2023-2024學年高一物理人教版2019試題8.3動能和動能定理（沖A提升練）-1

8.3動能和動能定理（沖A提升練）（解析版）一、單選題（本大題共12小題）1.下列說法正確的是A.對同一物體，速度變化，動能一定變化 B.對同一物體，動能變化，速度一定變化

C.物體所受合外力不為零，動能一定變化 D.物體做曲線運動，動能一定變化【答案】B

【解析】解：A、對同一物體，速度變化，可能只是速度方向變化而大小不變，動能不變，故

A

錯誤；

B、對同一物體，動能變化，速度大小一定變化，速度一定變化，故

B

正確；

C、物體受合外力不為零，但是合外力做功可能為零，動能可能不變，如勻速圓周運動，故C

錯誤；

D、物體做曲線運動，物體速度方向一定變化，速度大小不一定變化，動能不一定變化，故D

錯誤。

故選：B。

動能是標量、速度是矢量，速度變化時，動能不一定變化，物體動能變化，速度一定變化。

解決本題的關(guān)鍵知道動能和速度的關(guān)系，知道動能是標量，速度是矢量。

2.兩個材料相同的物體，甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，甲、乙以相同的初動能在同一水平面上滑行，最后都靜止下來，它們滑行的距離(

)A.甲大 B.乙大 C.相等 D.無法確定【答案】B

【解析】材料相同的物體在同一水平面上滑動，動摩擦因素相同，根據(jù)牛頓第二定律可知它們的加速度相同．相同的初動能，質(zhì)量大的初速度小，根據(jù)速度位移公式可知，滑行的距離就小。本題考查了動能的表達式和勻變速直線運動位移速度公式，難度不大，屬于基礎(chǔ)題。

【解答】材料相同的物體在同一水平面上滑動，動摩擦因素相同，根據(jù)牛頓第二定律可知a甲=a乙；

因為EK甲=EK乙，且m甲>3.改變汽車的質(zhì)量和速度大小，都能使汽車的動能發(fā)生變化，則下列說法中正確的是(

)A.質(zhì)量不變，速度增大到原來的2倍，動能增大為原來的2倍

B.速度不變，質(zhì)量增大到原來的2倍，動能增大為原來的2倍

C.質(zhì)量減半，速度增大到原來的4倍，動能增大為原來的2倍

D.速度減半，質(zhì)量增大到原來的4倍，動能增大為原來的2倍【答案】B

【解析】本題考查動能的概念和表達式。

寫出動能的表達式，根據(jù)題意減小分析判斷。

【解答】由于Ek=12mv2，所以：

A.質(zhì)量不變，速度增大到原來的2倍，動能增大為原來的4倍，故A錯誤；

B.速度不變，質(zhì)量增大到原來的2倍，動能增大為原來的2倍，故B正確；

C.質(zhì)量減半，速度增大到原來的4倍，動能增大為原來的84.兩個物體A、B的質(zhì)量之比mA：mB=3：1，二者動能相同，它們和水平桌面的動摩擦因數(shù)相同，則二者在桌面上滑行到停止所經(jīng)過的距離之比為A.sA：sB=1：2 B.sA：sB=1：3

C.sA：sB=4【答案】B

【解析】解：物體滑行過程中只有摩擦力做功，根據(jù)動能定理，有：

對甲：-μmAgsA=0-Ek…①

對B：-μmBgsB=0-Ek…②5.質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平面上，當此物體受水平力F作用運動距離S時，動能為Ek1，而當此物體受水平力2F作用相同的距離時，其動能為Ek2，則(

)A.Ek2=Ek1 B.Ek2=2【答案】C

【解析】解：由動能定理可得：

FS-Wf=EK1(1)

2F作用時，由動能定理可得：

2FS-Wf=EK2(2)

將(1)式乘以2可得：

2FS-2Wf=2E6.關(guān)于運動物體所受的合外力、合外力做的功及動能變化的關(guān)系，下列說法正確的是(

)A.合外力為零，則合外力做功一定為零 B.合外力做功為零，則合外力一定為零

C.合外力做功越多，則動能一定越大 D.動能不變，則物體所受合外力一定為零【答案】A

【解析】物體所受合外力為零，根據(jù)功的公式分析合外力對物體做的功是否為零．再分析合外力對物體所做的功為零，合外力是否為零．根據(jù)動能定理分析動能不變時，合外力是否為零。

