2024-2025學(xué)年高中物理第七章機械能守恒定律7動能和動能定理課時作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGEPAGE5動能和動能定理時間：45分鐘一、單項選擇題1．一個原來靜止的質(zhì)量為m的物體放在光滑的水平面上，在互成60°角的大小相等的兩個水平恒力作用下，經(jīng)過一段時間，物體獲得的速度為v，在兩個力的方向上的分速度分別為v1和v2，那么在這段時間內(nèi)，其中一個力做的功為(B)A.eq\f(1,6)mv2 B.eq\f(1,4)mv2C.eq\f(1,3)mv2 D.eq\f(1,2)mv2解析：依題意，兩個力做的功相同，設(shè)為W，則兩力做的總功為2W，物體動能的變更量為eq\f(1,2)mv2.依據(jù)動能定理有2W＝eq\f(1,2)mv2，則可得一個力做的功為W＝eq\f(1,4)mv2.2．物體在合外力作用下做直線運動的v－t圖象如圖所示．下列表述正確的是(A)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：由v－t圖知0～1s內(nèi)，v增加，動能增加，由動能定理可知合外力做正功，A對.1～2s內(nèi)v減小，動能減小，合外力做負功，可見B、C、D錯．3．一物體質(zhì)量為2kg，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，從某時刻起對物體施加一水平向右的力，經(jīng)過一段時間后，物體的速度方向變?yōu)樗较蛴?，大小?m/s，在這段時間內(nèi)，水平力做功為(A)A．0 B．8JC．16J D．32J解析：對滑塊進行探討，在水平力作用的一段時間內(nèi)，初、末速度大小相等，雖然方向不同，但兩個不同狀態(tài)下動能的變更量為零，由動能定理知，合外力做的功等于零．因為水平方向只有一個作用力，所以水平力所做的功為零．4．據(jù)報道，我國研制出了一種新型炸彈，已知該新型炸彈材料密度約為鋼的2.5倍，設(shè)其與常規(guī)炸彈飛行速度之比約為21，它們在穿甲過程中所受的阻力相同，則形態(tài)相同的新型炸彈與常規(guī)炸彈的最大穿甲深度之比約為(C)A．21 B．11C．101 D．52解析：設(shè)穿甲過程中所受阻力為Ff，由動能定理得：－Ffd＝0－eq\f(1,2)mv2，所以d＝eq\f(mv2,2Ff)，代入數(shù)據(jù)解得：d新d常＝101，C正確．5．汽車在平直馬路上行駛，在它的速度從0增加到v的過程中，汽車發(fā)動機做的功為W1；在它的速度從v增加到2v的過程中，汽車發(fā)動機做的功為W2.設(shè)汽車在行駛過程中，發(fā)動機的牽引力和所受阻力都不變，則有(B)A．W2＝2W1 B．W2＝3W1C．W2＝4W1 D．僅能判定出W2>W1解析：設(shè)汽車所受的牽引力和阻力分別為F、Ff，兩個過程中的位移分別為l1、l2，由動能定理得：(F－Ff)l1＝eq\f(1,2)mv2－0，(F－Ff)l2＝eq\f(1,2)m(2v)2－eq\f(1,2)mv2，解得：l2＝3l1.由W1＝Fl1，W2＝Fl2，得W2＝3W1，故B對．二、多項選擇題6．一質(zhì)點起先時做勻速直線運動，從某時刻起受到一恒力作用．此后，該質(zhì)點的動能可能(ABD)A．始終增大B．先漸漸減小至零，再漸漸增大C．先漸漸增大至某一最大值，再漸漸減小D．先漸漸減小至某一非零的最小值，再漸漸增大解析：若恒力的方向與初速度的方向相同或二者夾角為銳角，物體始終做加速運動，選項A正確；若恒力的方向與初速度的方向相反，物體先做勻減速運動，再反向做勻加速運動，選項B正確；若恒力方向與初速度方向之間的夾角為鈍角(如斜上拋運動)，則選項D正確，故本題正確選項為A、B、D.7．冰壺競賽場地如圖所示，運動員從起滑架處推著冰壺動身，在投擲線MN處放手讓冰壺滑出．設(shè)在某次投擲后發(fā)覺冰壺投擲的初速度v0較小，干脆滑行不能使冰壺沿虛線到達盡量靠近圓心O的位置，于是運動員在冰壺到達前用毛刷摩擦冰壺運行前方的冰面，這樣可以使冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)從μ減小到某一較小值μ′，設(shè)經(jīng)過這樣擦冰后，冰壺恰好滑行到圓心O點．關(guān)于這一運動過程，以下說法正確的是(BC)A．為使本次投擲勝利，必需在冰壺滑行路途上的特定區(qū)間上擦冰B．為使本次投擲勝利，可以在冰壺滑行路途上的不同區(qū)間上擦冰C．擦冰區(qū)間越靠近投擲線，冰壺滑行的總時間越短D．擦冰區(qū)間越遠離投擲線，冰壺滑行的總時間越短解析：該題考查動能定理的應(yīng)用及運動問題．