【精品试卷】教科版高中物理必修二《动能定理》 同步测试复习专用试卷
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A . t 1B . t 2C . t 3D . t42.(2013•江苏)如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连.江苏)如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连. 弹簧处于自然长度时物块位于O 点(图中未标出). 物块的质量为m ,AB=a ,物块与桌面间的动摩擦因数为μ. 现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点,拉力做的功为W . 撤去拉力后物块由静止向左运动,经O 点到达B 点时速度为零.点时速度为零. 重力加速度为g . 则上述过程中(则上述过程中()A . 物块在A 点时,弹簧的弹性势能等于B . 物块在B 点时,弹簧的弹性势能小于C . 经O 点时,物块的动能小于W ﹣μmgaD . 物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B 点时弹簧的弹性势能点时弹簧的弹性势能 3.(2013•山东)如图所示,楔形木块abc 固定在水平面上,粗糙斜面ab 和光滑斜面bc 与水平面的夹角相同,顶角b 处安装一定滑轮.质量分别为M 、m (M >m )的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中( )A . 两滑块组成系统的机械能守恒两滑块组成系统的机械能守恒B . 重力对M 做的功等于M 动能的增加动能的增加C . 轻绳对m 做的功等于m 机械能的增加机械能的增加D . 两滑块组成系统的机械能损失等于M 克服摩擦力做的功克服摩擦力做的功4.如图,一很长的不可伸长的柔软细绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a 和b .a 球质量为m ,静置于地面,b 球质量为3m ,用手托住,高度为h ,此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放b 后,a 可能到达的最大高度为(可能到达的最大高度为( )高中物理必修二机械能守恒定律与动能定理专题复习 综合测试及答案解析(历年高考)一.选择题(共15小题) 1.(2014•天津二模)质点所受的力F 随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上.已知t=0时质点的速度为零.在图中所示的t 1、t 2、t 3和t 4各时刻中,哪一时刻质点的动能最大(各时刻中,哪一时刻质点的动能最大( )A.h B.l.5h C.2h D.2.5h 5.(2014•上海)静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升,在某一高度撤去恒力.不计空气阻力,在整个上升过程中,物体机械能随时间变化的关系是(个上升过程中,物体机械能随时间变化的关系是( )A.B.C.D.6.(2014•海南)如图,质量相同的两物体a、b,用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧,a在水平桌面的上方,b在水平粗糙桌面上.初始时用力压住b使a、b静止,撤去此压力后,a开始运动,在a下降的过程中,b始终未离开桌面.在此过程中(始终未离开桌面.在此过程中( )A.a的动能小于b的动能的动能B.两物体机械能的变化量相等两物体机械能的变化量相等C.a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D.绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零所做的功的代数和为零7.(2014•广东广东高考高考)如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中①和②为楔块,③和④为垫块,楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦,在车厢相互撞击时弹簧压缩过程中(弹簧盒、垫块间均有摩擦,在车厢相互撞击时弹簧压缩过程中( )A.缓冲器的机械能守恒 B.摩擦力做功消耗机械能.摩擦力做功消耗机械能C.垫块的动能全部转化成内能.垫块的动能全部转化成内能 D.弹簧的弹性势能全部转化为动能.弹簧的弹性势能全部转化为动能8.(2014•岳阳模拟)如图所示,小球从竖直放置的轻弹簧正上方高为H处由静止释放,从小球接触弹簧到被弹起离开的过程中,弹簧的最大压缩量为x.若空气阻力忽略不计,弹簧的形变在弹性限度内.关于上述过程,下列说法中正确的是(法中正确的是( )A.在小球和立方体分离前,当轻杆与水平面的夹角为θ时,小球的速度大小为B.在小球和立方体分离前,当轻杆与水平面的夹角为θ时,立方体和小球的速度大小之比为sinθC.在小球和立方体分离前,小球所受的合外力一直对小球做正功在小球和立方体分离前,小球所受的合外力一直对小球做正功D.在落地前小球的机械能一直减少在落地前小球的机械能一直减少10.(2014•杨浦区一模)如图所示,甲、乙两个容器形状不同,现有两块完全相同的金属块用细线系着分别浸没入同样深度,这时两容器的水面相平齐,如果将金属块缓慢提升一段相同的位移,最后都停留在水面的上方,不计水的阻力,则(的阻力,则()A.在甲容器中提升时,拉力做功较多在甲容器中提升时,拉力做功较多B.在乙容器中提升时,拉力做功较多在乙容器中提升时,拉力做功较多C.在两个容器中提升时,拉力做功相同在两个容器中提升时,拉力做功相同D.做功多少无法比较做功多少无法比较11.(2014•徐汇区一模)如图,一质点在一恒力作用下做曲线运动,从M点运动到N点时,质点的速度方向恰好改变了90°,在此过程中,质点的动能(,在此过程中,质点的动能()A.小球接触弹簧后的下降过程中,加速度先减小后增大,速度先增大后减小小球接触弹簧后的下降过程中,加速度先减小后增大,速度先增大后减小B.上升过程中小球加速度先增大后减小,速度先增大后减小上升过程中小球加速度先增大后减小,速度先增大后减小C.上升过程中小球上升过程中小球动能动能与弹簧弹性势能之和不断减小与弹簧弹性势能之和不断减小D.整个过程中弹簧弹性势能的最大值为mg(H+x)9.(2014•宜昌模拟)如图所示,在光滑的水平地面上有一个表面光滑的立方体Q一长为L的轻杆下端用光滑铰链连接于O点,O点固定于地面上,轻杆的上端连接着一个可视为质点的小球P,小球靠在立方体左侧,P和Q的质量相等,整个装置处于静止状态.受到轻微扰动后P倒向右侧并推动Q.下列说法中正确的是(.下列说法中正确的是( )A.不断增大增大后减小 D.先减小后增大减小后增大断增大 B.不断减小断减小 C.先增大后减小12.(2014•徐汇区二模)质量分别为m1、m2的A、B两物体放在同一水平面上,受到大小相同的水平力F的作用,各自由静止开始运动.经过时间t0,撤去A物体的外力F;经过4t0,撤去B物体的外力F.两物体运动的v﹣t关两物体( )系如图所示,则A、B两物体(A.与水平面的摩擦力大小之比为5:12 B.在匀加速运动阶段,合外力做功之比为4:1 C.在整个运动过程中,克服摩擦力做功之比为1:2 D.在整个运动过程中,摩擦力的平均功率之比为5:3 13.(2014•徐汇区二模)如图,两个小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬点,现将细绳拉至水平后由静止释放小球,当两小球通过最低点时,两球一定有相同的( )释放小球,当两小球通过最低点时,两球一定有相同的(A.速度B.角速度械能速度 D.机械能速度 C.加速度14.(2014•潍坊模拟)如图所示,足够长粗糙斜面固定在水平面上,物块a通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连,b的质量为m.开始时,a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用.现对b施加竖直向下的恒力F,高度过程中( )使a、b做加速运动,则在b下降h高度过程中(A.a的加速度为B.a的重力势能增加mgh C.绳的拉力对a做的功等于a机械能的增加机械能的增加D.F对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加的增加15.(2014•武汉模拟)如图所示,半径为R的光滑圆环竖直放置,环上套有质量分别为m和2m的小球A和B,A、的光滑圆环竖直放置,环上套有质量分别为B之间用一长为R的轻杆相连.开始时A在圆环的最高点,现将A、B静止释放,则(静止释放,则( )A .B 球从开始运动至到达圆环最低点的过程中,杆对B 球所做的总功为零球所做的总功为零B . A 球运动到圆环的最低点时,速度为零球运动到圆环的最低点时,速度为零C . B 球可以运动到圆环的最高点球可以运动到圆环的最高点D . 在A 、B 运动的过程中,A 、B 组成的系统机械能守恒组成的系统机械能守恒二.填空题(共3小题) 16.(2014•上海二模)如图,竖直放置的轻弹簧,下端固定,上端与质量为3kg 的物块B 相连接.另一个质量为1kg 的物块A 放在B 上.