合外力做功和動能變化的關(guān)系由動能定理反映．合外力為零，其功一定為零，但合外力功為零，但合外力不一定為零．注意功是標量，公的正負不表示方向。

【解答】

A.如果物體所受的合外力為零，根據(jù)W=FS得，那么外力對物體做的總功一定為零，故A正確；

B.如果合外力做的功為零，但合外力不一定為零。可能物體的合外力和運動方向垂直而不做功，比如勻速圓周運動，故B錯誤；

C.根據(jù)動能定理可知，如果合外力做的負功越多，動能越小，故C錯誤；

D.物體動能不變，只能說合外力不做功，但合外力不一定為零，如勻速圓周運動，故D錯誤。

故選A。

7.如圖，某同學用繩子拉動木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平路面運動至具有某一速度，木箱獲得的動能一定(

)A.等于拉力所做的功 B.等于合力所做的功

C.等于克服摩擦力所做的功 D.大于克服摩擦力所做的功【答案】B

【解析】解：在木箱運動中，只有拉力和摩擦力做功；

由動能定理得，WF-Wf=Ek-0，WF>0，8.兩個物體A、B的質(zhì)量之比為mA︰mB=2A.xA︰xB=2︰1 B.【答案】B

【解析】解：物體滑行過程中只有滑動摩擦力做功，根據(jù)動能定理，有：

對A：-μmAgxA=0-Ek…①

對B：-μmBgxB=0-Ek…②

結(jié)合mA：m9.兩顆質(zhì)量之比m1：m2=1：4的人造地球衛(wèi)星，繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑r1：r2=2：1，那么它們的動能之比EA.1：2 B.2：1 C.1：8 D.8：1【答案】C

【解析】解：衛(wèi)星繞地球做圓周運動，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：GMmr2=mv2r，衛(wèi)星的動能：Ek=12mv2，聯(lián)立解得：Ek=GMm2r，

衛(wèi)星質(zhì)量之比m1：m2=1：4，軌道半徑10.從地面以初速為vo豎直向上拋出一質(zhì)量為m的物體，不計空氣阻力，取地面的重力勢能為零，當物體的重力勢能為動能的3倍時，物體離地面的高度為(

)A. B. C. D.【答案】B

【解析】根據(jù)機械能守恒求得物體的重力勢能為動能的3倍時，物體的速度，再由動能定理求解物體離地面的高度。

本題主要考查動能定理和機械能守恒的應用，知道動能定理表達式和機械能守恒條件是解題關(guān)鍵點。

【解答】物體豎直上拋，只有重力做功，所以物體上升過程機械能守恒，當物體的重力勢能為動能的3倍時，設(shè)此時物體速度為v，由機械能守恒定律有：12mv02=4×12mv2，解得：v=v11.小球被豎直向上拋出，然后回到原處，小球初動能為Ek0，所受空氣阻力與速度大小成正比，則該過程中，小球的動能與位移x關(guān)系的圖線是下圖中的(

)A.

B.

C. D.【答案】C

【解析】本題考查了動能定理；分別對上升過程、下降過程利用動能定理列方程，得到動能和位移的關(guān)系，分析圖象的斜率變化情況，即可進行判斷。

【解答】設(shè)物塊的質(zhì)量為m，由題可知，空氣阻力與速度關(guān)系為f=kv(k是比例常數(shù))。取極短位移Δx為研究過程，根據(jù)動能定理得：

上升過程中：-(mg+f)Δx=ΔEk，Ek-x圖象斜率的大小等于mg+f，由于上升過程速度減小，則f減小，所以圖象的斜率絕對值減小(對應上面一條曲線)。

下降過程中：(mg-f)Δx=ΔEk，Ek-x圖象斜率的大小等于mg-f，由于下降過程速度增大，則f12.從地面豎直向上拋出一物體，物體在運動過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運動方向相反的外力作用。距地面高度h在3m以內(nèi)時，物體上升、下落過程中動能Ek隨h的變化如圖所示。重力加速度取10m/s2A.拋出后，物體上升的最大高度為6m

B.除受到重力外，物體受到另一個外力大小為4N

C.物體的質(zhì)量為0.8kg

D.物體的質(zhì)量為1.2kg【答案】A

【解析】根據(jù)動能定理得到圖象的斜率表示的物理量，從而求得合外力，再根據(jù)上升和下降過程的合外力表達式分別求解質(zhì)量和外力大小；上升過程根據(jù)動能定理求解上升的最大高度。

本題考查了力學、直線運動以及豎直上拋運動，解決該題的關(guān)鍵是明確知道圖象中斜率的大小表示的是物體受到的合外力，知道上升和下降過程中合外力的表達式。難度一般。

【解答】解：BCD、根據(jù)動能定理可得：F合Δh=ΔEk，則E由圖示圖象可知，上升過程中有：mg+F=△E解得：F=2N，m=1kg，故BCD錯誤；A、上升過程，根據(jù)動能定理得：-(mg+F)H=0-Ek0，由圖示圖象可知：Ek0=72J，代入數(shù)據(jù)解得，上升的最大高度為H=6m

