《高中物理人教版必修2习题：7.7动能和动能定理 Word版含解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教版必修2习题：7.7动能和动能定理 Word版含解析.docx（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础巩固1下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系,正确的是()A.如果物体所受的合力为零,那么合力对物体做的功一定为零B.如果合力对物体做的功为零,则合力一定为零C.物体在合力作用下做匀变速直线运动,则动能在一段过程中变化量一定不为零D.如果物体的动能不发生变化,则物体所受合力一定是零解析:功是力与物体在力的方向上发生的位移的乘积,如果物体所受的合力为零,那么合力对物体做的功一定为零,A正确;如果合力对物体做的功为零,可能是合力不为零,而是物体在力的方向上的位移为零,B错误;竖直上抛运动是一种匀变速直线运动,在上升和下降阶段经过同一位置时动能相等,动能在这段过程中变化量为零,C错
2、误;动能不变化,只能说明速度大小不变,但速度方向有可能变化,因此合力不一定为零,D错误。答案:A2人骑自行车下坡,坡长l=500 m,坡高h=8 m,人和车的总质量为100 kg,下坡时初速度为4 m/s,人不踏车的情况下,到达坡底时车速为10 m/s,g取10 m/s2,则下坡过程中阻力所做的功为()A.-4 000 JB.-3 800 JC.-5 000 JD.-4 200 J解析:由动能定理可得mgh+W阻=12m(vt2-v02),解得W阻=-mgh+12m(vt2-v02)=-3 800 J,故选项B正确。答案:B3一足够长的水平传送带以2 m/s的恒定速度传送物体,现将质量为2 k
3、g的物体轻放在传送带上,在被传送过程中()A.摩擦力对物体做的功为2 JB.摩擦力对物体做的功为4 JC.物体克服摩擦力做的功为2 JD.物体克服摩擦力做的功为4 J答案:B4(多选)一个质量为0.3 kg的弹性小球,在光滑水平面上以 6 m/s 的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大小v和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为()A.v=0B.v=12 m/sC.W=0D.W=10.8 J解析:速度的变化量的求解是同一条直线上矢量的运算,v=vt-v0,求得v=12 m/s。墙对球的作用力是变力,变力做功,只能利用动能定理进行计算,
4、Ek=12mvt2-12mv02,解得Ek=0。答案:BC5如图为10 m跳台跳水示意图,运动员从10 m高的跳台跳下,设水的平均阻力约为其体重的3倍,在粗略估算中,把运动员当作质点处理,为了保证运动员的人身安全,池水深度至少为(不计空气阻力)()A.5 mB.3 mC.7 mD.1 m解析:设水的深度为h,由动能定理得mg(10 m+h)-3mgh=0,解得h=5 m,选项A正确。答案:A6如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为(
5、)A.14mgRB.13mgRC.12mgRD.4mgR解析:在轨道最低点由向心力公式得F-mg=mv2R,其中F=2mg。质点由P到Q的过程中由动能定理得mgR-Wf=12mv2。由以上各式解得克服阻力做功Wf=12mgR,故C正确。答案:C7(多选)甲、乙两个质量相同的物体,用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s。如图所示,甲在光滑平面上,乙在粗糙平面上,则下列关于力F对甲、乙做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是()A.力F对甲做功多B.力F对甲、乙两个物体做的功一样多C.甲物体获得的动能比乙大D.甲、乙两个物体获得的动能相同解析:由功的公式可知W=Fs,
6、两种情况下力F对甲、乙两个物体做的功一样多,选项A错误,B正确;根据动能定理,对甲有Fs=Ek1,对乙有Fs-Ffs=Ek2,可知Ek1Ek2,即甲物体获得的动能比乙大,选项C正确,D错误。答案:BC8(多选)如图所示,质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB的水平距离为s。下列说法正确的是()A.小车克服重力所做的功是mghB.合力对小车做的功是12mv2C.推力对小车做的功是Fs-mghD.小车克服阻力做的功是12mv2+mgh-Fs解析:若克服阻力做的功为W,由动能定理可得Fs-mgh-W=12mv2-0,得W=Fs-mgh-12m
7、v2,故D错误;推力对小车做的功可由Fs计算,因为F是水平恒力,s是水平位移,故C错误;由动能定理可知,B正确;克服重力做功为mgh,A正确。答案:AB9一辆汽车在平直公路上行驶,受到恒定的阻力作用。已知阻力大小为Ff,汽车的质量为m。(1)若汽车在恒定的牵引力F作用下由静止开始运动,求汽车行驶的距离为s时的速度v和功率P1。(2)若汽车以额定功率由静止启动,当行驶的时间为t时,速度达到最大值vm,求汽车的额定功率P0及在时间t内运动的位移s。解析(1)汽车以恒定牵引力运动,由动能定理得Fs-Ffs=12mv2-0,解得v=2(F-Ff)sm,汽车的功率P1=Fv=F2(F-Ff)sm。(2)
8、汽车做匀速直线运动时速度达到最大值,由平衡条件可得,此时的牵引力F=Ff;由P=Fv可知,汽车的额定功率P0=Fvm=Ffvm,由动能定理得P0t-Ffs=12mvm2-0,解得s=vmt-mvm22Ff。答案(1)2(F-Ff)smF2(F-Ff)sm(2)Ffvmvmt-mvm22Ff10如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上。已知l=1.4 m,v=3.0 m/s,m=0.10 kg,物块与桌面间的动摩擦因数=0.25,桌面高h=0.45 m。不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。求:(1)小物块落地点距飞出点的水平距离
9、s。(2)小物块落地时的动能Ek。(3)小物块的初速度大小v0。解析:(1)由h=12gt2s=vt解得s=0.9 m。(2)根据动能定理mgh=Ek-12mv2解得Ek=mgh+12mv2=0.9 J。(3)由动能定理-mgl=12mv2-12mv02故v0=v2+2gl=3.02+20.25101.4 m/s=4 m/s。答案:(1)0.9 m(2)0.9 J(3)4 m/s能力提升1两辆汽车在同一平直路面上行驶,它们的质量之比m1m2=12,速度之比v1v2=21。当两车急刹车后,甲车滑行的最大距离为l1,乙车滑行的最大距离为l2,设两车与路面间的动摩擦因数相等,不计空气阻力,则()A.
