2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)分層作業(yè)14動(dòng)能動(dòng)能定理含解析教科版必修2

PAGE7-課時(shí)分層作業(yè)(十四)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練](時(shí)間：15分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．(多選)質(zhì)量肯定的物體()A．速度發(fā)生變更時(shí)其動(dòng)能肯定變更B．速度發(fā)生變更時(shí)其動(dòng)能不肯定變更C．速度不變時(shí)其動(dòng)能肯定不變D．動(dòng)能不變時(shí)其速度肯定不變BC[速度是矢量，速度變更時(shí)可能只有方向變更，而大小不變，動(dòng)能是標(biāo)量，所以速度只有方向變更時(shí)，動(dòng)能可以不變；動(dòng)能不變時(shí)，只能說(shuō)明速度大小不變，但速度方向不肯定不變，故只有B、C正確．]2．變更物體的質(zhì)量和速度都可變更物體的動(dòng)能，在下列狀況下，物體的動(dòng)能變更最大的是()A．物體的質(zhì)量不變，運(yùn)動(dòng)速度增大到原來(lái)的2倍B．物體的速度不變，質(zhì)量增大到原來(lái)的2倍C．物體的質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的3倍，運(yùn)動(dòng)速度減為原來(lái)的一半D．物體的質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的一半，速度增加為原來(lái)的4倍D[由動(dòng)能的計(jì)算式Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，D正確．]3．某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上跳下，下落2m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身的重心又下降了0.5m，在著地過(guò)程中地面對(duì)他雙腳的平均作用力估計(jì)為()A．自身所受重力的2倍B．自身所受重力的5倍C．自身所受重力的8倍D．自身所受重力的10倍B[設(shè)地面對(duì)雙腳的平均作用力為F，在全過(guò)程中，由動(dòng)能定理得mg(H＋h)－Fh＝0F＝eq\f(mgH＋h,h)＝eq\f(2＋0.5,0.5)mg＝5mg，B正確．]4．一空盒以某一初速度在水平面上滑行，滑行的最遠(yuǎn)距離為L(zhǎng).現(xiàn)往空盒中倒入砂子，使空盒與砂子的總質(zhì)量為原來(lái)空盒的3倍，仍以原來(lái)的初速度在水平面上滑行，此時(shí)滑行的最遠(yuǎn)距離為()A.eq\f(1,9)L B.eq\f(1,3)LC．L D．3LC[盒子與水平面動(dòng)摩擦因數(shù)肯定，據(jù)動(dòng)能定理得－μmgs＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得s＝eq\f(v\o\al(2,0),2μg)，位移s與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)，正確選項(xiàng)為C.]5．甲、乙兩輛汽車的質(zhì)量之比m1∶m2＝2∶1，它們剎車時(shí)的初動(dòng)能相同，若它們與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則它們滑行的距離之比s1∶s2等于()A．1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶1B[對(duì)兩輛汽車由動(dòng)能定理得：－μm1gs1＝0－Ek，－μm2gs2＝0－Ek，s1∶s2＝m2∶m1＝1∶2，B正確．]6.質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面對(duì)左起先運(yùn)動(dòng)，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(dòng)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，則從起先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.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmg(s＋x) B.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmgxC．μmgs D．μmg(s＋x)A[由動(dòng)能定理－W－μmg(s＋x)＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，故物體克服彈簧彈力做功W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmg(s＋x)，A正確．]二、非選擇題(14分)7．將質(zhì)量為m的物體，以初速度v0豎直向上拋出．已知拋出過(guò)程中阻力大小恒為重力的0.2倍．求：(1)物體上升的最大高度；(2)物體落回拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小．[解析](1)上升過(guò)程，由動(dòng)能定理－mgh－fh＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0) ①f＝0.2mg ②聯(lián)立①②可得：h＝eq\f(5v\o\al(2,0),12g). ③(2)全過(guò)程，由動(dòng)能定理－2fh＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0) ④聯(lián)立②③④可得：v＝eq\f(\r(6),3)v0.