二、計算題（本大題共3小題）13.如圖所示，一個質(zhì)量為m=2kg的物體，初速度為0.8m/s，受到水平方向成37°角斜向下方的推力F1=10N作用，在水平地面上移動了距離s1=2m后撤去推力，此后物體又滑行了s2=1.6m的距離后停止了運動．設(shè)物體與地面間的滑動摩擦力為它們間彈力的0.2倍，求：

(1)推力【答案】解：(1)根據(jù)恒力做功公式得：W1=F1S1cos37°=10×2×0.8J=16J．

(2)根據(jù)題意得：

當F1作用時f1=μ(mg+F1sin37°)=0.2×(20+10×0.6)=5.2N，

撤去F1時f2=μmg=0.2×20=4N，

則Wf1=-f1S1=-10.4J，Wf2=-f2S2=-6.4J【解析】(1)根據(jù)恒力做功公式直接求出推力F1對物體做的功；

(2)全過程分析，根據(jù)動能定理列式進而求出摩擦力做的總功．也可以求出各段過程摩擦力的大小，再求摩擦力做功．

本題容易把兩個階段的情況混淆，一定要分開考慮，本題易犯的錯誤是：(1)把推力的功寫成W1=F1(s1+14.圖甲是2022年北京冬奧會冰壺混雙比賽情景，其運動模型簡化如圖乙所示，A、B、C、O為運動場地中心線上的四個點。投壺手將質(zhì)量m=20kg的冰壺以初動能Ek0=56J從A點沿中心線擲出，冰壺恰好停在營壘區(qū)的中心O點。已知冰壺可視為質(zhì)點，A點和O點的距離L1=28m，擦冰手可以在AO區(qū)域內(nèi)擦冰，不計空氣阻力。

(1)求冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)μ；

(2)實際比賽中，投壺手將冰壺以初動能Ek1=46J從A點擲出，擦冰手在AO間一段長度L2=10m的BC區(qū)域內(nèi)擦冰(擦拭后動摩擦因數(shù)變?yōu)閗μ)，冰壺恰好停在O點，且冰刷始終不接觸冰壺，求k的大小；

(3)擦冰手在AO區(qū)域內(nèi)全程擦冰，冰壺在A點以多大初動能Ek2擲出，恰好能停在【答案】解：(1)冰壺從A點到O點的過程，由動能定理得

-μmgL1=0-Ek0

解得μ=0.01

(2)冰壺從A點到O點的過程，根據(jù)動能定理得

-μmg(L1-L2)-kμmgL2=0-Ek1

解得k=0.5

(3)擦冰手在AO區(qū)域內(nèi)全程擦冰，冰壺從A點到O點的過程，根據(jù)動能定理得

-kμmgL1=0-Ek2

解得Ek2=28J

答：(1)冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)【解析】(1)冰壺從A點到O點的過程，利用動能定理列方程，可求出冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)μ；

(2)冰壺從A點到O點的過程，根據(jù)動能定理列方程，求k的大??；

(3)擦冰手在AO區(qū)域內(nèi)全程擦冰，根據(jù)動能定理求冰壺在A點的初動能Ek2。

本題涉及力在空間的積累效果，要想到動能定理。運用動能定理時，要靈活選擇研究過程，分析各力做功情況。15.如圖所示為特種兵訓練反應與協(xié)調(diào)能力的一個項目。在岸邊(鋪上軟墊以保護士兵)與斜坡之間懸掛一不計質(zhì)量且不可伸長的輕繩，繩子上端的懸點為O，可在豎直平面內(nèi)擺動。士兵從斜面頂端A點滑到末端B點時，此時繩子下端恰好擺到B處，士兵立即抓住繩子下端隨繩子一起向下擺動(此過程不計能量損失)，當擺動到最低點C時，士兵松開繩子，然后做平拋運動落到岸上，可將士兵視為質(zhì)點。已知OB⊥AB，C到岸邊D點水平距離s=8m，C、D豎直高度為h=5m，A、D豎直高度為H=12m，士兵質(zhì)量為m=60kg，繩子長l=5m。不計空氣阻力，g取10m/s2.求：

(1)從C點拋出落到岸上的過程，士兵動能的變化量；

(2)若士兵恰好落到D點，士兵經(jīng)過C點時速度的大小；

(3)【答案】解：(1)士兵從C到D做平拋運動，過程中只有重力做功，根據(jù)動能定理有：mgh=△Ek

即士兵動能的變化量△Ek=mgh=3000J

(2)從C到D士兵做平拋運動，故：

水平方向有：s=vCt

豎直方向有：h=12gt2

聯(lián)立解得：vC=8m/s

(3)士兵剛到C點時滿足所受重力與繩的拉力的合力提供圓周運動向心力有：F-mg=mv