高中物理 第7章 第7節(jié)動(dòng)能和動(dòng)能定理同步檢測 新人教版必修2

【成才之路】-學(xué)年高中物理第7章第7節(jié)動(dòng)能和動(dòng)能定理同步檢測新人教版必修2基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．關(guān)于動(dòng)能的理解，下列說法錯(cuò)誤的是()A．動(dòng)能是普遍存在的機(jī)械能的一種基本形式，凡是運(yùn)動(dòng)物體都具有動(dòng)能B．動(dòng)能總是正值，但對于不同的參考系，同一物體的動(dòng)能大小是不同的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：D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)的物體就有動(dòng)能，A選項(xiàng)正確。由于Ek＝eq\f(1,2)mv2，而v與參考系的選取有關(guān)，所以B正確。由于速度為矢量，當(dāng)只有方向變化時(shí)其動(dòng)能并不改變，故C正確。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體動(dòng)能不變，但并不是處于平衡狀態(tài)，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。2．(濟(jì)南一中～學(xué)年高一下學(xué)期期中)質(zhì)量為m的金屬塊，當(dāng)初速度為v0時(shí)，在水平面上滑行的最大距離為S，如果將金屬塊質(zhì)量增加到2m，初速度增大到2v0A．S B．2SC．4S D．8S答案：C解析：根據(jù)動(dòng)能定理得μmgS＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)μ2mgS′＝eq\f(1,2)·2m·(2v0)2由以上兩式解得S′＝4S。3．人騎自行車下坡，坡長l＝500m，坡高h(yuǎn)＝8m，人和車總質(zhì)量為100kg，下坡時(shí)初速度為4m/s，人不踏車的情況下，到達(dá)坡底時(shí)車速為10m/s，g取10m/s2，則下坡過程中阻力所做的功為()A．－4000J B．－3800JC．－5000J D．－4200J答案：B解析：由動(dòng)能定理得mgh＋Wf＝eq\f(1,2)m(veq\o\al(2,t)－veq\o\al(2,0))，解得Wf＝－mgh＋eq\f(1,2)m(veq\o\al(2,t)－veq\o\al(2,0))＝－3800J，故B正確。4．關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合力、合力的功、運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的變化，下列說法正確的是()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)能一定要變化B．運(yùn)動(dòng)物體所受的合力為零，則物體的動(dòng)能一定不變C．運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能保持不變，則該物體所受合力不一定為零D．運(yùn)動(dòng)物體所受合力不為零，則該物體一定做變速運(yùn)動(dòng)答案：BCD解析：由功的公式W＝Flcosα知，合力不為零，但若α＝90°，合力的功也為零，A錯(cuò)誤。若合力為零，則合力的功也為零，由動(dòng)能定理W總＝Ek2－Ek1，合力做的總功必為零，則物體的動(dòng)能不發(fā)生改變，B正確，另外，由牛頓第二定律，有合力作用，就一定會(huì)改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體做變速運(yùn)動(dòng)。5．(杭州～學(xué)年高一下學(xué)期六校期中聯(lián)考)用力F拉著一個(gè)物體從空中的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，重力做功－3J，拉力F做功8J，空氣阻力做功－0.5J，則下列判斷正確的是()A．物體的重力勢能增加了3J B．物體的重力勢能減少了3JC．物體的動(dòng)能增加了4.5J D．物體的動(dòng)能增加了8J答案：AC解析：因?yàn)橹亓ψ龉Γ?J，所以重力勢能增加3J，A對B錯(cuò)；根據(jù)動(dòng)能定理W合＝ΔEk，得ΔEk＝－3J＋8J－0.5J＝4.5J，C對，D錯(cuò)。二、非選擇題6．