【備課】高中物理教科2019版必修2課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)：4.3 動(dòng)能動(dòng)能定理習(xí)題

課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)14動(dòng)能動(dòng)能定理A組合格性考試練1．用恒力F豎直向上拉一物體，使其由地面加速上升到某一高度．若不考慮空氣阻力，則在此過(guò)程中()A．力F做的功等于物體動(dòng)能的增量B．力F做的功小于物體動(dòng)能的增量C．力F和重力的合力所做的功等于物體動(dòng)能的增量D．力F和重力的合力所做的功小于物體動(dòng)能的增量2．(多選)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(guò)程中的速度變化和動(dòng)能變化分別是()A．Δv＝10m/sB．Δv＝0C．ΔEk＝1JD．ΔEk＝03．如圖所示，一半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置，軌道兩端等高；質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自軌道端點(diǎn)P由靜止開(kāi)始滑下，滑到最低點(diǎn)Q時(shí)，對(duì)軌道的正壓力為2mg，重力加速度大小為g.質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過(guò)程中，克服摩擦力所做的功為()A.eq\f(1,4)mgRB．eq\f(1,3)mgRC．eq\f(1,2)mgRD．eq\f(π,4)mgR4．如圖甲所示，質(zhì)量為1kg的物塊靜止在粗糙的水平面上，用大小為10N的水平拉力T拉動(dòng)物塊，其動(dòng)能Ek隨位移x變化的關(guān)系圖線如圖乙所示．重力加速度g＝10m/s2，物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是()A．水平拉力做的功為40JB．物塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小為4m/s2C．物塊與水平面間的摩擦力大小為2ND．物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.15．(多選)隨著科技日新月異的發(fā)展，新能源電動(dòng)車已經(jīng)走進(jìn)我們的生活，逐漸為大家所青睞．某品牌最新型號(hào)的新能源電動(dòng)車質(zhì)量為m，電機(jī)的額定輸出功率為P.某次對(duì)其測(cè)試時(shí)，電動(dòng)車以恒定加速度a沿平直路面從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到最大后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若行駛過(guò)程中其受到的阻力恒為f，下列說(shuō)法正確的是()A．電動(dòng)車勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為eq\f(P,（ma＋f）a)B．電動(dòng)車勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度大小為eq\f(P,f)C．電動(dòng)車能達(dá)到的最大速度大小為eq\f(P,ma)D．整個(gè)加速階段合外力對(duì)電動(dòng)車做的功為eq\f(mP2,2f2)6．(多選)人用繩子通過(guò)光滑定滑輪拉靜止在地面上的物體A，A穿在光滑的豎直桿上當(dāng)人以速度v豎直向下勻速拉繩，使質(zhì)量為m的物體A上升高度h后到達(dá)如圖所示位置時(shí)，此時(shí)繩與豎直的夾角為θ.已知重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是()A．此時(shí)物體A的速度為vcosθB．此時(shí)物體A的速度為eq\f(v,cosθ)C．該過(guò)程中繩對(duì)物體A做的功為mgh＋eq\f(1,2)mv2D．該過(guò)程中繩對(duì)物體A做的功為mgh＋eq\f(1,2)mv2cos2θ7.如圖所示，粗糙程度處處相同的水平桌面上有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)桿，一端可繞豎直光滑軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端與質(zhì)量為m的小木塊相連．木塊以水平初速度v0出發(fā)，恰好能完成一個(gè)完整的圓周運(yùn)動(dòng)．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，木塊所受摩擦力的大小為()A．eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),2πL)B．eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),4πL)C．eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),8πL)D．eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),16πL)8．如圖所示，質(zhì)量m＝1kg的木塊靜止在高h(yuǎn)＝1.6m的平臺(tái)上，木塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，用水平推力F＝8N使木塊產(chǎn)生一段位移x1時(shí)撤去，此時(shí)木塊速度達(dá)到6m/s，之后木塊又滑行x2＝1m時(shí)飛出平臺(tái)，(g取10m/s2)求：(1)撤去推力前木塊位移x1的大小；(2)木塊落地時(shí)速度的大?。