課時把關(guān)練高中物理RJ17第八章機(jī)械能守恒定律3　動能和動能定理

課時把關(guān)練3動能和動能定理1.［多選］關(guān)于動能的理解，下列說法正確是（）A.凡是運(yùn)動的物體都具有動能B.動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)C.重力勢能可以為負(fù)值，動能不可以為負(fù)值D.一定質(zhì)量的物體，動能變化時，速度一定變化，但速度變化時，動能不一定變化2.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(yùn)動，動能一定變化3.下列關(guān)于運(yùn)動物體所受的合外力做功和動能、速度變化的關(guān)系，正確的是（）A.物體做變速運(yùn)動，合外力一定不為零，動能一定變化B.若合外力對物體做功為零，則合外力一定為零C.物體的合外力做功，它的速度大小一定發(fā)生變化D.物體的動能不變，所受的合外力必定為零4.一物體速度由0增加到v，再從v增加到2v，合外力做功分別為W1和W2，則下列關(guān)系正確的是（）A.W1=W2 B.W2=2W1C.W2=3W1 D.W2=4W15.［多選］在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動，當(dāng)速度達(dá)到vm后立即關(guān)閉發(fā)動機(jī)直到停止，運(yùn)動過程的vt圖像如圖所示，設(shè)汽車的牽引力為F，所受摩擦力為f，全過程中牽引力做功W1，克服摩擦力做功W2，則（）A.F∶f=1∶4 B.F∶f=4∶1C.W1∶W2=1∶1D.W1∶W2=1∶36.人騎自行車下坡，坡長l=500m，坡高h(yuǎn)=10m，人和車總質(zhì)量為100kg，下坡時初速度為4m/s，人不踏車的情況下，到達(dá)坡底時車的速度為10m/s，g取10m/s2，則下坡過程中克服阻力所做的功為（）A.15800J B.5800JC.5000J D.4200J7.如圖所示，半徑為R的光滑半球固定在水平面上，現(xiàn)用一個方向與球面始終相切的拉力F把質(zhì)量為m的小物體（可看作質(zhì)點(diǎn)）沿球面從A點(diǎn)緩慢地移動到最高點(diǎn)B，在此過程中，拉力做的功為（）A.πFR B.πmgR C.π2mgR D.8.在籃球比賽中，某位同學(xué)獲得罰球機(jī)會，他站在罰球線處用力將籃球投出，如圖所示，籃球約以1m/s的速度撞擊籃筐。已知籃球質(zhì)量約為0.6kg，籃筐離地高度約為3m，忽略籃球受到的空氣阻力，則該同學(xué)罰球時對籃球做的功大約為（g取10m/s2）（）A.1J B.10J C.50J D.100J9.一質(zhì)量為m的小球，用長為l的輕繩懸掛于O點(diǎn)。小球在水平拉力F的作用下，從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動到Q點(diǎn)，如圖所示，則拉力F所做的功為（）A.mglcosθ B.mgl（1cosθ）C.Flcosθ D.Flsinθ10.［多選］在未知方向的恒力F作用下，一質(zhì)量為1.0kg的物體以一定的初速度在光滑水平面做直線運(yùn)動。物體的動能Ek隨位移x變化的關(guān)系如圖所示。（g取10m/s2）由上述已知條件，可求出（）A.力F的最小值為2.5NB.力F不可能大于10NC.物體運(yùn)動過程中加速度大小不斷發(fā)生變化D.物體在運(yùn)動過程中在任意位置F的功率11.質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運(yùn)動，起始點(diǎn)A與一輕彈簧O端相距s，如圖所示。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，物體與彈簧相碰后，彈簧的最大壓縮量為x，則從開始碰撞到彈簧被壓縮至最短，物體克服彈簧彈力所做的功為（）A.12mv02μmg（s+x） B.12mv0C.μmgs D.μmg（s+x）12.如圖所示，光滑水平面AB與豎直面上的半圓形固定軌道在B點(diǎn)銜接，軌道半徑為R，BC為直徑，一可看成質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m的物塊在A點(diǎn)處壓縮一輕質(zhì)彈簧（物塊與彈簧不拴接），釋放物塊，物塊被彈簧彈出后，經(jīng)過半圓形軌道B點(diǎn)時對軌道的壓力變?yōu)槠渲亓Φ?/p>