(蕪湖市～學(xué)年高一下學(xué)期期末)如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊在粗糙水平桌面上做直線運(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。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。答案：(1)0.9m(2)0.9J(3)4m/s解析：(1)由h＝eq\f(1,2)gt2得t＝0.3s所以s＝vt＝0.9m(2)由動(dòng)能定理得mgh＝Ek－eq\f(1,2)mv2所以Ek＝0.9J(3)由動(dòng)能定理得－μmgl＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)所以v0＝4m/s7．如圖甲所示，一質(zhì)量為m＝1kg的物塊靜止在粗糙水平面上的A點(diǎn)，從t＝0時(shí)刻開始，物塊在受到按如圖乙所示規(guī)律變化的水平力F作用下向右運(yùn)動(dòng)，第3s末物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度剛好為0，第5s末物塊剛好回到A點(diǎn)，已知物塊與粗糙水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，(g取10m/s2)求：(1)AB間的距離；(2)水平力F在5s時(shí)間內(nèi)對物塊所做的功。答案：(1)4m(2)24J解析：(1)在3s～5s內(nèi)物塊在水平恒力F作用下由B點(diǎn)勻加速直線運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，設(shè)加速度為a，AB間的距離為s，則F－μmg＝maa＝eq\f(F－μmg,m)＝eq\f(4－0.2×1×10,1)m/s2＝2m/s2s＝eq\f(1,2)at2＝4m(2)設(shè)整個(gè)過程中F做的功為WF，物塊回到A點(diǎn)時(shí)的速度為vA，由動(dòng)能定理得：WF－2μmgs＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)veq\o\al(2,A)＝2asWF＝2μmgs＋mas＝24J。能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．(湖北省部分重點(diǎn)中學(xué)～學(xué)年高一下學(xué)期聯(lián)考)質(zhì)量相同的甲、乙兩木塊僅在摩擦力作用下沿一水平面滑動(dòng)，它們的動(dòng)能—位移(Ek－x)的關(guān)系如下圖所示，則兩木塊的速度—時(shí)間(v－t)圖象正確的是()答案：D解析：根據(jù)Ek－x圖線可判甲、乙兩木塊所受摩擦力相等，所以兩木塊均以相同加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，D選項(xiàng)正確。2．如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一物體向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面。設(shè)物體在斜面最低點(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，則從A到C的過程中彈簧彈力做功是()A．mgh－eq\f(1,2)mv2 B．eq\f(1,2)mv2－mghC．－mgh D．－(mgh＋eq\f(1,2)mv2)答案：A解析：由A到C的過程運(yùn)用動(dòng)能定理可得：－mgh＋W＝0－eq\f(1,2)mv2所以W＝mgh－eq\f(1,2)mv2，所以A正確。3．(福州八縣(市)一中12～13學(xué)年高一下學(xué)期期中)如圖所示，AB為eq\f(1,4)圓弧軌道，BC為水平直軌道，圓弧的半徑為R，BC的長度也是R。一質(zhì)量為m的物體，與兩個(gè)軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ，當(dāng)它由軌道頂端A從靜止下滑時(shí)，恰好運(yùn)動(dòng)到C處停止，那么物體在AB段克服摩擦力做的功為()A．eq\f(1,2)μmgR B．eq\f(1,2)mgRC．mgR D．(1－μ)mgR答案：D解析：物體從A到B所受彈力要發(fā)生變化，摩擦力大小也要隨之發(fā)生變化，所以求克服摩擦力做的功，不能直接用功的公式求得。而在BC段克服摩擦力所做的功，可直接求得。對從A到C全過程應(yīng)用動(dòng)能定理即可求出在AB段克服摩擦力所做的功。設(shè)物體在AB段克取摩擦力所做的功為WAB，物體從A到C的全過程，根據(jù)動(dòng)能定理有mgR－WAB－μmgR＝0所以有WAB＝mgR－μmgR＝(1－μ)mgR。