瓸組選擇性考試練9.如圖甲所示，質(zhì)量為1kg的木塊(視為質(zhì)點(diǎn))被水平向左的力F壓在豎直墻壁上，木塊初始位置離地面高度H＝4m，木塊與墻面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，木塊距離地面的高度h與力F之間的關(guān)系如圖乙所示，取重力加速度大小g＝10m/s2.則木塊下滑到地面前的瞬間的速度大小為()A．4m/sB．6m/sC．8m/sD．10m/s10.如圖所示，一物體以6J的初動(dòng)能從A點(diǎn)沿AB圓弧下滑，滑到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能仍為6J，若物體以8J的初動(dòng)能從A點(diǎn)沿同一路線滑到B點(diǎn)，則物體到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是()A．小于8JB．等于8JC．大于8JD．不能確定11．(多選)物體沿直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示，已知在第1s內(nèi)合力對(duì)物體做的功為W，則()A．從第1s末到第3s末合力做的功為4WB．從第3s末到第5s末合力做功為－2WC．從第5s末到第7s末合力做的功為WD．從第3s末到第4s末合力做的功為－0.75W12．中國(guó)研制了一款新型電動(dòng)汽車，這款電動(dòng)汽車每次充電的時(shí)間比現(xiàn)有的汽車加油還快，運(yùn)營(yíng)中無(wú)需連接電纜，只需在候客上車間隙充電30秒到1分鐘，就能行駛3到5公里，假設(shè)有一輛電動(dòng)汽車，質(zhì)量m＝2×103kg，額定功率P＝40kW，當(dāng)此電動(dòng)汽車在平直水平路面上行駛時(shí)，受到的阻力f是車重的0.1倍，g＝10m/s2，問(wèn)：(1)此電動(dòng)汽車在此路面上行駛所能達(dá)到的最大速度是多少？(2)若電動(dòng)汽車從靜止開(kāi)始，保持以1m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間？(3)若電動(dòng)汽車從靜止開(kāi)始保持額定功率做加速運(yùn)動(dòng)，30s后達(dá)到最大速度，求此過(guò)程中電動(dòng)汽車的位移．13．如圖所示，粗糙水平面和固定光滑豎直半圓弧軌道平滑連接，圓弧半徑為R，AB距離為3R.可看成質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量為m的物塊，在水平恒力F＝2mg(g為重力加速度)作用下從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，物塊僅在水平軌道上受力F作用．物塊與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，求：(1)要使物塊能夠運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C，力F作用的最小距離；(2)小物塊從C點(diǎn)拋出后，落在水平面上到B點(diǎn)的最大距離．課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)14動(dòng)能動(dòng)能定理1．解析：若不考慮空氣阻力，由動(dòng)能定理可知力F和重力的合力所做的功等于物體動(dòng)能的增量，A、B、D錯(cuò)誤，C正確．答案：C2．解析：小球速度變化Δv＝v2－v1＝5m/s－(－5m/s)＝10m/s，小球動(dòng)能的變化量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＝0.故A、D正確．答案：AD3．解析：質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)，由重力和軌道支持力的合力提供向心力，由牛頓第二定律得N－mg＝meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(Q)),R)，由題意知N＝2mg，可得vQ＝eq\r(gR)，質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得mgR－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(Q))，得克服摩擦力所做的功為Wf＝eq\f(1,2)mgR，選項(xiàng)C正確．答案：C4．解析：水平拉力做的功為W＝Fx＝50J，設(shè)物塊與水平面間的摩擦力大小為f，由動(dòng)能定理可知Ek＝Fx－fx＝(F－f)x，結(jié)合圖乙可知，物塊受到的合外力的大小為F－f＝eq\f(40,5)N＝8N，摩擦力大小為f＝2N，故A錯(cuò)誤，C正確；由牛頓第二定律可知F－f＝ma，解得a＝8m/s2，故B錯(cuò)誤；由f＝μN(yùn)＝μmg可知物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，故D錯(cuò)誤．答案：C5．解析：電動(dòng)車勻加速運(yùn)動(dòng)的牽引力為F＝ma＋f，電動(dòng)車勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度大小為v1＝eq\f(P,F)＝eq\f(P,ma＋f)，電動(dòng)車勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t＝eq\f(v1,a)＝eq\f(P,（ma＋f）a)，故A正確，B錯(cuò)誤；電動(dòng)車達(dá)到的最大速度時(shí)F′＝f，電動(dòng)車能達(dá)到的最大速度大小為vmax＝eq\f(P,f)，故C錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可得整個(gè)加速階段合外力對(duì)電動(dòng)車做的功為W合＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(max))－0＝eq\f(mP2,2f2)，故D正確．