學(xué)年高中物理第四章機(jī)械能和能源第三節(jié)第課時(shí)動(dòng)能定理練習(xí)粵教版必修

PAGE第2課時(shí)動(dòng)能定理[A級(jí)抓基礎(chǔ)]1．關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合力、合力做的功、物體動(dòng)能的變化，下列說(shuō)法正確的是()A．運(yùn)動(dòng)物體所受的合力不為零，合力必做功，物體的動(dòng)能肯定要變化B．運(yùn)動(dòng)物體所受的合力為零，則物體的動(dòng)能肯定不變C．運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能保持不變，則該物體所受合力一定為零D．運(yùn)動(dòng)物體所受的合力不為零，則該物體一定做變速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能要變化解析：若物體所受的合力不為零，則物體必做變速運(yùn)動(dòng)，但合力不一定做功，合力不做功，則物體的動(dòng)能不變化，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；若運(yùn)動(dòng)物體所受的合力為零，則合力不做功(或物體所受外力做功的代數(shù)和必為零)，物體的動(dòng)能絕對(duì)不會(huì)發(fā)生變化，故選項(xiàng)B正確；若物體的動(dòng)能不變，一方面表明物體所受的合力不做功，同時(shí)表明物體的速率不變(速度的方向可以不斷改變，此時(shí)物體所受的合力只是用來(lái)改變速度的方向，產(chǎn)生向心加速度，如勻速圓周運(yùn)動(dòng))，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．答案：B2．質(zhì)量為2kg的物體，在水平面上以6m/s的速度勻速向西運(yùn)動(dòng)，若有一個(gè)方向向北的8N的恒力作用于物體，在2s內(nèi)物體的動(dòng)能增加了()A．28J B．64JC．32J D．36J解析：物體原來(lái)向西勻速運(yùn)動(dòng)，受向北的恒力F作用后將做類(lèi)似于平拋的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．物體在向北方向上的加速度a＝eq\f(F,m)＝4m/s2，2s后在向北方向上的速度分量v2＝at＝8m/s，故2s后物體的合速度v＝eq\r(veq\o\al(2,1)＋veq\o\al(2,2))＝eq\r(62＋82)m/s＝10m/s，所以物體在2s內(nèi)增加的動(dòng)能ΔEk＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝64J，故選項(xiàng)B正確．答案：B3．(多選)如圖甲所示，質(zhì)量m＝2kg的物體以100J的初動(dòng)能在粗糙的水平地面上滑行，其動(dòng)能Ek隨位移x變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，則下列判斷中正確的是()A．物體運(yùn)動(dòng)的總位移大小為10mB．物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為10m/s2C．物體運(yùn)動(dòng)的初速度大小為10m/sD．物體所受的摩擦力大小為10N解析：由圖象可知，物體運(yùn)動(dòng)的總位移為10m，根據(jù)動(dòng)能定理，得－Ffx＝0－Ek0，解得Ff＝eq\f(Ek0,x)＝eq\f(100,10)N＝10N，故A、D正確．根據(jù)牛頓第二定律，得物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小a＝eq\f(Ff,m)＝eq\f(10,2)m/s2＝5m/s2，故B錯(cuò)誤．根據(jù)Ek0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，得v0＝eq\r(\f(2Ek0,m))＝eq\r(\f(2×100,2))m/s＝10m/s，故C正確．答案：ACD4.如圖所示，小球以初速度v0從A點(diǎn)沿粗糙的軌道運(yùn)動(dòng)到高為^的B點(diǎn)后自動(dòng)返回，其返回途中仍經(jīng)過(guò)A點(diǎn)，則經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度大小為()A.eq\r(veq\o\al(2,0)－4gh) B.eq\r(4gh－veq\o\al(2,0))C.eq\r(veq\o\al(2,0)－2gh) D.eq\r(2gh－veq\o\al(2,0))解析：在從A到B的過(guò)程中，重力和摩擦力都做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理可得mgh＋Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，從B到A過(guò)程中，重力做正功，摩擦力做負(fù)功(因?yàn)槭茄卦贩祷兀詢(xún)煞N情況摩擦力做功大小相等)，根據(jù)動(dòng)能定理可得mgh－Wf＝eq\f(1,2)mv2，兩式聯(lián)立得再次經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度為eq\r(4gh－veq\o\al(2,0))，選B.答案：B5．光滑水平面上有一物體，在水平恒力F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．經(jīng)過(guò)時(shí)間t1速度達(dá)到v，再經(jīng)過(guò)時(shí)間t2，速度由v增大到2v，在t1和t2兩段時(shí)間內(nèi)，外力F對(duì)物體做功之比為()A．