20192020学年高中物理同步学典16动能和动能定理习题含解析新人教版必修第二册

-1-同步学典（16）动能和动能定理1、关于物体的动能,下列说法中正确的是()A.一个物体的动能可能小于零B.一个物体的动能与参考系的选取无关C.动能相同的物体速度一定相同D.两质量相同的物体,若动能相同,其速度不一定相同2、关于动能的理解，下列说法错误．．的是()A．凡是运动的物体都具有动能B．动能不变的物体，一定处于平衡状态C．重力势能可以为负值，动能不可以为负值D．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化3、从倾角为θ的斜面上,水平拋出一个小球,小球的初动能为k0E,如图所示,则小球落到斜面上时的动能kE为()A.2k04tanEB.2k0(12tan)EC.2k0(14tan)ED.2k0(12tan)E4、下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系,正确的是()A.物体做变速运动,合外力一定不为零,动能一定变化B.若合外力对物体做功为零,则合外力一定为零C.物体的合外力做功,它的速度大小一定发生变化D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零5、高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动,在启动阶段,列车的动能()A.与它所经历的时间成正比B.与它的位移成正比C.与它的速度成正比D.与它的动量成正比6、如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度,木箱获得的动能一定()-2-A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功7、下列说法中,正确的是()A.物体的动能不变,则其速度一定也不变B.物体的速度不变,则其动能也不变C.物体的动能不变,说明物体的运动状态没有改变D.物体的动能不变,说明物体所受的合外力一定为零8、如图所示,在足球赛中,红队球员在白队禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角贴着球门射入,球门高度为h,足球飞入球门的速度为v,足球质量为m,则红队球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力、足球吋视为质点)()A.212mvB.mghC.212mvmghD.212mvmgh9、如图所示,一木块沿着高度相同、倾角不同的三个斜面由顶端静止滑下,若木块与各斜面间的动摩擦因数都相同,则滑到底端的动能大小关系是()A.倾角大的动能最大B.倾角小的动能最大C.倾角等于45°的动能最大D.三者的动能一样大10、如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。己知3APR,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中()-3-A.重力做功3mgRB.机械能减少2mgRC.合外力做功mgRD.克服摩擦力做功32mgR11、如图所示，有一个竖直放置的固定圆形轨道，半径为R，由左右两部分组成，右半部分AEB是光滑的，左半部分BFA是粗糙的．现在最低点A给一质量为m的小球一个水平向右的初速度，使小球沿轨道恰好能过最高点B，且又能沿BFA回到A点，回到A点时对轨道的压力为4mg．不计空气阻力，重力加速度为g．求：（1）小球沿BFA回到A点时的速度Av大小；（2）小球沿BFA回到A点过程中摩擦力所做的功．12、如图所示,一滑块经水平轨道AB,进入竖直平面内的四分之一圆弧轨道BC。已知滑块的质量0.60kgm,在A点的速度8.0m/sAv,AB长0.5mx,滑块与水平轨道间的动摩擦因数0.15,圆弧轨道的半径2.0mR,滑块离开C点后竖直上升0.20mh,g取210m/s。求:(1)滑块经过B点时速度的大小。(2)滑块经过B点时圆弧轨道对它的支持力的大小。(3)滑块在圆弧轨道BC段克服摩擦力所做的功。