答案：AD6．解析：將物體A的速度分解為沿繩子方向的分速度和垂直繩子方向的分速度，其中沿繩子方向的分速度等于v，則有v＝vAcosθ，解得vA＝eq\f(v,cosθ)，A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)動(dòng)能定理可得WT－mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(A))，解得該過(guò)程中繩對(duì)物體A做的功為WT＝mgh＋eq\f(1,2)meq\f(v2,cos2θ)，C、D錯(cuò)誤．答案：B7．解析：在木塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功與路徑有關(guān)，根據(jù)動(dòng)能定理有－f×2πL＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))可得木塊所受摩擦力的大小f＝eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),4πL)，故B正確．答案：B8．解析：(1)由牛頓第二定律可得F－μmg＝ma解得a＝6m/s2由v2－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＝2ax1得x1＝3m.(2)撤去推力至木塊落地過(guò)程由動(dòng)能定理可得－μmgx2＋mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))解得v2＝8m/s.答案：(1)3m(2)8m/s9．解析：根據(jù)題述，木塊初始位置離地面高度H＝4m，由圖乙可知對(duì)應(yīng)的壓力F＝20N，所受的滑動(dòng)摩擦力f＝μF＝4N，仿照?qǐng)D乙可畫出滑動(dòng)摩擦力f隨高度h變化的圖像如圖根據(jù)滑動(dòng)摩擦力f隨高度h變化的圖像面積表示滑動(dòng)摩擦力做功可知，木塊從初始位置開(kāi)始下滑到地面瞬間的過(guò)程中，滑動(dòng)摩擦力做功Wf＝8.0J，由動(dòng)能定理mgH－Wf＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝8m/s，故選C.答案：C10．解析：當(dāng)物體以6J的初動(dòng)能從A點(diǎn)沿AB圓弧下滑，滑到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能仍為6J，根據(jù)動(dòng)能定理有：WG＋Wf＝0.當(dāng)以8J的初動(dòng)能從A點(diǎn)下滑時(shí)，由于物體沿圓弧下滑，指向圓心的合力提供向心力，由于速度變大，圓弧軌道給物體的彈力變大，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算式：f＝μN(yùn)，可得物體受到的摩擦力增大，在從A到B的過(guò)程中，物體通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度不變，所以物體在從A到B的過(guò)程中，克服摩擦力做功增大，重力做功不變，所以到達(dá)B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能小于8J，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A11．解析：物體在第1s末到第3s末做勻速直線運(yùn)動(dòng)，合力為零，合力做功為零，故A錯(cuò)誤．從第3s末到第5s末動(dòng)能的變化量與第1s內(nèi)動(dòng)能的變化量相反，合力的功相反，等于－W，故B錯(cuò)誤．從第5s末到第7s末動(dòng)能的變化量與第1s內(nèi)動(dòng)能的變化量相同，合力做功相同，即為W，故C正確．從第3s末到第4s末動(dòng)能變化量是負(fù)值，大小等于第1s內(nèi)動(dòng)能的變化量的eq\f(3,4)，則合力做功為－0.75W，故D正確．答案：CD12．解析：(1)當(dāng)電動(dòng)汽車速度達(dá)到最大時(shí)電動(dòng)汽車的牽引力與阻力平衡，即F＝ff＝kmg＝2000NP＝fvm解得汽車最大速度為vm＝eq\f(P,f)＝eq\f(40×103W,2000N)＝20m/s.(2)電動(dòng)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得F1－f＝ma解得F1＝4000N設(shè)電動(dòng)汽車剛達(dá)到額定功率時(shí)的速度為v1P＝F1v1代入數(shù)據(jù)解得v1＝eq\f(P,F1)＝eq\f(4×103W,4000N)＝10m/s設(shè)電動(dòng)汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則v1＝at解得t＝eq\f(v1,a)＝eq\f(10,1)s＝10s.(3)從靜止到最大速度整個(gè)過(guò)程牽引力與阻力做功，由動(dòng)能定理得Pt′－fx＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m))－0代入數(shù)據(jù)解得x＝400m.答案：(1)20m/s(2)10s(3)400m13．解析：(1)恰好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C時(shí)