從發(fā)球到運動到O點應(yīng)用動能定理有－μmgL1－μ′mgL2＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，因此只要在冰壺滑行路途上的不同區(qū)間擦冰且使擦冰的距離L2滿意上式即可，因此A錯誤，B正確；擦冰區(qū)間越靠近投擲線，則起先階段冰壺減速越慢，平均速度越大，所用時間越短，因此C正確，D錯誤．8．一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點靜止于光滑水平面上，從t＝0時起，第1s內(nèi)受到2N的水平外力作用，第2s內(nèi)受到同方向的1N的外力作用．下列推斷正確的是(AD)A．0～2s內(nèi)外力的平均功率是eq\f(9,4)WB．第2s內(nèi)外力所做的功是eq\f(5,4)JC．第2s末外力的瞬時功率最大D．第1s內(nèi)與第2s內(nèi)質(zhì)點動能增加量的比值是eq\f(4,5)解析：第1s內(nèi)物體運動的位移為1m，第2s內(nèi)物體運動的位移為2.5m．第1s內(nèi)外力所做的功W1＝2×1J＝2J，第2s內(nèi)外力所做的功為W2＝1×2.5J＝2.5J，則0～2s內(nèi)外力的平均功率為P＝eq\f(W1＋W2,2s)＝eq\f(9,4)W，選項A正確，B錯誤．依據(jù)動能定理可知，第1s內(nèi)與第2s內(nèi)質(zhì)點動能增加量的比值等于eq\f(W1,W2)＝eq\f(4,5)，選項D正確．由功率公式P＝Fv可知，在第1s末外力的瞬時功率最大為4W，選項C錯誤．三、非選擇題9．如圖所示，質(zhì)量為m的物體，從高為h、傾角為θ的光滑斜面頂端由靜止起先沿斜面下滑，最終停在水平面上．已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，求：(1)物體滑至斜面底端時的速度；(2)物體在水平面上滑行的距離．解析：物體從斜面上滑下，只有重力做功，使物體的動能增加．在水平面上滑行時，摩擦力做負功使物體的動能又削減到0，分別在兩段過程中應(yīng)用動能定理即可求解．(1)由動能定理得mgh＝eq\f(1,2)mv2，得v＝eq\r(2gh).(2)解法1：設(shè)物體在水平面上滑行的距離為l，由動能定理得－μmgl＝0－eq\f(1,2)mv2，得l＝eq\f(v2,2μg)＝eq\f(h,μ).解法2：對整個過程運用動能定理得mgh－μmgl＝0－0，得l＝eq\f(h,μ).答案：(1)eq\r(2gh)(2)eq\f(h,μ)10．如圖所示，ABCD為一豎直平面內(nèi)的軌道，其中BC水平，A點比BC高出10m，BC長1m，AB和CD軌道光滑．一質(zhì)量為1kg的物體，從A點以4m/s的速度起先運動，經(jīng)過BC后滑到高出C點10.3m的D點速度為0.求：(g取10m/s2)(1)物體與BC軌道間的動摩擦因數(shù)；(2)物體第5次經(jīng)過B點時的速度；(3)物體最終停止的位置(距B點多少米)．解析：利用動能定理處理多過程問題，首先要分析物體的運動過程，把握好物體的初、末狀態(tài)，然后找到整個過程中各個力所做的功，最終利用動能定理列式求解．(1)由動能定理得－mg(h－H)－μmgsBC＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，解得μ＝0.5.(2)物體第5次經(jīng)過B點時，物體在BC上滑動了4次，由動能定理得mgH－μmg4sBC＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，解得v2＝4eq\r(11)m/s≈13.3m/s.(3)分析整個過程，由動能定理得mgH－μmgs＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，解得s＝21.6m.所以物體在軌道上來回運動了10次后，還有1.6m，故距B點的距離為2m－1.6m＝0.4m.答案：(1)0.5(2)13.3m/s(3)距B點0.4m11．質(zhì)量為m的物體以速度v0豎直向上拋出，物體落回地面時，速度大小為eq\f(3,4)v0(設(shè)物體在運動中所受空氣阻力的大小不變)，如圖所示，求：(1)物體在運動過程中所受空氣阻力的大??；(2)物體以初速度2v0豎直向上拋出上升的最大高度；假設(shè)物體在落地碰撞過程中無能量損失，求物體運動的總路程．解析：(1)設(shè)物體到達的最大高度為h，受空氣阻力為f，則由動能定理得：上升階段：－mgh－Ffh＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，①下降階段：mgh－Ffh＝eq\f(1,2)m(eq\f(3,4)v0)2－0，②由①②兩式解得eq\f(mg＋Ff,mg－Ff)＝eq\f(16,9).所以空氣阻力的大小為Ff＝eq\f(7,25)mg.(2)設(shè)上升的最大高度為h′，則由動能定理得：－mgh′－Ffh′＝0－eq\f(1,2)m(2v0)2.將Ff＝eq\f(7,25)mg代入上式，得h′＝eq\f(25v\