動(dòng)能和動(dòng)能定理 第1課時(shí)（解析版）

8.3動(dòng)能和動(dòng)能定理1.關(guān)于動(dòng)能，下列說法中正確的是()A．動(dòng)能是機(jī)械能的一種基本形式，凡是運(yùn)動(dòng)的物體都有動(dòng)能B．公式Ek＝eq\f(1,2)mv2中，速度v是物體相對(duì)于地面的速度，且動(dòng)能總是正值C．一定質(zhì)量的物體，動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化，但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化D．動(dòng)能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)【答案】AC【解析】動(dòng)能是物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量，所以運(yùn)動(dòng)的物體都有動(dòng)能．動(dòng)能是機(jī)械能的一種基本形式，A對(duì)；Ek＝eq\f(1,2)mv2中的速度v與參考系的選取有關(guān)，但參考系不一定是地面，B錯(cuò)；速度是矢量，當(dāng)其只有方向發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)能不變化，此時(shí)物體并不處于平衡狀態(tài)，C對(duì)，D錯(cuò)．2.改變物體的質(zhì)量和速度都可改變物體的動(dòng)能，在下列情況下，物體的動(dòng)能變化最大的是()A．物體的質(zhì)量不變，運(yùn)動(dòng)速度增大到原來的2倍B．物體的速度不變，質(zhì)量增大到原來的2倍C．物體的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，運(yùn)動(dòng)速度減為原來的一半D．物體的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话?，速度增加為原來?倍【答案】D【解析】由動(dòng)能的計(jì)算式Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，D正確．3.韓曉鵬是我國首位在冬奧會(huì)雪上項(xiàng)目奪冠的運(yùn)動(dòng)員．他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對(duì)他做功1900J，他克服阻力做功100J．韓曉鵬在此過程中()A．重力勢能減小了2000JB．重力勢能減小了1900JC．動(dòng)能增加了1900JD．動(dòng)能增加了2000J【答案】B【解析】重力對(duì)物體做功為1900J，是正功，則物體重力勢能減小了1900J，故A錯(cuò)誤，B正確；外力對(duì)物體所做的總功為W總＝WG＋W阻＝1900J－100J＝1800J，是正功，根據(jù)動(dòng)能定理得：動(dòng)能增加了1800J，故C、D錯(cuò)誤．4.一質(zhì)量為0.1kg的小球，以5m/s的速度在光滑水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，與豎直墻壁碰撞后以原速率反彈，若以彈回的速度方向?yàn)檎较?，則小球碰墻過程中速度的變化和動(dòng)能的變化分別是()A．Δv＝10m/s B．Δv＝0C．ΔEk＝1J D．ΔEk＝0【答案】AD【解析】弄清速度的變化是矢量而動(dòng)能的變化是標(biāo)量，是分析問題的關(guān)鍵．由于速度是矢量，故Δv＝v2－v1＝5m/s－(－5m/s)＝10m/s.而動(dòng)能是標(biāo)量，初、末狀態(tài)的速度大小相等，故動(dòng)能相等，因此ΔEk＝0.故選A、D.5.下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受合力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系正確的是()A．如果物體所受合力為0，則合力對(duì)物體做的功一定為0B．如果合力對(duì)物體所做的功為0，則合力一定為0C．物體在合力作用下做變速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能一定發(fā)生變化D．物體的動(dòng)能不變，所受合力一定為0【答案】A【解析】由功的定義可知，選項(xiàng)A正確；如果合力做的功為0，但合力不一定為0，例如物體的合力和運(yùn)動(dòng)方向垂直而不做功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體做變速運(yùn)動(dòng)可能是速度方向變化而速度大小不變，所以，做變速運(yùn)動(dòng)的物體，動(dòng)能可能不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；物體動(dòng)能不變，只能說合力不做功，但合力不一定為0，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6.取水平地面為重力勢能零點(diǎn)。一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點(diǎn)其動(dòng)能與重力勢能恰好相等。不計(jì)空氣阻力，該物塊落地時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為（） B． C． D．【答案】B【解析】設(shè)物塊的初速度為v0，質(zhì)量為m，依題意有設(shè)物塊落地瞬間水平速度分量為vx，豎直速度分量為vy，則根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得,即,所以物塊落地時(shí)速度方向與水平方向夾角為,故選B。