先向下压A ,然后释放,A 、B 共同向上运动一段后将分离,分离后A 又上升了0.2m 到达最高点,此时B 的速度方向向下,且弹簧恰好为原长.则从A 、B 分离到A 上升到最高点的过程中,弹簧弹力对B做的功为做的功为 _________ J ,弹簧回到原长时B 的速度大小为的速度大小为 _________ m/s .(g=10m/s 2)17.(2014•浦东新区二模)长为L 的轻杆上端连着一质量为m 的小球,杆的下端用铰链固接于水平地面上的O 点,斜靠在质量为M 的正方体上,在外力作用下保持静止,如图所示.忽略一切摩擦,现撤去外力,使杆向右倾倒,当正方体和小球刚脱离瞬间,杆与水平面的夹角为θ,小球速度大小为v ,此时正方体M 的速度大小为的速度大小为 _________ ,小球m 落地时的速度大小为落地时的速度大小为 _________ .18.(2014•临沂模拟)利用自由落体运动可测量重力加速度.有两组同学分别利用下面甲、乙两种实验装置进行了实验,其中乙图中的M 为可恢复簧片,M 与触头接触,开始实验时需要手动敲击M 断开电路,使电磁铁失去磁性释放第一个小球,当前一个小球撞击M 时后一个小球被释放.时后一个小球被释放.①下列说法正确的有下列说法正确的有 _________ A .两种实验都必须使用交流电源.两种实验都必须使用交流电源B .甲实验利用的是公式△x=gT 2;乙实验利用的是公式 m/s 2(结果保留两位有效数字). h=gt 2,所以都需要用秒表测量时间,用直尺测量距离,所以都需要用秒表测量时间,用直尺测量距离C .甲实验要先接通电源,后释放纸带;乙实验应在手动敲击M 的同时按下秒表开始计时的同时按下秒表开始计时D .这两个实验装置均可以用来验证.这两个实验装置均可以用来验证机械能守恒定律机械能守恒定律 ②图丙是用甲实验装置进行实验后选取的一条符合实验要求的纸带,O 为第一个点,A 、B 、C 为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02s 打一次点,可以计算出重力加速度g= _________③用乙实验装置做实验,测得小球下落的高度H=1.200m ,10个小球下落的总时间t=5.0s .可求出重力加速度g=_________ (填正确答案标号). A .小球的质量m B .小球抛出点到落地点的水平距离s C .桌面到地面的高度h D .弹簧的压缩量△x E .弹簧原长l 0(2)用所选取的测量量和已知量表示E k ,得E k = _________ .(3)图(b )中的直线是实验测量得到的s ﹣△x 图线.从理论上可推出,如果h 不变,m 增加,s ﹣△x 图线的斜率会 _________ (填“增大”、“减小”或“不变”);如果m 不变,h 增加,s ﹣△x 图线的斜率会图线的斜率会 _________ (填“增大”、“减小”或“不变”).由图(b ) 中给出的直线关系和E k 的表达式可知,E p 与△x 的 _________ 次方成正比.20.(2013•福建)如图,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O 点,T 端系一质量m=1.0kg 的小球.现将小球拉到A 点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B 点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C 点.地面上的D 点与OB在同一竖直线上,在同一竖直线上,已知绳长已知绳长L=1.0m ,B 点离地高度H=1.0m ,A 、B 两点的高度差h=0.5m ,重力加速度g 取10m/s 2,不计空气影响,求:不计空气影响,求:(1)地面上DC 两点间的距离s ; (2)轻绳所受的最大拉力大小.)轻绳所受的最大拉力大小.21.(2012•广东)图(a )所示的装置中,小物块AB 质量均为m ,水平面上PQ 段长为l ,与物块间的动摩擦因数为μ,其余段光滑.初始时,挡板上的轻质弹簧处于原长;长为r 的连杆位于图中虚线位置;A 紧靠滑杆(AB 间距大于2r ).随后,连杆以角速度ω匀速转动,带动滑杆做水平运动,滑杆的速度﹣时间图象如图(b )所示.A 在滑杆推动下运动,并在脱离滑杆后与静止的B 发生完全非弹性碰撞.发生完全非弹性碰撞.m/s 2(结果保留两位有效数字).三.解答题(共12小题) 19.(2014•山东模拟)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究:一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a )所示.向左推小球,使弹黄压缩一段距离后由静止释放;小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.弹性势能. 回答下列问题:回答下列问题:(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能E p 与小球抛出时的与小球抛出时的动能动能E k 相等.已知重力加速度大小为g .为求得E k,至少需要测量下列物理量中的,至少需要测量下列物理量中的 _________(1)求A脱离滑杆时的速度v0,及A与B碰撞过程的机械能损失△E.(2)如果AB不能与弹簧相碰,设AB从P点到运动停止所用的时间为t1,求ω的取值范围,及t1与ω的关系式.(3)如果AB能与弹簧相碰,但不能返回到P点左侧,设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为E p,求ω的取值范围,及E与ω的关系式(弹簧始终在弹性限度内).p22.(2009•安徽)过山车是游乐场中常见的设施.下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径R1=2.0m、R2=1.4m.一个质量为m=1.0kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L1=6.0m.小球与水平轨道间的动摩擦因数为0.2,圆形轨道是光滑的.假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重,计算结果保留小数点后一位数字.试求叠.重力加速度取g=10m/s2,计算结果保留小数点后一位数字.试求)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距L应是多少;应是多少;(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径R3应满足的条件;的距离.小球最终停留点与起点A的距离.23.(2008•天津)光滑水平面上放着质量m A=lkg的物块A与质量m B=2kg的物块B,A与B均可视为质点,A靠在竖直墙壁上,A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),用手挡住B不动,此时弹簧弹性势能E P=49J.在A、B间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,如图所示.放手后B向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径R=0.5m,B恰能到达最高点C.取g=l0m/s2,求的大小;(1)绳拉断后B的速度V B的大小;的大小;(2)绳拉断过程绳对B的冲量I的大小;(3)绳拉断过程绳对A所做的功W.24.(2008•山东)某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,其中固定在竖直平面内(所有数字均由圆或半圆组成,圆半径比细管的内径大得多),底端与水平地面相切.弹射装置将一个小物体(可视力质点)以v a=5m/s的水平初速度由c点弹出,从b点进入轨道,依次经过“8002”后从p点水平抛出.小物体勺地面ab段间的动摩擦因数μ=0.3,不计其它机械能损失.已知ab段长L=1.5m,数字“0”的半径R=0.2m,小物体质量m=0.01kg,g=10m/s2.求:.求:(1)小物体从P 点抛出后的水平射程.点抛出后的水平射程.(2)小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向.的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向.25.(2007•重庆)某兴趣小组设计了一种实验装置,用来研究碰撞问题,其模型如图所示不用完全相同的轻绳将N 个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆、球间有微小间隔,从左到右,球的编号依次为1、2、3…N ,球的质量依次递减,每球质量与其相邻左球质量之比为k (k <1).将1号球向左拉起,然后由静止释放,使其与2号球碰撞,2号球再与3号球碰撞…所有碰撞皆为无机械能损失的正碰.(不计空气阻力,忽略绳的伸长,g 取10m/s 22) (1)设与n+1号球碰撞前,n 号球的速度为v n,求n+1号球碰撞后的速度.号球碰撞后的速度.(2)若N=5,在1号球向左拉高h 的情况下,要使5号球碰撞后升高16k (16h 小于绳长)问k 值为多少?值为多少?26.