[答案](1)eq\f(5v\o\al(2,0),12g)(2)eq\f(\r(6),3)v0[實(shí)力提升練](時(shí)間：25分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分)1.如圖所示，質(zhì)量為m的物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)之間能出現(xiàn)的最大靜摩擦力為物塊重力的k倍．物塊與轉(zhuǎn)軸OO′相距R，隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止起先轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到肯定值時(shí)，物塊即將在轉(zhuǎn)臺(tái)上滑動(dòng)，在物塊由靜止到滑動(dòng)前的這一過(guò)程中，轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊的靜摩擦力對(duì)物塊做的功為()A．0 B．2πkmgRC．2kmgR D.eq\f(1,2)kmgRD[在轉(zhuǎn)速增加的過(guò)程中，轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊的摩擦力是不斷變更的，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到肯定值時(shí)，物塊在轉(zhuǎn)臺(tái)上即將滑動(dòng)，說(shuō)明此時(shí)最大靜摩擦力供應(yīng)向心力，即kmg＝meq\f(v2,R).設(shè)這一過(guò)程中轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊的摩擦力所做的功為Wf，由動(dòng)能定理可得Wf＝eq\f(1,2)mv2，解得Wf＝eq\f(1,2)kmgR，D正確．]2.(多選)如圖所示，半徑為R的eq\f(1,4)光滑圓弧槽固定在小車上，有一小球靜止在圓弧槽的最低點(diǎn)．小車和小球一起以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)小車遇到障礙物突然停止后，小球上升的高度可能是()A．等于eq\f(v2,2g) B．大于eq\f(v2,2g)C．小于eq\f(v2,2g) D．與小車的速度v有關(guān)ACD[小球沖上圓弧槽，則有兩種可能，一是速度較小，滑到某處小球速度為0，依據(jù)動(dòng)能定理有－mgh＝0－eq\f(1,2)mv2，解得h＝eq\f(v2,2g)；另一可能是速度較大，小球滑出弧面做斜拋運(yùn)動(dòng)，到最高點(diǎn)還有水平速度，則此時(shí)小球所能達(dá)到的最大高度要小于eq\f(v2,2g).故A、C、D正確，B錯(cuò)誤．]3．如圖所示為一滑草場(chǎng)．某條滑道由上下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45°和37°的滑道組成，滑草車與草地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止起先自由下滑，經(jīng)過(guò)上、下兩段滑道后，最終恰好靜止于滑道的底端(不計(jì)滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．則()A．動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(6,7)B．載人滑草車最大速度為eq\r(\f(2gh,7))C．載人滑草車克服摩擦力做功為mghD．載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為eq\f(3,5)gAB[由題意知，上、下兩段斜坡的長(zhǎng)分別為s1＝eq\f(h,sin45°)、s2＝eq\f(h,sin37°)由動(dòng)能定理知：2mgh＝μmgs1cos45°＋μmgs2cos37°解得動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(6,7)，選項(xiàng)A正確；下落h時(shí)的速度最大，由動(dòng)能定理知：mgh－μmgs1cos45°＝eq\f(1,2)mv2解得v＝eq\r(\f(2gh,7))，選項(xiàng)B正確；載人滑草車克服摩擦力做的功與重力做功相等，即W＝2mgh，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；滑草車在下段滑道上的加速度大小為a＝μgcos37°－gsin37°＝eq\f(3,35)g，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]二、非選擇題(本題共3小題，共32分)4．(6分)某同學(xué)為探究“合力做功與物體速度變更的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下試驗(yàn)，他的操作步驟是：①按圖擺好試驗(yàn)裝置，其中小車質(zhì)量M＝0.20kg，鉤碼總質(zhì)量m＝0.05kg.②釋放小車，然后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(電源頻率為f＝50Hz)，打出一條紙帶．(1)他在多次重復(fù)試驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿足的一條，如圖所示．把打下的第一點(diǎn)記作0，然后依次取若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，用厘米刻度尺測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)距離分別為d1＝0.004m，d2＝0.055m，d3＝0.167m，d4＝0.256m，d5＝0.360m，d6＝0.480m…，他把鉤碼重力(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取9.8m/s2)作為小車所受合力，算出打下0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)合力做功W＝________J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，打下第5點(diǎn)時(shí)小車的速度v5＝________m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．