-4-答案以及解析1答案及解析：答案：D解析：由动能表达式2k12Emv知,物体的动能不可能小于零,故A项错;由于速度v与参考系的选择有关,其动能kE也具有相对性,故B项错;动能与物体的质量m、速度v都有关,若动能相同,而m不同,则v不同,故C项错;质量m相同,动能kE相同,则其速率一定相同,但速度方向可能不同,故D项对。2答案及解析：答案：B解析：物体由于运动而具有的能叫动能，所以运动的物体具有动能物体做匀速圆周运动时，动能不变，但物体的运动状态改变，故选项B错误由公式：，可知动能不能是负值一定质量的物体做匀速圆周时,由于速度方向改变即速度变化,但速度的大小不变,由公式：，可知动能不变，3答案及解析：答案：C解析：设小球初速度为0v,则2k0012Emv,根据平抛知识有20tan2ygtxvt,2220()vvgt,得2220(14tan)vv,所以22kk01(14tan)2EmvE。4答案及解析：-5-答案：C解析：物体做变速运动,合外力一定不为零,但是动能不一定变化,例如匀速圆周运动的物体,故A错误;若合外力对物体做功为零,则合外力不一定为零,例如做匀速圆周运动的物体的合外力,故B错误;根据动能定理,物体的合外力做功,它的速度大小一定发生变化,故C正确;物体的动能不变,所受的合外力不一定为零,例如做匀速圆周运动的物体,故D错误。5答案及解析：答案：B解析：列车启动的过程中加速度恒定,由匀变速直线运动的速度与时间关系可知v=at,且列车的动能为212kEmv,由以上整理得22k12Emat,动能与时间的平方成正比,动能与速度的平方成正比,AC错误;将212xat代入上式得kmaxE,则列车的动能与位移成正比,B正确;由动能与动量的关系式22kpEm可知,列车的动能与动量的平方成正比,D错误。6答案及解析：答案：A解析：有动能定理k0FfWWE,可知木箱获得的动能一定小于拉力所做的功,A正确。7答案及解析：答案：B解析：物体的动能不变,速度方向可以发生变化,故A错误;物体的速度不变指速度的方向、大小都不变,那么动能不变,故B正确;运动状态既包含速度大小,也包含速度方向,故动能不变,只是说明速度大小不变,并不能说明速度方向不变,故C错误;由2201122Wmvmv可知,动能不变,故合外力做功为零,但合外力不一定为零,故D错误。8答案及解析：答案：C-6-解析：对足球从球员踢出到飞入球门的过程研究,根据动能定理得212Wmghmv,解得212Wmvmgh,故C正确,A、B、D错误。9答案及解析：答案：A解析：根据动能定理:21coscotsinKKKhEEEmghmgmghmgh,越大,cot越小,KE越大,故倾角大的动能大.10答案及解析：答案：D解析：重力做功与路径无关,只与初末位置有关,故小球从P到B的运动过程中,重力做功为22GWmgRmgR,故A错误;小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力,根据牛顿第二定律,有2BvmgmR,解得BvgR,从P到B过程,重力势能减小量为2mgR,动量增加量为21122BmvmgR,故机械能减小量为13222mgRmgRmgR,从P到B过程,克服摩擦力做功等于机械能减小量,故为32mgR,故B错误,D正确;从P到B过程,合外力做功等于动能增加量,故21122BWmvmgR。11答案及解析：答案：(1)由于小球回到A点时对轨道的压力为4mg，根据牛顿第二定律得：24AmvmgmgR解得：3AvgR(2)小球恰好通过B点，根据牛顿第二定律得：2BmvmgR解得：BvgR对小球，由B经F回到A的过程中，根据动能定理可得：-7-2211222fABmgRWmvmv解得：fWmgR。解析：12答案及解析：答案：(1)7.0m/s(2)20.7N(3)1.5J解析：(1)滑块从A到B的过程,只有摩擦力做功,由动能定理得221122BAfxmvmv①其中摩擦力fmg②联立①②式,解得7.0m/sBv③即滑块经过B点时速度的大小为7.0m/s。(2)在B点,支持力和重力的合力提供向心力,2BvNmgmR④解得220.7NBvNmgmR⑤即滑块经过B点时圆弧轨道对它的支持力的大小为20.7N。(3)滑块离开C点后做竖直上抛运动,由运动学公式知22Cvgh⑥从B到C的过程中,设摩擦力做功为fW,由动能定理有22f1122CBmgRWmvmv⑦联立③⑥⑦式,解得f1.5JW。克服摩擦力做功f'1.5JW,即滑块在圆弧轨道BC段克服摩擦力所做的功为1.5J。