(2007•天津)天津)如图所示,如图所示,如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,水平光滑地面上停放着一辆小车,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,左侧靠在竖直墙壁上,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道小车的四分之一圆弧轨道AB 是光滑的,在最低点B 与水平轨道BC 相切,BC 的长度是圆弧半径的10倍,整个轨道处于同一竖直平面内.可视为质点的物块从A 点正上方某处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道滑行至轨道末端C 处恰好没有滑出.恰好没有滑出.已知物块到达圆弧轨道最低点已知物块到达圆弧轨道最低点B 时对轨道的压力是物块重力的9倍,小车的质量是物块的3倍,倍,不不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失.求:考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失.求:(1)物块开始下落的位置距水平轨道BC 的竖直高度是圆弧半径的几倍的竖直高度是圆弧半径的几倍 (2)物块与水平轨道BC 间的动摩擦因数μ27.(2014•浙江模拟)如图所示,AB 是高h 1=0.6m 、倾角θ=37°的斜面,固定在水平桌面上,斜面下端是与桌面相切的一小段圆弧,且紧靠桌子边缘.桌面距地面的高度h 2=1.8m .一个质量为m=1.0kg 的小滑块从斜面顶端A 由静止开始沿轨道下滑,运动到斜面底端B 时沿水平方向离开斜面,落到水平地面上的C 点.已知小滑块经过B 点时的速度大小v 1=2m/s ,g=10m/s 2,sin37°sin37°=0.6=0.6,cos37°cos37°=0.8=0.8,不计空气阻力.求:,不计空气阻力.求:(1)滑块与斜面间的动摩擦因数μ; (2)小滑块落地点C 与B 点的水平距离x ; (3)小滑块落地时的速度大小v 2.28.(2014•浙江模拟)如图所示,在光滑斜面上O 点固定长度为l 的轻细绳的一端,轻绳的另一端连接一质量为m 的小球A ,斜面r 的倾角为α.现把轻绳拉成水平线HH′上,然后给小球一沿斜面向下且与轻绳垂直的初速度v 0.若小球能保持在斜面内作圆周运动.取重力加速度g=10m/s 2.试求:.试求: (1)倾角α的值应在什么范围?的值应在什么范围? (2)若把细线换成一轻质细杆,倾角α的范围又如何?的范围又如何?29.(2014•盐城一模)如图所示,质量分别为M 、m 的两物块A 、B 通过一轻质弹簧连接,B 足够长、放置在水平面上,所有接触面均光滑.弹簧开始时处于原长,运动过程中始终处在弹性限度内.在物块A 上施加一个水平恒力F ,A 、B 从静止开始运动,弹簧第一次恢复原长时A 、B 速度分别为υ1、υ2. (1)求物块A 加速度为零时,物块B 的加速度;的加速度; (2)求弹簧第一次恢复原长时,物块B 移动的距离;移动的距离;(3)试分析:在弹簧第一次恢复原长前,弹簧的弹性势能最大时两物块速度之间的关系?简要说明理由.)试分析:在弹簧第一次恢复原长前,弹簧的弹性势能最大时两物块速度之间的关系?简要说明理由.30.(2014• (填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”) ②利用打点计时器打出纸带,请将下列步骤按合理顺序排列利用打点计时器打出纸带,请将下列步骤按合理顺序排列 _________ (填选项前字母)(填选项前字母) A .释放纸带.释放纸带 B 接通电源接通电源 C 取下纸带取下纸带 D 切断电源切断电源 ③在打出的纸带上选取连续打出的三个点A 、B 、C ,如图所示.测出起始点O 到A 点的距离为s o ,A 、B 两点间的距离为s 1,B 、C 两点间的距离为s 2,根据前述条件,如果在实验误差允许的范围内满足关系式,根据前述条件,如果在实验误差允许的范围内满足关系式 _________ ,即验证了物体下落过程中机械能是守恒的(已知当地重力加速度为g ,使用交流电的周期为T ). ④下列叙述的实验处理方法和实验结果,正确的是下列叙述的实验处理方法和实验结果,正确的是 _________A .该实验中不用天平测重锤的质量,则无法验证机械能守恒定律.该实验中不用天平测重锤的质量,则无法验证机械能守恒定律B .该实验选取的纸带,测量发现所打的第一和第二点间的距离为1.7mm ,表明打点计时器打第一点时重锤的速度不为零不为零C .为了计算方便,本实验中选取一条理想纸带,然后通过对纸带的测量、分析,求出当地的重力加速度的值,再代入表达式:mgh=mv 2进行验证进行验证D .本实验中,实验操作非常规范.数据处理足够精确,实验结果一定是mgh 略大于mv 2,不可能出现mv 2略大于mgh 的情况.的情况.厦门一模)关于验证厦门一模)关于验证机械能守恒定律机械能守恒定律的实验.请回答下列问题:①某同学安装实验装置并进行实验,释放纸带前瞬间,其中最合理的操作是如图中的其中最合理的操作是如图中的 _________A . 物块在A 点时,弹簧的弹性势能等于B . 物块在B 点时,弹簧的弹性势能小于C . 经O 点时,物块的动能小于W ﹣μmgaD . 物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B 点时弹簧的弹性势能点时弹簧的弹性势能参考答案与试题解析一.选择题(共15小题) 1.(2014•天津二模)质点所受的力F 随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上.已知t=0时质点的速度为零.在图中所示的t 1、t 2、t 3和t 4各时刻中,哪一时刻质点的各时刻中,哪一时刻质点的动能动能最大(最大( )A . t 1B .t 2 C . t 3 D . t 4考点: 动能定理的应用;匀变速直线运动的图像.专题: 动能定理的应用专题.动能定理的应用专题.分析: 通过分析质点的运动情况,确定速度如何变化,再分析动能如何变化,确定什么时刻动能最大.通过分析质点的运动情况,确定速度如何变化,再分析动能如何变化,确定什么时刻动能最大. 解答:解:由力的图象分析可知:解:由力的图象分析可知:在0∽t 1时间内,质点向正方向做加速度增大的加速运动.时间内,质点向正方向做加速度增大的加速运动. 在t 1∽t 2时间内,质点向正方向做加速度减小的加速运动.时间内,质点向正方向做加速度减小的加速运动. 在t 2∽t 3时间内,质点向正方向做加速度增大的减速运动.时间内,质点向正方向做加速度增大的减速运动. 在t 3∽t 4时间内,质点向正方向做加速度减小的减速运动.t 4时刻速度为零.时刻速度为零. 则t 2时刻质点的速度最大,动能最大.时刻质点的速度最大,动能最大.故选B .点评: 动能是状态量,其大小与速度大小有关,根据受力情况来分析运动情况确定速度的变化,再分析动能的变化是常用的思路.能的变化是常用的思路. 2.(2013•江苏)如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连.江苏)如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连. 弹簧处于自然长度时物块位于O 点(图中未标出). 物块的质量为m ,AB=a ,物块与桌面间的动摩擦因数为μ. 现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点,拉力做的功为W . 撤去拉力后物块由静止向左运动,经O 点到达B 点时速度为零.点时速度为零. 重力加速度为g . 则上述过程中(则上述过程中( )。
高中物理必修二动能和动能定理练习题含答案学校:__________ 班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________1. 一个运动物体它的速度是V时,其动能为E,那么,当这个物体的速度增加到3V时,其动能应当是()A.EB.3EC.6ED.9E2. 在足球赛场上,某运动员用力踢出质量为0.4kg的足球,使足球获得20m/s的速度,则此时足球的动能是()A.6JB.80JC.160JD.条件不足,无法确定3. 两个物体质量比为1:4,速度大小之比为2:1,则这两个物体的动能之比为()A.1:1B.1:4C.4:1D.2:14. 如图所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,在B上放一物体A,现以恒定的外力拉B,A、B间接触面不光滑,以地面为参照物,A、B都向前移动一段距离且移动的距离不相等.在此过程中()A.外力F对B做的功等于B的动能的增量B.外力F做的功等于A和B动能的增量C.B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量D.A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功5. 将质量为m的物体在高空中以速率υ水平向右抛出,由于风力作用,经过时间t后,物体下落一段高度,速率仍为υ,方向与初速度相反,如图所示.在这一运动过程中,下列关于风力做功的说法,正确的是()A.风力对物体不做功B.风力对物体做的功(绝对值)为mg2t22C.风力对物体做的功(绝对值)小于mg2t22D.由于风力方向未知,不能判断风力做功情况6. 将质量为m的小球以速度v0由地面竖直向上抛出.