(2)此次試驗(yàn)探究的結(jié)果，他沒(méi)能得到“合力對(duì)物體做的功W∝v2”的結(jié)論，且誤差很大．通過(guò)反思，他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的緣由如下，其中正確的是________．A．鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多B．沒(méi)有平衡摩擦力，使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多C．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動(dòng)能增量的測(cè)量值比真實(shí)值偏小D．沒(méi)有運(yùn)用最小刻度為毫米的刻度尺測(cè)距離也是產(chǎn)生此誤差的重要緣由[解析](1)依據(jù)題意物體所受合外力為：F＝mg＝0.05×9.8N＝0.49N，依據(jù)功的定義可知：W＝Fd5＝0.176J；依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出第5個(gè)點(diǎn)的速度大小為：v5＝eq\f(d6－d4,2T)＝eq\f(0.480－0.256,2×5×0.02)m/s＝1.12m/s.(2)設(shè)繩子上拉力為F，依據(jù)牛頓其次定律有：對(duì)小車：F＝Ma ①對(duì)鉤碼：mg－F＝ma ②聯(lián)立①②可得F＝eq\f(mgM,M＋m)＝eq\f(mg,1＋\f(m,M))，由此可知當(dāng)M?m時(shí)，鉤碼的重力等于繩子的拉力，因此當(dāng)鉤碼質(zhì)量太大時(shí)，會(huì)造成較大誤差，故A正確；試驗(yàn)中要進(jìn)行平衡摩擦力操作，若沒(méi)有平衡摩擦力干脆將鉤碼重力做的功當(dāng)做小車合外力做的功，會(huì)造成較大誤差，故B正確；釋放小車和接通電源的依次有誤，影響打點(diǎn)多少，不肯定會(huì)使動(dòng)能的測(cè)量值偏小，故C錯(cuò)誤；距離的測(cè)量產(chǎn)生的誤差不是該試驗(yàn)產(chǎn)生的主要誤差，故D錯(cuò)誤．[答案](1)0.1761.12(2)AB5.(12分)如圖所示，在海濱游樂(lè)場(chǎng)里有一種滑沙嬉戲，人坐在滑板上從傾角為θ的斜坡上由靜止起先下滑，經(jīng)過(guò)斜坡底端沿水平滑道再滑行一段距離停下．已知滑板與斜面和水平滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.3.若某人和滑板的總質(zhì)量m＝60kg，滑行過(guò)程中空氣阻力忽視不計(jì)，重力加速度g取10m/s2.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)把人和滑板看作整體，畫(huà)出該整體從斜坡上下滑過(guò)程中的受力示意圖；(2)若已知θ＝37°，人從斜坡滑下時(shí)加速度的大?。?3)若已知θ＝37°，水平滑道BC的最大長(zhǎng)度為L(zhǎng)1＝20m，求人在斜坡上滑下的高度應(yīng)不超過(guò)多少；(4)若斜坡傾角θ大小可調(diào)整，且大小未知，水平滑道BC的長(zhǎng)度未知，但是場(chǎng)地的水平空間距離DC的最大長(zhǎng)度為L(zhǎng)2＝30m，人在斜坡上從D的正上方A處由靜止下滑，那么A到D的高度不超過(guò)多少？[解析](1)受力如圖所示．(2)依據(jù)牛頓其次定律得mgsin37°－f＝maN＝mgcos37°f＝μN(yùn)聯(lián)立以上三式，代入數(shù)據(jù)解得a＝3.6m/s2.(3)人和滑板從距水平面高H處下滑，從人和滑板在斜面上起先運(yùn)動(dòng)到人和滑板停止運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，依據(jù)動(dòng)能定理：mgH－μmgcos37°eq\f(H,sin37°)－μmgL1＝0－0代入數(shù)據(jù)解得H＝10m.(4)設(shè)A到D的高度為h，依據(jù)動(dòng)能定理mgh－μmgcosθeq\f(h,sinθ)－μmgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L2－\f(h,tanθ)))＝0－0代入數(shù)據(jù)解得h＝9m.[答案](1)見(jiàn)解析(2)3.6m/s2(3)10m(4)9m6．(14分)如圖所示，固定在水平地面上的工件，由AB和BD兩部分組成，其中AB部分為光滑的圓弧，圓心為O，∠AOB＝37°，圓弧的半徑R＝0.5m；BD部分水平，長(zhǎng)度為0.2m，C為BD的中點(diǎn)．現(xiàn)有一質(zhì)量m＝1kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從A端由靜止釋放，恰好能運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)．(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，對(duì)工件的壓力大??；(2)為使物塊恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止，可以在物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，對(duì)它施加一豎直向下的恒力F，F(xiàn)應(yīng)為多大？[解析](1)物塊由A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理有mgR(1－cos37°)＝eq\f(1,2)mv2解得v2＝2gR(1－cos37°)＝2×10×0.5×(1－0.8)＝2(m/s)2在B點(diǎn)，由牛頓其次定律有N－mg＝meq