1∶1 B．3∶1C．1∶3 D．1∶4解析：由動(dòng)能定理可得：在時(shí)間t1內(nèi)外力F對(duì)物體做功W1＝eq\f(1,2)mv2－0＝eq\f(1,2)mv2，在時(shí)間t2內(nèi)外力F對(duì)物體做功W2＝eq\f(1,2)m(2v)2－eq\f(1,2)mv2＝eq\f(3,2)mv2，所以W1∶W2＝1∶3，故選項(xiàng)C.答案：C6.有一質(zhì)量為m的木塊，從半徑為r的圓弧曲面上的a點(diǎn)滑向b點(diǎn)，如圖所示．如果由于摩擦使木塊的運(yùn)動(dòng)速率保持不變，則以下敘述正確的是()A．木塊所受的合力為零B．因木塊所受的力都不對(duì)其做功，所以合力做的功為零C．重力和摩擦力做的功代數(shù)和為零D．重力和摩擦力的合力為零解析：物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度方向變化，加速度不為零，合外力不為零，A錯(cuò)；速率不變，動(dòng)能不變，由動(dòng)能定理知，合外力做功為零，支持力始終不做功，重力做正功，所以重力做的功與阻力做的功代數(shù)和為零，但重力和阻力的合力不為零，C對(duì)，B、D錯(cuò)．答案：C7．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的小車(chē)在水平恒力F推動(dòng)下，從山坡底部A由靜止運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B，獲得速度為v，AB的水平距離為s，下列說(shuō)法正確的是()A．小車(chē)克服重力所做的功是－mghB．合力對(duì)小車(chē)做的功是eq\f(1,2)mv2C．推力對(duì)小車(chē)做的功是Fs－mghD．小車(chē)阻力做的功是eq\f(1,2)mv2＋mgh－Fs解析：小車(chē)受重力G、推力F、支持力N、摩擦力f作用，全程重力做功WG＝－mgh，即小車(chē)克服重力所做的功是mgh，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；推力F做功WF＝Fs，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；支持力N不做功，由動(dòng)能定理，得合力做功為Fs－mgh＋Wf＝eq\f(1,2)mv2，選項(xiàng)B正確；且得出阻力對(duì)小車(chē)做的功Wf＝eq\f(1,2)mv2＋mgh－Fs，選項(xiàng)D正確．答案：BD[B級(jí)提能力]8.一質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為l的輕繩懸掛于O點(diǎn)．第一次小球在水平拉力F1作用下，從平衡位置P點(diǎn)緩慢地移到Q點(diǎn)，此時(shí)繩與豎直方向夾角為θ(如圖所示)，在這個(gè)過(guò)程中水平拉力做功為W1.第二次小球在水平恒力F2作用下，從P點(diǎn)移到Q點(diǎn)，水平恒力做功為W2，重力加速度為g，且θ<90°，則()A．W1＝F1lsinθ，W2＝F2lsinθB．W1＝W2＝mgl(1－cosθ)C．W1＝mgl(1－cosθ)，W2＝F2lsinθD．W1＝F1lsinθ，W2＝mgl(1－cosθ)解析：第一次水平拉力為變力，由動(dòng)能定理，可求得W1＝mgl(1－cosθ)；第二次水平拉力為恒力，由功的公式，可求得W2＝F2lsinθ，故C項(xiàng)對(duì)．答案：C9．質(zhì)量m＝1kg的物體，在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng)，在位移是4m時(shí)，拉力F停止作用，運(yùn)動(dòng)到位移是8m時(shí)物體停止，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中Ek-x的圖象如圖所示，g取10m/s2，求：(1)物體和平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．(2)拉力F的大小．解析：(1)在運(yùn)動(dòng)的第二階段，物體在位移x2＝4m內(nèi)，動(dòng)能由Ek＝10J變?yōu)榱悖蓜?dòng)能定理，得－μmgx2＝0－Ek，故動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(Ek,mgx2)＝eq\f(10,1×10×4)＝0.25.(2)在運(yùn)動(dòng)的第一階段，物體位移x1＝4m，初動(dòng)能Ek0＝2J，根據(jù)動(dòng)能定理得：Fx1－μmgx1＝Ek－Ek0，解得F＝4.5N.答案：(1)0.25(2)4.5N10．如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊在粗糙水平桌面上做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)距離l后以速度v飛離桌面，最終落在水平地面上．已知l＝1.4m，v＝3.0m/s，m＝0.10kg，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，桌面高h(yuǎn)＝0.45m．不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2.求：(1)小物塊落地點(diǎn)距飛出點(diǎn)的水平距離s.(2)小物塊落地時(shí)的動(dòng)能Ek.(3)小物塊的初速度大小v0.解析：(1)由h＝eq\f(1,2)gt2，s＝vt得，s＝0.9m.(2)根據(jù)動(dòng)能定理得：mgh＝Ek－eq\f(1,2)m