小球落回地面时,其速度大小为45v0,设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变,重力加速度为g,则空气阻力的大小等于()A.4 5mgB.425mg C.941mg D.1641mg7. 如图甲所示,光滑水平面MN与斜面NP在N点连接,为测量斜面倾角θ的大小,进行如下操作,每次用大小不同的水平恒力F将一物块(可视为质点)从水平面上的M点由静止开始拉动,当物块运动到N点时撤去恒力F,M、N间距为s,测量物块落在斜面上的不同水平射程x,作出的x−F图像如图乙所示,图中x0、F0为已知量.已知物块质量为m,重力加速度为g.下列关系式正确的是()A.tanθ=x0mgsF0B.sinθ=x0mg4sF0C.tanθ=x0mg4sF0D.sinθ=x0mgsF08. 如图所示,若x轴表示时间,y轴表示位置,则该图像反映了某质点做匀速直线运动时,位置与时间的关系,若令x轴和y轴分别表示其他物理量,则该图像又可以反映在某种情况下,相应的物理量之间的关系.下列说法中正确的是()A.若x轴表示时间,y轴表示动能,则该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中,物体动能与时间的关系B.若x轴表示频率,y轴表示动能,则该图像可以反映光电效应中,光电子最大初动能与入射光频率之间的关系C.若x轴表示时间,y轴表示动量,则该图像可以反映某物体在沿运动方向的恒定合外力作用下,物体动量与时间的关系D.若x轴表示时间,y轴表示感应电动势,则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路,当磁感应强度随时间均匀增大时,闭合回路的感应电动势与时间的关系9. 在风洞实验室内的竖直粗糙墙面上放置一钢板,风垂直吹向钢板,在钢板由静止开始下落的过程中,作用在钢板上的风力恒定.用E k、E、v、P分别表示钢板下落过程中的动能、机械能、速度和重力的功率,关于它们随下落高度ℎ或下落时间t的变化规律,下列四个图像中正确的是()A. B.C. D.10. 质量m=1kg的物体静止放在粗糙水平地面上。
动能定理1.A 、B 两个物体的质量比为1∶3,速度之比是3∶1,那么它们的动能之比是( ) A .1∶1B .1∶3C .3∶1D .9∶1 2.下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是( )A.如果物体所受合外力为零,则合外力对物体做的功一定为零B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零C.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化D.物体的动能不变,所受合外力一定为零 3.当重力对物体做正功时,物体的( )A .重力势能一定增加,动能一定减小B .重力势能一定减小,动能不一定增加C .重力势能一定增加,动能一定增加D .重力势能一定减小,动能一定增加 4.人在高h 处向斜上抛出一质量为m 的物体,物体到最高点的速度为v 1,落地速度为v 2,人对这个物体做的功为( ) A .21mv 22-21mv 12 B .21mv 22 C .21mv 22-mgh D .21mv 12-mgh 5.足球运动员一脚把足球踢出,足球沿水平地面运动,速度逐渐变小,在球离开运动员以后的运动过程中( ) A .运动员对球做了功 B .球克服支持力做了功 C .重力对球做了功D .球克服阻力做了功6.质量为m 的物体静止在粗糙水平面上,若物体受一水平力F 作用通过位移为s 时,它的动能为E 1;若静止物体受一水平力2F 作用通过相同位移时,它的动能为E 2,则( )A .E 2=E 1B .E 2=2E 1C .E 2>2E 1D .E 2<2E 1 7.小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为H ,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面.在上升至离地高度h 处,小球的动能是势能的2倍,在下落至离地高度h 处,小球的势能是动能的2倍,则h 等于 ( ) A.H 9 B.2H 9 C.3H 9 D.4H 98.如图,ABCD 为光滑轨道,其中ABC 为半径是R 的四分之一圆弧,CD 水平。
今有一根粗细均匀的细杆恰好搁在AC 之间,现由静止开始释放细杆,求最后细杆在CD 上滑行的速度v 。
7.7《动能和动能定理》同步练习(含答案)一、多选题1.质量为1kg的物体以某一初速度在水平面上滑行,由于摩擦阻力的作用,其动能随位移变化的图线如图所示,g取10m/s2,则以下说法中正确的是()A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.4B.物体与水平面间的动摩擦因数为0.25C.物体滑行的总时间为4sD.物体滑行的总时间为2.5s2.一个质量为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Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为()A.Δv=0B.Δv=12 m/s C.W=0D.W=10.8 J3.如右图所示质量为M的小车放在光滑的水平而上,质量为m的物体放在小车的一端.受到水平恒力F作用后,物体由静止开始运动,设小车与物体间的摩擦力为f,车长为L,车发生的位移为S,则物体从小车一端运动到另一端时,下列说法正确的是A .物体具有的动能为(F -f )(S +L )B .小车具有的动能为fSC .物体克服摩擦力所做的功为f (S +L )D .这一过程中小车和物体组成的系统机械能减少了fL4.如图甲所示,质量为0.1 kg 的小球从最低点A 冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4 m 的半圆轨道,小球速度的平方与其高度的关系图象如图乙所示。
已知小球恰能到达最高点C ,轨道粗糙程度处处相同,空气阻力不计。
g 取10 m/s 2,B 为AC 轨道中点。
下列说法正确的是( )A .图乙中x =4 m 2s -2B .小球从B 到C 损失了0.125 J 的机械能C .小球从A 到C 合外力对其做的功为-1.05JD .小球从C 抛出后,落地点到A 的距离为0.8 m5.如图所示,质量为m 的物体在粗糙水平传送带上由静止释放,传送带由电动机带动,始终保持以速度v 匀速运动,物体过一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止释放到相对静止这一过程,下列说法正确的是( )A .传送带克服摩擦力做功为212mvB .摩擦产生的热为212mv C .传送带对物体做功为212mv D .电动机多做的功为212mv二、单选题6.下列说法中,正确的是( )A.一定质量的物体,动能不变,则其速度一定也不变B.一定质量的物体,速度不变,则其动能也不变C.一定质量的物体,动能不变,说明物体运动状态没有改变D.一定质量的物体,动能不变,说明物体所受的合外力一定为零7.从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球,一个竖直上抛,一个竖直下抛,另一个平抛,则它们从抛出到落地①运行的时间相等①加速度相同①落地时的速度相同①落地时的动能相等,以上说法正确的是A.①①B.①①C.①①D.①①8.有一质量为m的木块,从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点,如图所示.如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变,则以下叙述正确的是()A.木块所受的合外力为零B.因木块所受的力都不对其做功,所以合外力做的功为零C.重力和摩擦力的合力做的功为零D .重力和摩擦力的合力为零9.在下列几种情况中,甲、乙两物体的动能相等的是( )A .甲的速度是乙的2倍,甲的质量是乙的12B .甲的质量是乙的2倍,甲的速度是乙的12 C .甲的质量是乙的12倍,甲的速度是乙的12D .质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动10.质量为10kg 的物体,在变力F 的作用下沿x 轴做直线运动,力F 随位移x 的变化情况如图所示。
人教版(2019)必修第二册8.3动能和动能定理同步练习一、单项选择题(下列选项中只有一个选项满足题意)1.如图所示,小球从离地面一定高度处下落,经过A、B两点的速度大小之比为2:3,经过A、B两点的动能之比为()A.3:2B.2:3C.4:9D.9:42.足够长的水平传送带以恒定速度v匀速运动,某时刻一个质量为m的小物块被轻放在传送带上,最后小物块的速度与传送带的速度相同。
在小物块与传送带间有相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物块做的功为W,小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q。