7倍，之后向上運(yùn)動恰能通過半圓軌道的最高點(diǎn)C。重力加速度大小為g，不計空氣阻力，則（）A.物塊經(jīng)過B點(diǎn)時的速度大小為5gRB.剛開始時被壓縮彈簧的彈性勢能為3.5mgRC.物塊從B點(diǎn)到C點(diǎn)克服摩擦力所做的功為12D.若剛開始時被壓縮彈簧的彈性勢能變?yōu)樵瓉淼?倍，物塊到達(dá)C點(diǎn)的動能為7213.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由靜止開始滑下，滑到最低點(diǎn)Q時，對軌道的正壓力為2mg，重力加速度大小為g。質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過程中，克服摩擦力所做的功為（）A.14mgR C.12mgR 14.［多選］一質(zhì)量為4kg的物體，在水平恒力的作用下在粗糙的水平面上做勻速直線運(yùn)動。當(dāng)運(yùn)動一段時間后拉力逐漸減小，且當(dāng)拉力減小到零時，物體剛好停止運(yùn)動。如圖所示為拉力F隨位移x變化的關(guān)系圖像。g取10m/s2，則據(jù)此可以求得（）A.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1B.整個過程摩擦力對物體所做的功為Wf=8JC.物體勻速運(yùn)動時的速度為v=2m/sD.整個過程合力對物體所做的功為W=4J15.［多選］如圖甲所示，質(zhì)量m=2kg的物體以100J的初動能在粗糙的水平地面上沿直線滑行，其動能Ek隨位移x變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，則下列判斷正確的是（）甲乙A.物體運(yùn)動的總位移大小為10mB.物體運(yùn)動的加速度大小為10m/s2C.物體運(yùn)動的初速度大小為10m/sD.物體所受的摩擦力大小為10N16.如圖所示，ABCD是一個盆式容器，盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧，BC是水平的，其寬度d=0.50m，盆邊緣的高度為h=0.30m，在A處放一個質(zhì)量為m的小物塊并讓其從靜止開始下滑。已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間的動摩擦因數(shù)為μ=0.10。小物塊在盆內(nèi)來回滑動，最后停下來，則停的位置到B點(diǎn)的距離為（）A.0.50m B.0.25m C.0.10m D.017.如圖所示，AB段為粗糙水平軌道，BC段是固定于豎直平面內(nèi)的粗糙半圓形導(dǎo)軌，半徑為R=0.4m。一質(zhì)量為m=1kg的滑塊靜止在A點(diǎn)，在水平恒力F作用下從A點(diǎn)向右運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動至B點(diǎn)時，撤去恒力F，此時滑塊對軌道的壓力為9mg，滑塊沿半圓形軌道向上運(yùn)動恰能通過最高點(diǎn)C。已知滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為0.4，水平恒力F=5N。g取10N/kg，求：（1）水平軌道AB的長度L；（2）滑塊運(yùn)動至C點(diǎn)的速度大小vC和B到C的過程中摩擦力做的功。18.跳臺滑雪是北京冬奧會的比賽項目之一，如圖為簡化的示意圖。AB段是傾角為37°的斜坡，雪橇與斜坡間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3，斜坡長度為L=50m；BC段為半徑R=30m的圓弧面，斜坡AB與圓弧BC相切于B點(diǎn)，C點(diǎn)位于圓心O點(diǎn)的正下方，∠BOC=37°，CD為豎直跳臺。運(yùn)動員連同滑雪裝備總質(zhì)量為m=60kg，從A點(diǎn)由靜止滑下，通過C點(diǎn)水平飛出，飛行一段時間落到著陸坡DE上的E點(diǎn)。運(yùn)動員運(yùn)動到C點(diǎn)時的速度是vC=20m/s，CE間的豎直高度h=25m。不計空氣阻力，也不考慮運(yùn)動員使用滑雪杖助力，g取10m/s2，試求：（1）運(yùn)動員到達(dá)滑道上的C點(diǎn)時對軌道的

