高中物理《动能和动能定理-》同步练习1-新人教版必修2

▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚=^_^=成就梦想▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌▃▄▅▆▇██■▓点亮心灯~~~///(^v^)\\\~~~照亮人生▃▄▅▆▇██■▓动能动能定理及其应用一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)1．如图1所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时的动能分别为Ek1和Ek2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则()图1A．Ek1＞Ek2W1＜W2B．Ek1＞Ek2W1＝W2C．Ek1＝Ek2W1＞W2D．Ek1＜Ek2W1＞W2解析：设斜面的倾角为θ，斜面的底边长为l，则下滑过程中克服摩擦力做的功为W＝μmgcosθ·l/cosθ＝μmgl，所以两种情况下克服摩擦力做的功相等．又由于B的高度比A低，所以由动能定理可知Ek1＞Ek2，故选B.答案：B2．一质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力作用下，从平衡位置P点缓慢地移动，当悬线偏离竖直方向θ角时，水平力大小为F，如图2所示，则水平力所做的功为()A．mglcosθB．Flsinθ图2C．mgl(1－cosθ)D．Flcosθ解析：小球在缓慢移动的过程中，动能不变，故可用动能定理求解，即WF＋WG＝0，其中WG＝－mgl(1－cosθ)，所以WF＝－WG＝mgl(1－cosθ)，选项C正确．答案：C3．如图3所示，质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值F时，转动半径为R.当拉力逐渐减小到F4时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R，则外力对物体做的功为()图3A．－FR4B.3FR4C.5FR2D.FR4解析：F＝mv12R，F4＝mv222R，由动能定理得W＝12mv22－12mv12，联立解得W＝－FR4，▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚=^_^=成就梦想▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌▃▄▅▆▇██■▓点亮心灯~~~///(^v^)\\\~~~照亮人生▃▄▅▆▇██■▓即外力做功为－FR4.A项正确．答案：A4．(2010·河北省衡水中学调研)如图4所示，小球以初速度v0从A点沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，则经过A点的图4速度大小为()A.v02－4ghB.4gh－v02C.v02－2ghD.2gh－v02解析：设由A到B的过程中，小球克服阻力做功为Wf，由动能定理得：－mgh－Wf＝0－12mv02，小球返回A的过程中，再应用动能定理得：mgh－Wf＝12mvA2－0，以上两式联立可得：vA＝4gh－v02，故只有A正确．答案：A5．(2010·清远模拟)如图5所示，斜面AB和水平面BC是由同一板材上截下的两段，在B处用小圆弧连接．将小铁块(可视为质点)从A处由静止释放后，它沿斜面向下滑行，进入平面，最终静图5止于P处．若从该板材上再截下一段，搁置在A、P之间，构成一个新的斜面，再将小铁块放回A处，并轻推一下使之具有初速度v0，沿新斜面向下滑动．关于此情况下小铁块的运动情况的描述正确的是()A．小铁块一定能够到达P点B．小铁块的初速度必须足够大才能到达P点C．小铁块能否到达P点与小铁块的质量有关D．以上说法均不对解析：如图所示，设AB＝x1，BP＝x2，AP＝x3，动摩擦因数为μ，由动能定理得：mgx1sinα－μmgx1cosα－μmgx2＝0，可得：mgx1sinα＝μmg(x1cosα＋x2)，设小铁块沿AP滑到P点的速度为vP，由动能定理得：mgx3sinβ－μmgx3cosβ＝12mvP2－12mv02，因x1sinα＝x3sinβ，x1cosα＋x2＝x3cosβ，故得：vP＝v0，即小铁块可以沿AP滑到P点，故A正确．答案：A二、双项选择题(本题共5小题，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有两个选项正确，全部选对的得7分，只选一个且正确的得2分，有选错或不答的得0分)▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚=^_^=成就梦想▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌▃▄▅▆▇██■▓点亮心灯~~~///(^v^)\\\~~~照亮人生▃▄▅▆▇██■▓6．(2010·南通模拟)如图6甲所示，静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆．则小物块运动到x0处时的动能为()A．0B.12Fmx0图6C.π4Fmx0D.π8x02解析：根据动能定理，小物块运动到x0处时的动能为这段时间内力F所做的功，物块在变力作用下运动，不能直接用功的公式来计算，但此题可用根据图象求“面积”的方法来解决．力F所做的功的大小等于半圆的“面积”大小．Ek＝W＝12S圆＝12π(x02)2，又Fm＝x02.整理得Ek＝π4Fmx0＝π8x02，C、D选项正确．答案：CD7．(2010·济南质检)如图7所示，电梯质量为M，地板上放着一质量为m的物体．钢索拉电梯由静止开始向上加速运动，当上升高度为H时，速度达到v，则()A．地板对物体的支持力做的功等于12mv2图7B．地板对物体的支持力做的功等于mgH＋12mv2C．钢索的拉力做的功等于12Mv2＋MgHD．合力对电梯做的功等于12Mv2解析：对物体m用动能定理：WFN－mgH＝12mv2，故WFN＝mgH＋12mv2，A错误，B正确；钢索拉力做的功，WF拉＝(M＋m)gH＋12(M＋m)v2，C错；由动能定理知，合力对电梯M做的功应等于电梯动能的变化12Mv2，D正确．答案：BD8．