则下列判断中正确的是()A.W=22mv,Q=mv2B.W=0,Q=2mv2C.W=22mv,Q=22mvD.W=mv2,Q=2mv23.两个物体A、B的质量之比为m A∶m B=2∶1,二者初动能相同,它们和水平桌面的动摩擦因数相同,则二者在桌面上滑行到停止经过的距离之比为()A.x A∶x B=2∶1B.x A∶x B=1∶2C.x A∶x B=4∶1D.x A∶x B=1∶44.如图所示,将3个木板1、2、3固定在墙角,木板与墙壁和地面构成了3个不同的三角形,其中1和2的底边相同,2和3的高度相同。
现将一个可以视为质点的物块分别从3个木板的顶端由静止释放,物块沿木板下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数均为μ。
在这3个过程中,下列说法正确的是()A.物块沿着木板1和2下滑到底端的过程中,产生的热量是一样多的B.沿着木板3下滑到底端时,物块的速度最大C.物块沿着木板2下滑到底端的过程中,产生的热量是最多的D.沿着木板1和2下滑到底端时,物块的速度大小不同;沿着木板2和3下滑到底端时,物块的速度大小相同5.如图所示,可视为质点、质量m=1kg的一物块置于粗糙水平桌面上的A点,倾角θ=45°的斜面顶端B点位于水平桌面的左端。
现用水平拉力F将物块由A点从静止开始拉动,当物块运动到B点时撤去拉力F,物块离开水平桌面后落在斜面上的水平射程为s。
高中物理必修二功、重力势能单元测验题姓名班级学号得分注意事项:1、本试题满分100分,考试时间90分钟2、答题前填好自己的姓名、班级、考号等信息3.请将答案正确填写在答题卡上一.单选题(每题4分,共40分)1、如图所示,电梯质量为M,地板上放置一质量为m的物体.钢索拉电梯由静止开始向上加速运动,当上升高度为H时,速度达到v,则()A.地板对物体的支持力做的功等于mv2B.地板对物体的支持力做的功等于mv2+mgHC.钢索的拉力做的功等于Mv2+MgHD.合力对电梯M做的功等于(M+m)v22、如图甲所示,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动.通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示.取g=10m/s2.则()A.物体的质量m=1.0kgB.物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20C.第2秒内物体克服摩擦力做的功W=1.8JD.前2秒内推力F做功的平均功率=1.5W3.工程师驾驶同一辆汽车以额定功率在A、B两种不同的路面上进行性能测试.汽车在路面A、B受到的阻力分别为fA 、fB(fA>fB),最大速度分别为vA、vB,达到最大速度时的牵引力分别为FA 、FB,则()A.vA >vBB.vA<vBC.FA=FBD.FA<FB4.水平面上有一物体,受一水平方向的力的作用,由静止开始无摩擦地运动,经过路程S1,速度达到V,又经过路程S2,速度达到2V,则在S1和S2两段路程中该力所做功之比是()A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.1:45.质量为m的物体,沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑,当下滑t(s)时重力势能减少量为()A.mg2t2sinαB.mg2t2C.mg2t2D.mg2t2sin2α6.如图所示,额定功率为P额的汽车从静止开始匀加速启动,最后做匀速运动的过程中,其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象,其中不正确的是()A.B.C.D.7、如图,物体A的质量为m,置于水平地面上,其上表面竖直连着一根轻弹簧,弹簧的自由长度为L,劲度系数为K,现将弹簧上端P缓慢地竖直上提一段距离H,使重物离开地面,这时重物的重力势能为(设地面的重力势能为零)()A.mg(H-L)B.mg(H-L+)C.mg(H-)D.mg(H-L-)8.放在光滑水平面上的静止物体,在水平拉力F的作用下,移动距离S做的功为W1;如果拉力大小不变,与水平方向成60°角,使物体沿水平地面移动距离2S时做的功为W2,则W1与W2的大小之比为()A.1:1 B.1:2 C.1:D.:19.放在光滑水平面上的静止物体,在水平拉力F1的作用下,移动距离s,做的功为W,如拉力改为F2,与水平方向间夹角为30°,使物体移动距离2s时做功也是W,则F1和F2的大小之比为()A.2:1 B.:1 C.3:1 D.:110.一人站在离地面h高处,斜向上抛出质量为m的物体,到达最高点时的速率为v1,落到地面的速率为v2,人对物体做的功为()A.-mghB.C.m-m D.m+mgh二.填空题(每题4分,共28分)11、物体沿直线运动的v-t关系如图所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W,从第3秒末到第6秒末合外力做功为______.12.质量为m=1kg的物体做自由落体运动,前3s内重力做功是______J;在开始下落后的1s末、2s末、3s末重力的功率之比为______(g=10m/s2)13、在平直公路上,汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止,v-t图象如图所示.设汽车的牵引力为F,摩擦力为Ff,全过程中牵引力做功W1,克服摩擦力做功W2,则(1)F:Ff=______(2)W1:W2=______.14、如图所示,物体重力为100N,若考虑动滑轮重且动滑轮重8N且不计任何摩擦时,匀速拉动滑轮向上运动0.5m时,拉力F的大小为______ N,拉力做的功为______ J,机械效率为______.15、如图所示,A、B两物体质量分别是mA 和mB,用劲度系数为k的轻弹簧相连,A、B处于静止状态.现对A施竖直向上的力F提起A,使B对地面恰无压力.当撤去F,A由静止向下运动至最大速度的过程中,重力做功为______.16、如图所示,质量为m的物体在与水平方向成θ的恒力作用下以加速度a做匀加速度直线运动,已知物体和地面间的动摩擦因数为μ,物体在地面上运动距离为x的过程中恒力做功为______.17、如图所示,不计一切阻力,定滑轮质量忽略不计,A的质量为m,B的质量为3m,两物体由静止开始运动,当B向右移动x时,A的速度大小为______,绳子的拉力对B做功为______.三.简答题(共32分)18、如图所示,吊车上有一质量为m的物体,沿与竖直方向成θ角的AB方向,以加速度a从A点被吊到B点,且AB间距为S试计算:(1)托板的摩擦力对物体所做的功;(2)托板支持力对物体所做的功.19、如图所示,质量均为m的A、B两物体,用劲度为k的轻质弹簧相连,A被手用外力F提在空中静止,这时B离地面的高度为h.放手后,A、B下落,若B 与地面碰撞后不再反弹,求:A从开始下落到其速度达到最大的过程中,A的重力势能的改变量.20、小伙伴在河岸做抛石子游戏.如图所示为河的横截面示意图,小亮自O点以垂直岸边的水平速度向对岸抛石子.已知O点离水面AB的高度为h,O、A两点间的水平距离为x1,水面AB的宽度为x2,河岸倾角为θ,重力加速度为g.(1)若石子直接落到水面上,求其在空中飞行的时间t;(2)为使石子直接落到水面上,求抛出时速度大小的v的范围;(3)若石子质量为m,抛出速度大小为v时恰好在C点垂直撞击河坡,求石子从O到C过程中减少的重力势能△EP.参考答案一.单选题(共__小题)1、如图所示,电梯质量为M,地板上放置一质量为m的物体.钢索拉电梯由静止开始向上加速运动,当上升高度为H时,速度达到v,则()A.地板对物体的支持力做的功等于mv2B.地板对物体的支持力做的功等于mv2+mgHC.钢索的拉力做的功等于Mv2+MgHD.合力对电梯M做的功等于(M+m)v2答案:B解析:解:电梯由静止开始向上做加速运动,设加速度的大小为a,由速度和位移的关系式可得,v2=2aH,所以a=,对电梯由牛顿第二定律可得,-mg=ma,FN=mg+ma=mg+m,所以FN地板对物体的支持力做的功为W=FH=(mg+ma)H=mgH+mv2,所以A错误,B正N确.对于整体由牛顿第二定律可得,F-(M+m)g=(M+m)a,所以钢索的拉力为F=(M+m)g+(M+m)a,钢索的拉力做的功等于FH=(M+m)gH+(M+m)v2,所以C错误.根据动能定理可得,合力对电梯M做的功等于电梯的动能的变化即为Mv2,所以D错误.故选:B.2、如图甲所示,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动.通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示.取g=10m/s2.则()A.物体的质量m=1.0kgB.物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20C.第2秒内物体克服摩擦力做的功W=1.8JD.前2秒内推力F做功的平均功率=1.5W答案:D解析:解:A、由速度时间图象可以知道在2-3s的时间内,物体匀速运动,处于受力平衡状态,所以滑动摩擦力的大小为2N,在1-2s的时间内,物体做匀加速运动,直线的斜率代表加速度的大小,所以a==2m/s2,由牛顿第二定律可得F-f=ma,所以m==0.5kg,所以A错误;B、由f=μF=μmg,所以μ==0.4,所以B错误;NC、第二秒内物体的位移是x==×2×12m=1m,摩擦力做的功W=fx=-2N×1m=-2J,所以C错误;D、前2s,在第一秒内物体没有运动,只在第二秒运动,F也只在第二秒做功,F的功为W=Fx=3×1J=3J,所以前2S内推力F做功的平均功率为,所以D正确.