J，A错误、B正确。5. (动能定理的应用)物体在合外力作用下做直线运动的vt图像如图所示。下列表述正确的是()A在01 s内，合外力做正功B在02 s内，合外力总是做负功C在12 s内，合外力不做功D在03 s内，合外力总是做正功答案A解析由vt图像知，01 s内，v增大，动能增大，由动能定理可知合外力做正功，A正确。12 s内v减小，动能减小，合外力做负功，可见B、C、D错误。6(综合)(多选)如图甲所示，质量m2 kg的物体以100 J的初动能在粗糙的水平地面上滑行，其动能Ek随位移x变化的关系图像如图乙所示，则下列判断中正确的是()A物体运动的总位移大小为10 mB物体运动的加速度大小为10 m/s2C物体运动的初速度大小为10 m/sD物体所受的摩擦力大小为10 N答案ACD解析由图乙可知物体运动的总位移大小为10 m，A正确；物体的初动能Ek0mv100 J，则v010 m/s，C正确；由动能定理得fxEk100 J，则f10 N，D正确；由牛顿第二定律得fma，a5 m/s2，B错误。7. (综合)如图所示，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功，则()AWmgR，质点恰好可以到达Q点BWmgR，质点不能到达Q点CWmgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离DWmgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离答案C解析根据质点滑到轨道最低点N时，对轨道压力为4mg，利用牛顿第三定律可知，轨道对质点的支持力为4mg，在最低点，由牛顿第二定律得，4mgmgm，解得质点滑到最低点的速度v。对质点从开始下落到滑到最低点的过程，由动能定理得，2mgRWmv2，解得WmgR。对质点由最低点继续上滑的过程，到达Q点时克服摩擦力做功W要小于WmgR，由此可知，质点到达Q点后，可继续上升一段距离，C正确，A、B、D错误。8(综合)我国海军歼15舰载机已经在“辽宁”号航母上成功着舰和起飞。现将飞机起飞模型简化为飞机先在水平甲板上做匀加速直线运动，再在倾角为15的斜面甲板上以最大功率做加速运动，最后从甲板飞出的速度为360 km/h，如图所示。若飞机的质量为18吨，甲板AB长180 m，BC长50 m。(忽略飞机长度，不计一切摩擦和空气阻力，取sin150.3，g10 m/s2)如果要求到达甲板B点的速度至少为离开斜面甲板速度的60%，则：(1)飞机在水平甲板上运动时的牵引力至少为多少才能使飞机起飞？(2)如果到达B点时飞机刚好达到最大功率，则从飞机开始运动到飞离甲板共需多少时间？答案(1)1.8105 N(2)11.58 s解析(1)由题意知m18 t1.8104 kg，vC360 km/h100 m/s，则B点的速度至少为v0.6vC60 m/s，由动能定理得，FxABmv2，解得F1.8105 N。(2)飞机到达B点时的功率PFv1.08107 W，飞机从A运动到B的时间t1，飞机从B到C的运动过程由动能定理，得Pt2mgsinxBCmvmv2，tt1t2，联立解得t11.58 s。B组：等级性水平训练9(多过程问题中动能定理的应用)(多选)一物体从斜面底端以初动能E滑向斜面，返回到斜面底端的速度大小为v，克服摩擦力做的功为，若物块以初动能2E滑向斜面(斜面足够长)，则()A返回斜面底端时的动能为EB返回斜面底端时的动能为C返回斜面底端时的速度大小为2vD返回斜面底端时的速度大小为 v答案AD解析设斜面倾角为，斜面对物体的摩擦力为f，物体以初动能E滑向斜面时，在斜面上上升的最远距离为x1，则根据动能定理，在物体沿斜面上升的过程中有Gx1sinfx10E，在物体沿斜面下降的过程中有Gx1sinfx1，联立解得Gsin3f，同理，当物体以初动能2E滑向斜面时，在物体沿斜面上升的过程中有Gx2sinfx202E，在物体沿斜面下降的过程中有Gx2sinfx2E，联立解得EE，故A正确、B错误；由mv2，Emv2，得vv，故C错误、D正确。10(综合)(多选)小滑块以初动能Ek0从A点出发，沿斜面向上运动，AB、BC、CD长度相等，若整个斜面AD光滑，则滑块到达D位置速度恰好为零，而后下滑。现斜面AB部分处处与滑块间有相同的动摩擦因数，其余部分BD仍光滑，则滑块恰好滑到C位置速度为零，然后下滑，那么滑块下滑到()A位置B时的动能为 B位置B时的动能为C位置A时的动能为 D位置A时的动能为答案AD解析设斜面长3x、高为3h，若斜面光滑，滑块由底端到顶端过程中，mg3h0Ek0；若AB部分粗糙、其他部分光滑，滑块由底端A到C过程中，fxmg2h0Ek0；滑块由C滑到B过程中，mghEkB，联立可解得EkB，A正确，B错误；滑块由C滑到A过程中，mg2hfxEkA，联立三式可解得EkA，C错误，D正确。11. (多过程问题中动能定理的应用)如图所示，光滑斜面AB的倾角53，BC为水平面，BC长度lBC1.1 m，CD为光滑的圆弧，半径R0.6 m。一个质量m2 kg的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，物体与水平面BC间的动摩擦因数0.2，轨道在B、C两点光滑连接。当物体到达D点时，继续竖直向上运动，最高点距离D点的高度h0.2 m，sin 530.8，cos 530.6，g取10 m/s2。求：(1)物体运动到C点时的速度大小vC；(2)A点距离水平面的高度H；(3)物体最终停止的位置到C点的距离s。答案(1)4 m/s(2)1.02 m(3)0.4 m解析(1)物体由C点运动到最高点，根据动能定理得：mg(hR)0mv，代入数据解得：vC4 m/s。(2)物体由A点运动到C点，根据动能定理得：mgHmglBCmv0，代入数据解得：H1.02 m。(3)从物体开始下滑到停下，根据动能定理得：mgHmgs100，代入数据，解得s15.1 m由于s14lBC0.7 m，所以物体最终停止的位置到C点的距离为：s0.4 m。- 7 -