4．如圖所示，質(zhì)量為m的小車在水平恒力F推動(dòng)下，從山坡底部A處由靜止起運(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。下列說法正確的是()A．小車克服重力所做的功是mghB．合力對小車做的功是eq\f(1,2)mv2C．推力對小車做的功是Fs－mghD．小車克服阻力做的功是eq\f(1,2)mv2＋mgh－Fs答案：AB解析：阻力為變力，設(shè)克服阻力做的功為W，由動(dòng)能定理可得Fs－mgh－W＝eq\f(1,2)mv2－0，得W＝Fs－mgh－eq\f(1,2)mv2，故D錯(cuò)誤；推力對小車做的功為Fs，故C錯(cuò)；由動(dòng)能定理可知，B正確；克服重力做功為mgh，A也正確，故正確答案為A、B。5．在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到vm后立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直到停止，v－t圖象如圖所示。設(shè)汽車的牽引力為F，摩擦力為f，全過程中牽引力做功W1，克服摩擦力做功W2，則()A．F∶f＝1∶3 B．F∶f＝4∶1C．W1∶W2＝1∶1 D．W1∶W2＝1∶3答案：BC解析：全過程初、末狀態(tài)的動(dòng)能都為零，對全過程應(yīng)用動(dòng)能定理得W1－W2＝0 ①即W1＝W2，選項(xiàng)C正確。設(shè)物體在0～1s內(nèi)和1～4s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大小分別為s1、s2，則W1＝Fs1 ②W2＝f(s1＋s2) ③在v－t圖象中，圖象與時(shí)間軸包圍的面積表示位移，由圖象可知，s2＝3s1 ④由②③④式解得F∶f＝4∶1選項(xiàng)B正確。二、非選擇題6．如圖所示，質(zhì)量為m的小球自由下落d后，沿豎直面內(nèi)的固定軌道ABC運(yùn)動(dòng)，AB是半徑為d的eq\f(1,4)光滑圓弧，BC是直徑為d的粗糙半圓弧(B是軌道的最低點(diǎn))。小球恰好能運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)。求：(1)小球運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)對軌道的壓力大??；(2)小球在BC上運(yùn)動(dòng)過程中，摩擦力對小球做的功。(重力加速度為g)答案：(1)5mg(2)－eq\f(3,4)mgd解析：(1)小球下落到B的過程：由動(dòng)能定理得2mgd＝eq\f(1,2)mv2在B點(diǎn)：T－mg＝meq\f(v2,d)得：T＝5mg根據(jù)牛頓第三定律：T′＝T＝5mg(2)在C點(diǎn)，mg＝meq\f(v\o\al(2,C),d/2)小球從B運(yùn)動(dòng)到C的過程：eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mv2＝－mgd＋Wf，得Wf＝－eq\f(3,4)mgd7．如圖所示，物體在鋪有某種毛皮的斜面上運(yùn)動(dòng)，該毛皮表面的特殊性使其具有如下特點(diǎn)：①毛皮上的物體順著毛的生長方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，毛皮產(chǎn)生的阻力可以忽略；②毛皮上的物體逆著毛的生長方向運(yùn)動(dòng)會(huì)受到來自毛皮的滑動(dòng)摩擦力，且動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5。斜面頂端距水平面的高度h＝0.8m，質(zhì)量為m＝2kg的小物塊M從斜面頂端A由靜止滑下，逆著毛的生長方向運(yùn)動(dòng)到斜面底端的O點(diǎn)進(jìn)入光滑水平滑道(忽略從斜面進(jìn)入水平面過程中小物塊機(jī)械能的損失)。為使M制動(dòng)，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線B處的豎直墻上，另一端位于水平軌道的C點(diǎn)，已知彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，斜面的傾角θ＝53°，重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求：(1)小物塊第一次從A運(yùn)動(dòng)到O過程中克服摩擦力做的功；(2)小物塊第一次到達(dá)O點(diǎn)的速度大小；(3)從開始運(yùn)動(dòng)到最終靜止的過程中，小物塊在斜面上