壓力；（2）運(yùn)動員在E點(diǎn)著陸前瞬時速度大小vE；（3）運(yùn)動員從B點(diǎn)滑到C點(diǎn)過程中克服阻力做的功。19.從離地面H高處落下一小球，小球在運(yùn)動過程中所受的空氣阻力是它重力的k（k<1）倍，而小球與地面相碰后，能以相同大小的速率反彈。求：（1）小球第一次與地面碰撞后，能夠反彈起的最大高度是多少？（2）小球從釋放開始，直至停止彈跳為止，所通過的總路程是多少？20.如圖所示，從A點(diǎn)以v0=4m/s的水平速度拋出一質(zhì)量m=1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），當(dāng)小物塊運(yùn)動至B點(diǎn)時，恰好沿切線方向進(jìn)入固定光滑圓弧軌道BC，經(jīng)圓孤軌道后滑上與C點(diǎn)等高、靜止在水平面的長木板上，圓弧軌道C端切線水平。已知長木板的質(zhì)量M=3kg，A、B兩點(diǎn)距C點(diǎn)的高度分別為H=0.6m、h=0.15m，R=0.75m，小物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2，g取10m/s2，求：（1）小物塊運(yùn)動至B點(diǎn)時的速度大小和方向。（2）小物塊滑動至C點(diǎn)時，對圓弧軌道C點(diǎn)的壓力。（3）長木板至少為多長，才能保證小物塊不滑出長木板？21.如圖為2022年北京冬奧會冰壺比賽場地。運(yùn)動員在本壘把冰壺沿水平冰面以初速度v0推出滑向營壘。冰壺在冰面上自由滑行時冰壺和冰面間的動摩擦因數(shù)為μ，若隊友在其滑行前方摩擦冰面，冰壺和冰面間動摩擦因數(shù)變?yōu)?.9μ，重力加速度取g。求：（1）冰壺自由滑行前進(jìn)的距離為多大；（2）在上問中冰壺停下時到營壘邊沿的距離為x0（未到營壘），為保證冰壺能進(jìn)入營壘，則隊友最晚應(yīng)于冰壺運(yùn)動到多遠(yuǎn)時開始摩擦冰壺前方的冰面。22.如圖所示，光滑的軌道ABO的AB部分與水平部分BO相切，軌道右側(cè)是一個半徑為R的四分之一圓弧軌道，O點(diǎn)為圓心，C為圓弧上的一點(diǎn)，OC與水平方向的夾角為37°?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m的小球從軌道AB上某點(diǎn)由靜止釋放。已知重力加速度為g，不計空氣阻力。（1）若小球恰能擊中C點(diǎn)，求剛釋放小球的位置距離BO平面的高度；（2）改變釋放點(diǎn)的位置，求小球落到圓弧軌道時動能的最小值。課時把關(guān)練3動能和動能定理參考答案1.ACD解析：物體由于運(yùn)動而具有的能叫動能，所以運(yùn)動的物體具有動能，故選項A正確；物體做勻速圓周運(yùn)動時，動能不變，但物體的運(yùn)動狀態(tài)改變，故選項B錯誤；由公式Ek=12mv2，可知動能不能是負(fù)值，故選項C正確；一定質(zhì)量的物體做勻速圓周運(yùn)動時，由于速度方向改變即速度變化，但速度的大小不變，由公式Ek=2.B解析：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；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；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，如做勻速圓周運(yùn)動的物體，故C錯誤；物體做曲線運(yùn)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。3.C解析：物體做變速運(yùn)動，合外力一定不為零，但是動能不一定變化，例如做勻速圓周運(yùn)動的物體，故A錯誤；若合外力對物體做功為零，合外力不一定為零，例如做勻速圓周運(yùn)動的物體的合外力，故B錯誤；根據(jù)動能定理，物體的合外力做功，它的速度大小一定發(fā)生變化，故C正確；物體的動能不變，所受的合外力不一定為零，例如做勻速圓周運(yùn)動的物體，故D錯誤。