7．速度，其實(shí)也是一種破壞力！一只0.40kg的飛鳥在空中與速度為900km/h的飛機(jī)相撞后嵌到了飛機(jī)上，則可估算出飛機(jī)對(duì)飛鳥做的功約為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】飛鳥的初速度相比飛機(jī)速度可忽略不計(jì)，所以根據(jù)動(dòng)能定理得故選B。8．港珠澳大橋是中國境內(nèi)一座連接香港、珠海和澳門的橋隧工程。2018年10月24日上午9時(shí)正式通車。大橋設(shè)計(jì)使用壽命120年，可抵御8級(jí)地震、16級(jí)臺(tái)風(fēng)、允許30萬噸級(jí)油輪通過。假設(shè)一艘質(zhì)量為m的輪船由于失控，以速度v撞向大橋（大橋無損），最后沒有反彈而停下來，事故勘察測量發(fā)現(xiàn)輪船迎面相撞處下凹深度d，據(jù)此估算出船對(duì)橋的平均撞擊力F，關(guān)于F的表達(dá)式正確的是（）A． B． C． D．Mv【答案】B【解析】根據(jù)動(dòng)能定理可得解得故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。9.如圖所示，質(zhì)量為m的小車在水平恒力F的推動(dòng)下，從山坡(粗糙)底部A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B，獲得的速度為v，A、B之間的水平距離為x，重力加速度為g。下列說法正確的是()A．小車克服重力所做的功是mghB．合外力對(duì)小車做的功是eq\f(1,2)mv2C．推力對(duì)小車做的功是eq\f(1,2)mv2＋mghD．阻力對(duì)小車做的功是eq\f(1,2)mv2＋mgh－Fx【答案】ABD【解析】小車克服重力做功W＝mgh，A正確；由動(dòng)能定理可知，小車受到的合力所做的功等于小車動(dòng)能的增量，即W合＝ΔEk＝eq\f(1,2)mv2，B正確；由動(dòng)能定理可知，W合＝W推＋W重＋W阻＝eq\f(1,2)mv2，所以推力做的功W推＝eq\f(1,2)mv2－W阻－W重＝eq\f(1,2)mv2＋mgh－W阻，C錯(cuò)誤；阻力對(duì)小車做的功W阻＝eq\f(1,2)mv2－W推－W重＝eq\f(1,2)mv2＋mgh－Fx，D正確。10．如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一小球向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面。設(shè)小球在斜面最低點(diǎn)A的速度為v，壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面高度為h，不計(jì)小球與彈簧碰撞過程中的能量損失，則彈簧被壓縮至C點(diǎn)過程中，彈簧對(duì)小球做的功為（）A．mgh-mv2 B．mv2-mgh C．mgh＋mv2 D．mgh【答案】ABD【解析】小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，重力和彈簧彈力對(duì)小球做負(fù)功，由于斜面支持力與位移方向始終垂直，則支持力對(duì)小球不做功，由動(dòng)能定理可得重力做功為則彈簧彈力對(duì)小球做的功為故選A。11．一物體沿直線運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示，已知在第1秒內(nèi)合外力對(duì)物體做的功為，則（）A．從第1秒末到第2秒末合外力做功為B．從第3秒末到第5秒末合外力做功為C．從第5秒末到第7秒末合外力做功為D．從第4秒末到第5秒末合外力做功為【答案】ABD【解析】A．物體在第1秒末到第2秒末做勻速直線運(yùn)動(dòng)，合力為零，合外力做功為零，故A錯(cuò)誤；B．從第3秒末到第5秒末動(dòng)能的變化量與第1秒內(nèi)動(dòng)能的變化量相反，合外力做的功相反，等于－W，故B錯(cuò)誤；C．從第5秒末到第7秒末動(dòng)能的變化量與第1秒內(nèi)動(dòng)能的變化量相同，合外力做功相同，即為W，故C錯(cuò)誤；D．第4秒末到第5秒末動(dòng)能變化量為負(fù)值，物體的速度由最大值的變到零，則動(dòng)能變化量的大小等于動(dòng)能最大值的，即為第1秒內(nèi)動(dòng)能變化量的，則合外力做功為－0.25W，故D正確。故選D。非選擇題12．質(zhì)量為m=4kg的小物塊靜止于水平地面上的A點(diǎn)，現(xiàn)用F=10N的水平恒力拉動(dòng)物塊一段時(shí)間后撤去，物塊繼續(xù)滑動(dòng)一段位移停在B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)相距x=20m，物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，g取，求：（1）物塊在力F作用過程發(fā)生位移的大?。唬?）整個(gè)過程中物體運(yùn)動(dòng)的最大速度的大?。唬?）撤去力F后物塊繼續(xù)滑動(dòng)的時(shí)間t。【答案】（1）16m；（2）4m/s；（3）2s【解析】（1）對(duì)全過程，根據(jù)動(dòng)能定理有解得x1=16m（2）物體運(yùn)動(dòng)x1=16m時(shí)，運(yùn)動(dòng)的速度最大，根據(jù)動(dòng)能定理有解得v=4m/s（3）撤去力F后，根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律解得t=2s13．某大學(xué)生研制