故选:D.3.工程师驾驶同一辆汽车以额定功率在A、B两种不同的路面上进行性能测试.汽车在路面A、B受到的阻力分别为fA 、fB(fA>fB),最大速度分别为vA、vB,达到最大速度时的牵引力分别为FA 、FB,则()A.vA >vBB.vA<vBC.FA=FBD.FA<FB答案:B解析:解:汽车以额定功率行驶时,匀速运动时速度最大,此时牵引力等于阻力,则有:F A =fA.FB=fB.因为fA >fB,则FA>FB.由P=Fv=fvm 得:最大速度 vm=,P相同,fA>fB,则vA<vB.故选:B.4.水平面上有一物体,受一水平方向的力的作用,由静止开始无摩擦地运动,经过路程S1,速度达到V,又经过路程S2,速度达到2V,则在S1和S2两段路程中该力所做功之比是()A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4答案:C解析:解:根据动能定理得,,,可知W1:W2=1:3.故C正确,A、B、D错误.故选:C.5.质量为m的物体,沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑,当下滑t(s)时重力势能减少量为()A.mg2t2sinαB.mg2t2C.mg2t2D.mg2t2sin2α答案:D解析:解:物体下滑的加速度a=gsinα,t时物体下滑的距离s=at2=gsinα•t2,下滑的高度h=ssinα,则物体重力势能的减少△Ep=mgh=mg2t2sin2α.故选:D6.如图所示,额定功率为P额的汽车从静止开始匀加速启动,最后做匀速运动的过程中,其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象,其中不正确的是()A.B.C.D.答案:B解析:解:汽车开始做初速度为零的匀加速直线运动,当达到额定功率时,匀加速结束,然后做加速度逐渐减小的加速运动,直至最后运动运动.开始匀加速时:F-f=ma设匀加速刚结束时速度为v1,有:P额=Fv1最后匀速时:F=f,有:F额=Fvm由以上各式解得:匀加速的末速度为:,最后匀速速度为:.在v-t图象中斜率表示加速度,汽车开始加速度不变,后来逐渐减小,故A正确;汽车运动过程中开始加速度不变,后来加速度逐渐减小,最后加速度为零,故B 错误;汽车牵引力开始大小不变,然后逐渐减小,最后牵引力等于阻力,故C正确;开始汽车功率逐渐增加,P=Fv=Fat,故为过原点直线,后来功率恒定,故D正确.因选错误,故选:B7、如图,物体A的质量为m,置于水平地面上,其上表面竖直连着一根轻弹簧,弹簧的自由长度为L,劲度系数为K,现将弹簧上端P缓慢地竖直上提一段距离H,使重物离开地面,这时重物的重力势能为(设地面的重力势能为零)()A.mg(H-L)B.mg(H-L+)C.mg(H-)D.mg(H-L-)答案:C解析:解:设物体离开地面的高度为h,根据题意可知F弹=k△x=mg 则△x=弹簧上端P数值上提距离为H,则重物上升高度 h=H-△x=H-已知地面为零势能面,根据重力势能公式可知EP=mgh=mg(H-)故选:C8.放在光滑水平面上的静止物体,在水平拉力F的作用下,移动距离S做的功为W1;如果拉力大小不变,与水平方向成60°角,使物体沿水平地面移动距离2S时做的功为W2,则W1与W2的大小之比为()A.1:1 B.1:2 C.1:D.:1答案:A解析:解:由功的公式W=FLcosθ可知,水平拉力F1的功 W1=F1s,水平拉力F2的功 W2=F2cos60°2s=F2s,因两力大小相等,故做功之比为1:1;故选:A.9.放在光滑水平面上的静止物体,在水平拉力F1的作用下,移动距离s,做的功为W,如拉力改为F2,与水平方向间夹角为30°,使物体移动距离2s时做功也是W,则F1和F2的大小之比为()A.2:1 B.:1 C.3:1 D.:1 答案:D解析:解:由功的公式W=FLcosθ可知,水平拉力F1的功 W=F1s,水平拉力F2的功 W=F2cos30°2s=F2s,由于它们的功相同,所以可以求得,F 1和F2的大小之比为:1,所以D正确.故选D.10.一人站在离地面h高处,斜向上抛出质量为m的物体,到达最高点时的速率为v1,落到地面的速率为v2,人对物体做的功为()A.-mgh B.C.m-m D.m+mgh 答案:A解析:解:以地面为零势能面,物体被抛出后只有重力做功,由动能定理得:E+mgh=K=解得:EK故选:A二.填空题(共__小题)11、物体沿直线运动的v-t关系如图所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W,从第3秒末到第6秒末合外力做功为______.答案:-0.75W解析:解:对第1s内,根据动能定理得,W=,第3秒末到第6秒末合外力做功W′===-0.75W故答案为:-0.75W.12.质量为m=1kg的物体做自由落体运动,前3s内重力做功是______J;在开始下落后的1s末、2s末、3s末重力的功率之比为______(g=10m/s2)答案:4501:2:3解析:解:前3s内的位移h==45m,则W=mgh=10×45J=450J.根据v=gt得,开始下落1s末、2s末、3s末的速度之比为1:2:3,由P=mgv知重力的功率之比为1:2:3.故答案为:450,1:2:3.13、在平直公路上,汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止,v-t图象如图所示.设汽车的牵引力为F,摩擦力为Ff,全过程中牵引力做功W1,克服摩擦力做功W2,则(1)F:Ff=______(2)W1:W2=______.答案:4:11:1解析:解:由图可知,物体先做匀加速直线运动,1s末速度为v,由动能定理可知:(F-Ff )L1=mv2;减速过程中,只有阻力做功:F f L2=0-mv2;则可得:(F-Ff )L1=FfL2;由图象可知,L1:L2=1:3;解得:F:Ff=4:1;对全程由动能定理得:W 1-W2=0故W1:W2=1:1故答案为:4:1,1:114、如图所示,物体重力为100N,若考虑动滑轮重且动滑轮重8N且不计任何摩擦时,匀速拉动滑轮向上运动0.5m时,拉力F的大小为______ N,拉力做的功为______ J,机械效率为______.答案:545493%解析:解:动滑轮重8N时,拉力为:F=(G+G动)=(100N+8N)=54N;拉力做的功:W总=Fs=54N×2×0.5m=54J;机械效率:η=×100%=×100%=×100%≈93%.故答案为:54,54,93%15、如图所示,A、B两物体质量分别是mA 和mB,用劲度系数为k的轻弹簧相连,A、B处于静止状态.现对A施竖直向上的力F提起A,使B对地面恰无压力.当撤去F,A由静止向下运动至最大速度的过程中,重力做功为______.答案:解析:解:开始时B对地面恰无压力,故kx1=mBg,解得:;A速度最大时,处于平衡位置,有:kx2=mAg,解得:;故从静止向下运动至最大速度时,弹簧的位移为:x=x1+x2;故重力做功为:=;故答案为:16、如图所示,质量为m的物体在与水平方向成θ的恒力作用下以加速度a做匀加速度直线运动,已知物体和地面间的动摩擦因数为μ,物体在地面上运动距离为x的过程中恒力做功为______.答案:解析:解:对物体受力分析如图,水平方向由牛顿第二定律得:Fcosθ-Ff =ma1,竖直方向由平衡得:Fsinθ+FN=mg,又Ff =μFN,解得:F=,故拉力F的功为:.故答案为:17、如图所示,不计一切阻力,定滑轮质量忽略不计,A的质量为m,B的质量为3m,两物体由静止开始运动,当B向右移动x时,A的速度大小为______,绳子的拉力对B做功为______.答案:解析:解:对整体运用动能定理得:mgx=解得:v=对B的运动过程运用动能定理得:W==故答案为:;.三.简答题(共__小题)18、如图所示,吊车上有一质量为m的物体,沿与竖直方向成θ角的AB方向,以加速度a从A点被吊到B点,且AB间距为S试计算:(1)托板的摩擦力对物体所做的功;(2)托板支持力对物体所做的功.答案:解:对物体受力分析f=macos30°=masin30°mg-FN=mg-masin30°;FN摩擦力对物体做功为W=fscos30°=mascos230°=弹力做功为W=Fscos60°=(mg-masin30°)scos60°=mgs-masN答:(1)摩擦力对物体所做的功为;(2)弹力对物体所做的功为mgs-mas19、如图所示,质量均为m的A、B两物体,用劲度为k的轻质弹簧相连,A被手用外力F提在空中静止,这时B离地面的高度为h.放手后,A、B下落,若B 与地面碰撞后不再反弹,求:A从开始下落到其速度达到最大的过程中,A的重力势能的改变量.答案:解:两物体用手提着时,B处于平衡状态,故弹力大小为:F=mg,由胡克定律:F=kx得:弹簧伸长量为:x1=当落地后,弹力为mg时,弹簧又被压缩量为:x2=,故A共下落的距离:x=x1+x2+h=h+所以物体A下落过程中,重力势能的改变量是:△Ep=mg(h+).答:A的重力势能的改变量是mg(h+).20、小伙伴在河岸做抛石子游戏.如图所示为河的横截面示意图,小亮自O点以垂直岸边的水平速度向对岸抛石子.已知O点离水面AB的高度为h,O、A两点间的水平距离为x1,水面AB的宽度为x2,河岸倾角为θ,重力加速度为g.(1)若石子直接落到水面上,求其在空中飞行的时间t;(2)为使石子直接落到水面上,求抛出时速度大小的v的范围;(3)若石子质量为m,抛出速度大小为v时恰好在C点垂直撞击河坡,求石子从O到C过程中减少的重力势能△EP.答案:解:(1)若石子直接落到水平上,根据平抛运动竖直方向分运动可看作自由落体运动可得:,解得:.(2)抛出时速度的大小范围是:x 1≤vt≤x1+x2,解得:.(3)由题意可知,石子在C点垂直撞击斜坡,即石子瞬时速度在C点与斜坡垂直,根据几何关系可得:,即:,石子O点到C点下降的高度为:石子从O到C过程中减少的重力势能为:.答:(1)若石子直接落到水面上,求其在空中飞行的时间;的范围(2)为使石子直接落到水面上,求抛出时速度大小的v;(3)若石子质量为m,抛出速度大小为v时恰好在C点垂直撞击河坡,求石子从O到C过程中减少的重力势能.。