一个小物块从底端冲上足够长的斜面后，又返回斜面底端．已知小物块的初动能为E，它返回斜面底端的速度大小为v，克服摩擦阻力做功为E/2.若小物块冲上斜面的动能为2E，则物块()▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚=^_^=成就梦想▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌▃▄▅▆▇██■▓点亮心灯~~~///(^v^)\\\~~~照亮人生▃▄▅▆▇██■▓A．返回斜面底端时的动能为EB．返回斜面底端时的动能为3E/2C．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解析：设初动能为E时，小物块沿斜面上升的最大位移为x1，初动能为2E时，小物块沿斜面上升的最大位移为x2，斜面的倾角为θ，由动能定理得：－mgx1sinθ－Ffx1＝0－E,2Ffx1＝E2，E－E2＝12mv2；而－mgx2sinθ－Ffx2＝0－2E，可得：x2＝2x1，所以返回斜面底端时的动能为2E－2Ffx2＝E，A正确，B错误；由E＝12mv′2可得v′＝2v，C正确、D错误．答案：AC9．如图8所示，水平传送带长为s，以速度v始终保持匀速运动，把质量为m的货物放到A点，货物与皮带间的动摩擦因数为μ，当货物从A点运动到B点的过程中，摩擦力对货物做的功可能()图8A．大于12mv2B．小于12mv2C．大于μmgsD．小于μmgs解析：货物在传送带上相对地面的运动可能先加速后匀速，也可能一直加速而货物的最终速度小于v，故摩擦力对货物做的功可能等于12mv2，可能小于12mv2，可能等于μmgs，可能小于μmgs，故选B、D.答案：BD10．如图9所示，质量为M、长度为L的木板静止在光滑的水平面上，质量为m的小物体(可视为质点)放在木板上最左端，现用一水平恒力F作用在小物体上，使物体从静止开始做匀加速直线运动．图9已知物体和木板之间的摩擦力为Ff.当物体滑到木板的最右端时，木板运动的距离为x，则在此过程中()A．物体到达木板最右端时具有的动能为(F－Ff)(L＋x)B．物体到达木板最右端时，木板具有的动能为FfxC．物体克服摩擦力所做的功为FfLD．物体和木板增加的机械能为Fx解析：由题意画示意图可知，由动能定理对小物体：(F－Ff)·(L＋x)＝12mv2，故A正▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚=^_^=成就梦想▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌▃▄▅▆▇██■▓点亮心灯~~~///(^v^)\\\~~~照亮人生▃▄▅▆▇██■▓确．对木板：Ff·x＝12Mv2，故B正确．物块克服摩擦力所做的功Ff·(L＋x)，故C错．物块和木板增加的机械能12mv2＋12Mv2＝F·(L＋x)－Ff·L＝(F－Ff)·L＋F·x，故D错．答案：AB三、非选择题(本题共2小题，共30分)11．(14分)如图10所示，质量为M＝0.2kg的木块放在水平台面上，台面比水平地面高出h＝0.20m，木块距水平台的右端L＝1.7m．质量为m＝0.10M的子弹以v0＝180m/s的速度水平射向木块，当子弹以v＝90m/s的速度水平射出时，木块的速度为v1＝9m/s(此过程作图10用时间极短，可认为木块的位移为零)．若木块落到水平地面时的落地点到台面右端的水平距离为l＝1.6m，求：(g取10m/s2)(1)木块对子弹所做的功W1和子弹对木块所做的功W2；(2)木块与台面间的动摩擦因数μ.解析：(1)由动能定理得，木块对子弹所做的功为W1＝12mv2－12mv02＝－243J同理，子弹对木块所做的功为W2＝12Mv12＝8.1J.(2)设木块离开台面时的速度为v2，木块在台面上滑行阶段对木块由动能定理，有：－μMgL＝12Mv22－12Mv12木块离开台面后的平抛阶段l＝v22hg，解得μ＝0.50.答案：(1)－243J8.1J(2)0.5012．(16分)(2010·韶关质检)如图11所示为“S”形玩具轨道，该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的，固定在竖直平面内，轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆连接而成的，圆半径比细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切，弹射装置将一个▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚=^_^=成就梦想▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌▃▄▅▆▇██■▓点亮心灯~~~///(^v^)\\\~~~照亮人生▃▄▅▆▇██■▓小球(可视为质点)从a点水平射向b点并进入轨道，经过轨道图11后从p点水平抛出，已知小球与地面ab段间的动摩擦因数μ＝0.2，不计其他机械能损失，ab段长L＝1.25m，圆的半径R＝0.1m，小球质量m＝0.01kg，轨道质量为M＝0.15kg，g＝10m/s2，求：(1)若v0＝5m/s，小球从p点抛出后的水平射程；(2)若v0＝5m/s，小球经过轨道的最高点时，管道对小球作用力的大小和方向；(3)设小球进入轨道之前，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，当v0至少为多大时，轨道对地面的压力为零．解析：(1)设小球运动到p点时的速度大小为v，对小球由a点运动到p点的过程，应用动能定理得：－μmgL－4Rmg＝12mv2－12mv02①小球从p点抛出后做平抛运动，设运动时间为t，水平射程为x，则4R＝12gt2②x＝vt③联立①②③代入数据解得x＝0.46m(2)设在轨道最高点时管道对小球的作用力大小为F，取竖直向下为正方向，有：F＋mg＝mv2R④联立①④代入数据解得F＝1.1N，方向竖直向下．(3)分析可知，要使小球以最小速度v0运动，且轨道对地面的压力为零，则小球的位置应该在“S”形轨道的中间位置，则有：F′＋mg＝mv12R，F′＝Mg－μmgL－2mgR＝12mv12－12mv02解得：v0＝5m/s.答案：(1)0.46m(2)1.1N，方向竖直向下(3)5m/s