4.C解析：由動能定理可得：W1=12mv25.BC解析：全過程的初末速度均為0，由動能定理可知W1-W2由圖可知，加速過程的位移與總位移間的關(guān)系s∶s′=1∶4，所以F∶f=4∶1。6.B解析：下坡過程中由動能定理得12mv2-127.D解析：小物體在緩慢（勻速）運(yùn)動過程中，只有重力和拉力F做功，根據(jù)動能定理：WFmgR=ΔEk=0，則拉力做的功WF=mgR，故D正確。8.B解析：籃球上升的高度約為1.5m，對整個過程運(yùn)用動能定理得W-mgh=12mv20，代入數(shù)據(jù)解得W=mgh+19.B解析：緩慢地移動小球，說明拉力F是變力，不能用公式W=Fl來求。根據(jù)動能定理，移動小球過程中拉力F和重力mg對小球做功，動能變化為0，WFmg（llcosθ）=0，可得WF=mgl（1cosθ），故B正確。10.AD解析：由動能定理Fxcosθ=由數(shù)形結(jié)合可知F當(dāng)θ=180°，即cosθ=-1時，F(xiàn)有最小值為2.5N由A選項分析知，F(xiàn)的水平分力為F豎直向上的分力最大為F此時有F=2.52加速度a=Fcos?物體在運(yùn)動過程中在任意位置F的功率P=|Fvcosθ|=2.5v，根據(jù)圖像可以求出任意位置的動能，然后根據(jù)動能表達(dá)式求出速度大小，所以可以求出任意位置F的功率，故11.A解析：由動能定理得Wμmg（s+x）=0-12mv012.C解析：在B點(diǎn)由向心力公式可知：FNBmg=mvB2R，解得：vB=由機(jī)械能守恒定律得，剛開始時被壓縮彈簧的彈性勢能Ep=12mvB2恰能通過半圓軌道的最高點(diǎn)C，物塊經(jīng)過C點(diǎn)的速度vC=gR由B點(diǎn)運(yùn)動C點(diǎn)，由動能定理得：mg（2R）W克f=12解得W克f=12mgR，故若剛開始時被壓縮彈簧的彈性勢能變?yōu)樵瓉淼?倍，因為在半圓軌道運(yùn)動時，速度變大，壓力變大，摩擦力變大，所以W'克f>W克f，由功能關(guān)系得W'克f=2Ep12mv解得：物塊到達(dá)C點(diǎn)的動能EkC=12mv'C13.C解析：由牛頓第三定律知FN=2mg，在Q點(diǎn)有FN-mg=mv2R，所以v=gR；由P到14.AD解析：當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動時F=μmg，即μ=Fmg=440=0.1，故A正確；摩擦力f=μmg=4N，則Wf=f·x總=4N×4m=16J，故B錯誤；對2~4m過程，由動能定理得0-12mv2=W15.ACD解析：由圖像可知，物體運(yùn)動的總位移為10m，根據(jù)動能定理得-fx=0-Ek0，解得f=Ek0x=10010?N=10?N，故16.D解析：設(shè)小物塊在BC面通過的總路程為s，由于只有BC面上存在摩擦力，則小物塊從A點(diǎn)開始運(yùn)動到最終靜止的整個過程中，摩擦力做功為μmgs，而重力做功與路徑無關(guān)，由動能定理得mghμmgs=0，代入數(shù)據(jù)可解得s=3m。因為d=0.50m，所以，小物塊在BC面經(jīng)過3次往復(fù)運(yùn)動后，停在B點(diǎn)，故D正確。17.解：（1）由A到B根據(jù)動能定理，有W依題意，在B點(diǎn)，有F根據(jù)功的定義，有W聯(lián)立可得L=16（2）依題意，恰能通過最高點(diǎn)C，有mg=m可得v由B到C的過程中，有W其中W聯(lián)立，可得W18.解：（1）運(yùn)動員在BC段做圓周運(yùn)動，則運(yùn)動員到達(dá)滑道上的C點(diǎn)時有F解得F運(yùn)動員對軌道的壓力與軌道對運(yùn)動員的支持力為相互作用力，因此運(yùn)動員到達(dá)滑道上的C點(diǎn)時對軌道的壓力大小為1400N，方向豎直向下。（2）從C點(diǎn)到E點(diǎn)由動能定理有1解得v（3）從B點(diǎn)到C點(diǎn)由動能定理有1從A點(diǎn)到B點(diǎn)由動能定理有1聯(lián)立解得W所以運(yùn)動員從B點(diǎn)滑到C點(diǎn)過程中克服阻力做功2400J。19.解：（1）設(shè)小球第一次與地面碰撞后，能夠反彈起的最