XX省專用學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 課時(shí)跟蹤檢測(cè)二十四動(dòng)能和動(dòng)能定理含解析新人教必修

PAGE課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十四）動(dòng)能和動(dòng)能定理1．一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是()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解析：選B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，并無外力對(duì)物體做功，故選項(xiàng)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，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2．關(guān)于動(dòng)能定理，下列說法中正確的是()A．某過程中外力的總功等于各力做功的絕對(duì)值之和B．只要合外力對(duì)物體做功，物體的動(dòng)能就一定改變C．在物體動(dòng)能不改變的過程中，動(dòng)能定理不適用D．動(dòng)能定理只適用于受恒力作用而加速運(yùn)動(dòng)的過程解析：選B公式W＝ΔEk中W為合外力做的功，也可以是各力做功的代數(shù)和，A錯(cuò)，B對(duì)；動(dòng)能不變，只能說明合外力的總功W＝0，動(dòng)能定理仍適用，C錯(cuò)；動(dòng)能定理既適用于恒力做功，也可適用于變力做功，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．一質(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，在滑塊上作用一向右的水平力，經(jīng)過一段時(shí)間后，滑塊的速度變?yōu)椋?v(方向與原來相反)，在這段時(shí)間內(nèi)，水平力所做的功為()A.eq\f(3,2)mv2 B．－eq\f(3,2)mv2C.eq\f(5,2)mv2 D．－eq\f(5,2)mv2解析：選A由動(dòng)能定理得：WF＝eq\f(1,2)m(－2v)2－eq\f(1,2)mv2＝eq\f(3,2)mv2，A正確。4．(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)能比乙大D．甲、乙兩個(gè)物體獲得的動(dòng)能相同解析：選BC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，F(xiàn)s－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。5．物體在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直線滑行直到停止。以a、Ek、x和t分別表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小、動(dòng)能、位移的大小和運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。則以下各圖像中，能正確反映這一過程的是()解析：選C物體在恒定阻力作用下運(yùn)動(dòng)，其加速度隨時(shí)間不變，隨位移不變，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理，－fx＝Ek－Ek0，解得Ek＝Ek0－fx，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤。6.質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運(yùn)動(dòng)，起始點(diǎn)A與一輕彈簧O端相距s，如圖所示。已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體與彈簧相碰后，彈簧的最大壓縮量為x，則從開始碰撞到彈簧被壓縮至最短，物體克服彈簧彈力所做的功為()A.eq\f(1,2)mv02－μmg(s＋x) B.eq\f(1,2)mv02－μmgxC．μmgs D．μmg(s＋x)解析：選A由動(dòng)能定理得－W－μmg(s＋x)＝0－eq\f(1,2)mv02，W＝eq\f(1,2)mv02－μmg(s＋x)。7.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0～1s內(nèi)，合外力做正功B．在0～2s內(nèi)，合外力總是做負(fù)功C．在1～2s內(nèi)，合外力不做功D．在0～3s內(nèi)，合外力總是做正功解析：選A由v-t圖知0～1s內(nèi)，v增加，動(dòng)能增加，由動(dòng)能定理可知合外力做正功，A對(duì)。1～2s內(nèi)v減小，動(dòng)能減小，合外力做負(fù)功，可見B、C、D錯(cuò)。8.如圖所示，木板長(zhǎng)為l，木板的A端放一質(zhì)量為m的小物體，物體與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。開始時(shí)木板水平，在繞O點(diǎn)緩慢轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度θ的過程中，若物體始終保持與板相對(duì)靜止。對(duì)于這個(gè)過程中各力做功的情況，下列說法中正確的是()A．摩擦力對(duì)物體所做的功為mglsinθ(1－cosθ)B．彈力對(duì)物體所做的功為mglsinθcosθC．木板對(duì)物體所做的功為mglsinθD．合力對(duì)物體所做的功為mglcosθ解析：選C重力是恒力，可直接用功的計(jì)算公式，則WG＝－mgh；摩擦力雖是變力，但因摩擦力方向上物體沒有發(fā)生位移，所以Wf＝0；因木塊緩慢運(yùn)動(dòng)，所以合力F合＝0，則W合＝0；因支持力FN為變力，不能直接用公式求它做的功，由動(dòng)能定理W合＝ΔEk知，WG＋WN＝0，所以WN＝－WG＝mgh＝mglsinθ。9.如圖所示，物體沿曲面從A點(diǎn)無初速度滑下，滑至曲面的最低點(diǎn)B時(shí)，下滑的高度為5m，速度為6m/s，若物體的質(zhì)量為1kg。則下滑過程中物體克服阻力所做的功為(g取10m/s2)()A．50JB．18JC．32JD．0解析：選C由動(dòng)能定理得mgh－Wf＝eq\f(1,2)mv2，故Wf＝mgh－eq\f(1,2)mv2＝1×10×5J－eq\f(1,2)×1×62J＝32J，C正確。10．如圖甲所示，光滑水平面上靜置于坐標(biāo)原點(diǎn)O處的小物塊，在水平拉力F的作用下沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，拉力F隨物塊所在位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示，圖線為半圓，則小物塊運(yùn)動(dòng)到x0處時(shí)的動(dòng)能為()A．Fmx0B．eq\f(1,2)Fmx0C．eq\f(π,4)Fmx0D．eq\f(π,4)x02解析：選CF-x圖像的“面積”等于拉力做功的大小，可得拉力做功W＝eq\f(1,2)πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x0,2)))2＝eq\f(π,8)x02，由題圖看出，F(xiàn)m＝eq\f(x0,2)，得到W＝eq\f(π,4)Fmx0。根據(jù)動(dòng)能定理得：小物塊運(yùn)動(dòng)到x0處時(shí)的動(dòng)能為eq\f(π,4)Fmx0，故選項(xiàng)C正確。11．右端連有光滑弧形槽的水平面AB長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1.5m，如圖所示。一個(gè)質(zhì)量為m＝0.5kg的木塊在F＝1.5N的水平拉力作用下，從水平面上A端由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，木塊到達(dá)B端時(shí)撤去拉力F。木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，取g＝10m/s2。求：(1)木塊沿弧形槽上升的最大高度；(2)木塊沿弧形槽滑回B端后，在水平面上滑動(dòng)的距離。解析：(1)設(shè)木塊沿弧形槽上升的最大高度為h，對(duì)木塊由A端運(yùn)動(dòng)到最大高度的過程，由動(dòng)能定理得FL－μmgL－mgh＝0解得h＝eq\f(F－μmgL,mg)＝0.15m。(2)設(shè)木塊沿弧形槽滑回B端后在水平面上滑行的距離為s，由動(dòng)能定理得mgh－μmgs＝0解得s＝eq\f(h,μ)＝0.75m。答案：(1)0.15m(2)0.75m12．我國海軍殲—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360km/h，如圖所示。若飛機(jī)的質(zhì)量為18噸，甲板AB＝180m，BC＝50m。(飛機(jī)長(zhǎng)度忽略當(dāng)成質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力，取sin15°＝0.3，g＝10m/s2)(1)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？解析：(1)由題意知m＝18t＝1.8×104kg，vC＝360km/h＝100m/s，則B點(diǎn)的速度至少為v＝0.6vC＝60m/s，由動(dòng)能定理得，F(xiàn)xAB＝eq\f(1,2)mv2，解得F＝1.8×