10、l1l2=12B.l1l2=11C.l1l2=21D.l1l2=41解析:由动能定理,对两车分别列式-F1l1=0-12m1v12,-F2l2=0-12m2v22,F1=m1g,F2=m2g。由以上四式联立得 l1l2=41。答案:D2(多选)在一次冰壶比赛中,运动员以一定的初速度将冰壶沿水平面抛出,由于摩擦阻力的作用,其动能随位移变化图线如图所示,已知冰壶质量为19 kg,g取10 m/s2,则以下说法正确的是()A.=0.05B.=0.01C.滑行时间t=5 sD.滑行时间t=10 s解析:对冰壶由动能定理得-mgx=0-12mv02,得=0.01,选项B正确;冰壶运动时:a=g=0.1
11、m/s2由运动学公式x=12at2得t=10 s,选项D正确。答案:BD3如图所示,在足球赛中,红队球员在白队禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角贴着球门射入,球门高度为h,足球飞入球门的速度为v,足球质量为m,则红队球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力、足球可视为质点)()A.12mv2B.mghC.12mv2+mghD.12mv2-mgh解析:根据动能定理可得W-mgh=12mv2-0所以W=12mv2+mgh,C正确。答案:C4如图所示,质量为m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的
12、张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰好通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为()A.14mgRB.13mgRC.12mgRD.mgR解析:如题图所示,小球在最低点A处时由牛顿第二定律可得7mg-mg=mvA2R则mvA2=6mgR小球在最高点B处由牛顿第二定律mg=mvB2R则mvB2=mgR小球从A经半个圆周到B的过程中由动能定理得W-mg2R=12mvB2-12mvA2可得W=-12mgR,可见小球克服空气阻力做的功为12mgR。答案:C5(多选)在某平直公路上,汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达到某一值时,立即关闭发动机后滑行至停止,其v-t图象如图所示。汽
13、车牵引力为F,运动过程中所受的摩擦阻力恒为Ff,全过程中牵引力所做的功为W1,克服摩擦阻力所做的功为W2,则下列关系中正确的是()A.FFf=41B.FFf=13C.W1W2=43D.W1W2=11解析:根据题图可知,汽车加速运动时的加速度a1=v01s,又F-Ff=ma1,减速时的加速度a2=a13,又Ff=ma2,由可得FFf=41;全过程根据动能定理有W1-W2=0,所以W1W2=11。答案:AD6(多选)如图所示,图线表示作用在某物体上的合外力随时间变化的关系。若t=0时物体速度为零,则()A.前5 s时间内物体的动能变化量不为零B.前5 s时间内只有第1 s末物体的动能最大C.前5
14、s时间内只有第5 s末物体的速率最大D.前3 s时间内合外力对物体做的功为零解析:本题的计算结果与物体的质量无关,不妨设物体的质量m=5 kg,由题图作出图示的速度时间图象。可见,第1 s末与第5 s末物体的速率均为2 m/s且最大,动能相等也是最大,选项B、C均错误;t=0时速度为零,t=5 s 时速度不为零,所以前5 s时间内物体的动能变化量不为零,选项A正确;第3 s末速度为零,根据动能定理得前3 s时间内合外力对物体做的功W=0-0=0,选项D正确。答案:AD7如图所示,质量m=60 kg的高山滑雪运动员,从A点由静止开始沿滑雪道滑下,从B点水平飞出后又落在与水平面成=37的斜坡上C点
15、。已知A、B两点间的高度差为hAB=25 m,B、C两点间的距离为s=75 m,已知sin 37=0.6,g取10 m/s2,求:(1)运动员从B点水平飞出时的速度大小。(2)运动员从A点到B点的过程中克服摩擦力做的功。解析:(1)设由B到C,运动员做平抛运动的时间为t竖直方向:hBC=ssin 37=12gt2水平方向:scos 37=vBt代入数据,解得vB=20 m/s。(2)A到B过程,由动能定理有mghAB+Wf=12mvB2代入数据,解得Wf=-3 000 J所以运动员克服摩擦力所做的功为3 000 J。答案:(1)20 m/s(2)3 000 J8如图所示,倾角=37的斜面底端B平滑连接着半径 r=0.40 m 的竖直光滑圆轨道。质量m=0.50 kg的小物块,从距地面h=2.7 m处沿斜面由静止开始下滑,小