人教版高中物理必修2第八章《动能和动能定理》同步检测试卷一、选择题1.改变物体的质量和速度,都可能使物体的动能发生改变。
下列哪种情况,可使物体的动能变为原来的4倍()A.质量不变,速度变为原来的2倍B.质量不变,速度变为原来的4倍C.速度不变,质量变为原来的2倍D.质量和速度都变为原来的2倍2.如图所示,在竖直平面内固定一个粗糙的半圆形细管,A、B为细管上的两点,A点与圆心等高,B 点为细管最低点。
一个小球从A点匀速率滑到B点。
小球从A点滑到B点的过程中,关于小球,下列说法正确的是()A.合力做功为零B.合力的冲量为零C.机械能不变D.机械能增大3.质量为m的汽车,在水平路面上行驶,某一时刻的速度为v,则该时刻汽车的动能为()A.mv2B.mv C.12mv2D.12mv4.如图,一质点在一恒力作用下做曲线运动,从M点运动到N点时,质点的速度方向恰好改变了90,在此过程中,质点的动能()A.不断增大B.不断减小C.先增大后减小D.先减小后增大5.如图所示,人站在自动扶梯上不动,随扶梯匀减速上升的过程中()A.重力对人做正功B.支持力对人不做功C.摩擦力对人做正功D.合力对人做负功6.自由下落的物体,其动能与位移的关系如图所示,则图中直线的斜率表示该物体的()A.质量B.机械能C.重力大小D.重力加速度7.一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F作用下,从平衡位置P很缓慢地移动到Q点,如图所示,则力F所做的功为()A.mgLcosθB.mgL(1−cosθ)C.FLsinθD.FL(1−cosθ)8.下列物理量为矢量,且单位表示正确的是()A.时间间隔s B.加速度m/sC.重力kg·m/s2D.动能J9.一同学将铅球水平推出,不计空气阻力和转动的影响,铅球在平抛运动过程中()A.机械能一直增加B.加速度保持不变C.速度大小保持不变D.被推出后瞬间动能最大10.在篮球比赛中,某位同学获得罚球机会,他站在罚球线处用力将篮球投出,篮球约以2m/s的速度撞击篮筐。
高中物理学习材料(精心收集**整理制作)7.动能和动能定理问题导学一、动能的表达式活动与探究1我们知道物体由于运动而具有的能叫动能,试举例说明影响动能的因素可能有哪些?迁移与应用1关于动能的理解,下列说法正确的是( )A .动能是普遍存在的机械能的一种基本形式,凡是运动的物体都具有动能B .动能总是正值,但对于不同的参考系,同一物体的动能大小是不同的C .一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化D .动能不变的物体,一定处于平衡状态1.动能的单位和功的单位一样,在国际单位制中都是焦耳(J ),这是因为1 kg·m 2/s 2=1 N·m =1 J 。
2.动能是标量,只有大小,没有方向,也没有负值。
3.动能的大小也具有相对性,对于不同的参考系,速度大小不同,故动能大小也不同。
但我们平时都是以地面为参考系的。
4.动能是状态量,所以我们在说物体的动能时,是指物体以速度v 运动时的动能12m v 2。
二、动能定理活动与探究21.若外力对物体做功,该物体的动能总会增加吗?2.如图所示,物体沿光滑斜面下滑做匀加速直线运动,试探究外力做功与物体动能的改变之间的关系?3.如何求外力对物体做的总功?迁移与应用2如图所示,物体在离斜面底端5 m 处由静止开始下滑,然后滑上由小圆弧与斜面连接的水平面上,若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为0.4,斜面倾角为37°。
求物体能在水平面上滑行多远。
1.对动能定理的理解(1)W 为外力对物体做的总功,W 的求法有两种思路:①先求出各个力对物体所做的功W 1、W 2、W 3、…它们的代数和W =W 1+W 2+W 3+…,即为总功。
②先求出物体所受各个力的合力F 合,再利用W =F 合l cos α求合力的功。
(2)ΔE k =12m v 22-12m v 21为物体动能的变化量,也称作物体动能的增量,表示物体动能变化的大小。
教科版高中物理必修二全册同步练习(共41套附解析)(答题时间:20分钟) 1. 如图所示,光滑水平桌面上,一小球以速度v向右匀速运动,当它经过靠近桌边的竖直木板ad边正前方时,木板开始做自由落体运动。
若木板开始运动时,cd边与桌面相齐,则小球在木板上的投影轨迹是() 2. 如图,这是物体做匀变速曲线运动的轨迹示意图。
已知物体在B点的加速度方向与速度方向垂直,则下列说法中正确的是() A. C点的速率小于B点的速率 B. A点的加速度比C点的加速度大 C. C点的速率大于B点的速率 D. 从A点到C点加速度与速度的夹角先增大后减小,速率是先减小后增大 3. 关于曲线运动,有下列说法①曲线运动一定是变速运动②曲线运动一定是匀速运动③在平衡力作用下,物体可以做曲线运动④在恒力作用下,物体可以做曲线运动其中正确的是()A. ①③ B. ①④ C.②③ D. ②④ 4. 一辆赛车在水平公路上转弯,从俯视图中可以看到,赛车沿曲线由P向Q行驶且速度逐渐减小。
图中画出了赛车转弯经过M点时所受合力F方向的四种可能性,其中正确的是() 5. 某质点在一段时间内做曲线运动,则在此段时间内() A. 速度可以不变,加速度一定在不断变化 B. 速度可以不变,加速度也可以不变 C. 速度一定在不断变化,加速度也一定在不断变化 D. 速度一定在不断变化,加速度可以不变 6. 如图所示,红蜡块可以在竖直玻璃管内的水中匀速上升,若在红蜡块从A点开始匀速上升的同时,玻璃管水平向右做匀减速直线运动,则红蜡块的实际运动轨迹可能是图中的() A. 直线P B. 曲线Q C. 曲线R D. 三条轨迹都有可能 7. 质量m=4 kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O,先用沿+x轴方向的力F1=8N 作用了2s,然后撤去F1;再用沿+y方向的力F2=24N 作用了1s,则质点在这3s内的轨迹为() 8. 塔式起重机模型如图(a),小车P沿吊臂向末端M水平匀速运动,同时将物体Q从地面竖直向上匀加速吊起,图(b)中能大致反映Q运动轨迹的是() 9. 一物体由静止开始自由下落,一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响,但着地前一段时间风突然停止,则其运动的轨迹可能是下列图中的哪一个?() 1. B解析:据题意,小球在水平方向做匀速直线运动,木板在竖直方向做自由落体运动,则球在板上的轨迹投影为抛物线,则选项B正确。
高中同步测试卷(六)第六单元 动能和动能定理 (时间:90分钟,满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确.)1.(2016·高考四川卷)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员.他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1 900 J ,他克服阻力做功100 J .韩晓鹏在此过程中( )A .动能增加了1 900 JB .动能增加了2 000 JC .重力势能减小了1 900 JD .重力势能减小了2 000 J2.某消防队员从一平台上跳下,下落2 m 后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身的重心又下降了0.5 m ,在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为 ( )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3.如图所示,斜面倾角为θ=30°.把一个小球从某位置以初动能E k0水平向左抛出,小球垂直落在斜面上,在此过程中小球重力做功为(不计空气阻力)( )A.43E k0 B .3E k0 C .4E k0D .8E k04.物体在恒定阻力作用下,以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止.以a 、E k 、s 和t 分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间,则以下各图象中,能正确反映这一过程的是( )5.如图所示,一个小球质量为m ,静止在光滑的轨道上,现以水平力击打小球,使小球能够通过半径为R 的竖直光滑轨道的最高点C ,则水平力对小球所做的功至少为( )A .mgRB .2mgRC .2.5mgRD .3mgR第5题图 第6题图6.如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一小球向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面.设小球在斜面最低点A 的速度为v ,压缩弹簧至C 点时弹簧最短,C 点距地面高度为h ,则从A 到C 的过程中弹簧弹力做功是( )A .mgh -12m v 2B.12m v 2-mgh C .-mghD .-⎝⎛⎭⎫mgh +12m v 2 7.如图所示,斜面高为h ,质量为m 的物块在沿斜面向上的恒力F 作用下,能匀速沿斜面向上运动,若把此物块放在斜面顶端,在沿斜面向下同样大小的恒力F 作用下物块由静止向下滑动,滑至底端时其动能的大小为( )A .mghB .2mghC .2FhD .Fh二、多项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意.)8.一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动能可能( )A .一直增大B .先逐渐减小至零,再逐渐增大C .先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小D .先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大9.在光滑的水平地面上,有质量相同的甲、乙两物体,甲原来静止,乙以速度v 做匀速直线运动,俯视图如图所示.某时刻它们同时受到与v 方向垂直的相同水平恒力F 的作用,经过相同时间( )A .两物体的位移相同B .恒力F 对两物体所做的功相同C .两物体的速度变化率相同D .两物体的动能变化量相同10.起重机将质量为500 kg 的物体由静止竖直向上吊起2 m 高,此时物体的速度大小为1 m/s ,如果g 取10 m/s 2,则( )A .起重机对物体做功250 JB .起重机对物体做功1.025×104 JC .物体受到的合力对它做功250 JD .物体受到的合力对它做功1.025×104 J11.人通过滑轮将质量为m 的物体沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面顶端,物体到达斜面顶端的速度为v ,上升的高度为h ,如图所示.则在此过程中( )A .物体所受的合外力做功为mgh +12m v 2B .物体所受的合外力做功为12m v 2C .人对物体做的功为mghD .人对物体做的功大于mgh12.如图所示是质量为1 kg 的质点在水平面上做直线运动的v -t 图象.以下判断正确的是( )A .在t =1 s 时,质点的加速度为零B .在4~6 s 时间内,质点的平均速度为2 m/sC .在0~3 s 时间内,合力对质点做功为6 JD .在3~7 s 时间内,合力做功的平均功率为2 W题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案13.(10分)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中,某实验小组采用如图甲所示的实验装置.(1)实验时为了保证小车受到的合外力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,在沙和沙桶的总质量m 与小车的质量M 的关系必须满足m ≪M 的同时,实验时首先要做的步骤是________.(2)如图乙所示为实验中打出的一条纸带,选取纸带中的A 、B 两点来探究恒力做功与动能改变的关系,测出A、B两点间距l和速度大小v A、v B.已知沙和沙桶的总质量m,小车的质量M,重力加速度g.则本实验要验证的数学表达式为__________________.(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)四、计算题(本题共3小题,共32分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.) 14.(10分)一辆汽车质量为m,从静止开始启动,沿水平面前进了s后,就达到了最大行驶速度v m,设汽车的牵引功率保持不变,所受阻力为车重的k倍.求:(1)汽车的牵引功率;(2)汽车从静止到开始匀速运动所需的时间.(提示:汽车以额定功率启动后的运动不是匀加速运动)15.(10分)如图所示,水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上,圆弧轨道B端的切线沿水平方向.质量m=1.0 kg的滑块(可视为质点)在水平恒力F=10.0 N 的作用下,从A点由静止开始运动,当滑块运动的位移x=0.50 m时撤去力F.已知A、B之间的距离x0=1.0 m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10,g取10 m/s2.求:(1)在撤去力F时,滑块的速度大小;(2)滑块通过B点时的动能;(3)滑块通过B点后,能沿圆弧轨道上升的最大高度h=0.35 m,求滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做的功.16.(12分)如图所示,AB是倾角为θ的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R.一个质量为m的物体(可视为质点)从直轨道上的P点由静止释放,结果它能在两轨道间往复运动.已知P点与圆弧的圆心O等高,物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ.求:(1)物体往复运动的整个过程中,在AB 轨道上通过的总路程; (2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E 时,对圆弧轨道的压力.参考答案与解析1.[导学号94770083] [解析]选C.根据动能定理,物体动能的增量等于物体所受所有力做功的代数和,即增加的动能为ΔE k =W G +W f =1 900 J -100 J =1 800 J ,A 、B 项错误;重力做功与重力势能改变量的关系为W G =-ΔE p ,即重力势能减少了1 900 J ,C 项正确,D 项错误.2.[导学号94770084] [解析]选B.设地面对双脚的平均作用力为F ,在全过程中,由动能定理得mg (H +h )-Fh =0,F =mg (H +h )h =2+0.50.5mg =5mg ,故B 正确.3.[导学号94770085] [解析]选B.如图所示,垂直撞击斜面,则撞击斜面时的速度大小v =v 0sin θ,动能为12m v 2=4×12m v 20=4E k0,应用动能定理得重力做功为3E k0,B 正确.4.[导学号94770086] [解析]选C.物体在恒定阻力作用下运动,其加速度随时间不变、随位移不变,A 、B 均错误;由动能定理,-fs =E k -E k0,解得E k =E k0-fs ,C 正确、D 错误.5.[导学号94770087] [解析]选C.设小球恰好能通过最高点C 时的速度为v ,则有mg =m v 2R ,此时水平力对小球所做的功记为W ,W -2mgR =12m v 2,联立两式可得W =2.5mgR ,选项C 正确.6.[导学号94770088] [解析]选A.由A 到C 的过程运用动能定理可得: -mgh +W =0-12m v 2,所以W =mgh -12m v 2,故A 正确.7.[导学号94770089] [解析]选B.向上运动过程由动能定理得FL -F f L -mgh =0;向下运动过程由动能定理得FL -F f L +mgh =E k -0,解得E k =2mgh ,B 正确.8.[导学号94770090] [解析]选ABD.若力F 的方向与初速度v 0的方向一致,则质点一直加速,动能一直增大,选项A 正确;若力F 的方向与v 0的方向相反,则质点先减速至速度为零后再反向加速,动能先减小至零后再增大,选项B 正确;若力F 的方向与v 0的方向成一钝角,如斜上抛运动,物体先减速,减到某一值再加速,则其动能先减小至某一非零的最小值再增大,选项D 正确.9.[导学号94770091] [解析]选BCD.经过相同时间,沿力F 方向的位移相同,而乙沿速度v 方向还有分位移,A 错误;两物体在相同时间内受到的力F 相同、沿F 方向的位移相同,恒力F 对两物体所做的功相同,B 正确;力F 相同,两物体质量相同,则加速度相同、速度变化率相同,C 正确;根据动能定理可知两物体的动能变化量等于恒力F 做的功,D 正确.10.[导学号94770092] [解析]选BC.将物体向上吊起h =2 m 过程中,应用动能定理可知合外力对物体做功W =12m v 2=250 J ,C 正确、D 错误;又起重机对物体做功W F =mgh +W ,可得W F =1.025×104 J ,A 错误,B 正确.11.[导学号94770093] [解析]选BD.物体沿斜面做匀加速运动,根据动能定理有:W 合=W F -W f -mgh =12m v 2,其中W f 为物体克服摩擦力做的功,人对物体做的功就是人对物体的拉力做的功,所以W F =W f +mgh +12m v 2,选项A 、C 错误,B 、D 正确.12.[导学号94770094] [解析]选CD.由题图可得,0~3 s ,质点的加速度是2 m/s 2,A 错误;在4~6 s 时间内,质点的位移是6 m ,所以平均速度是v =6 m2 s =3 m/s ,B 错误;由动能定理,在0~3 s 时间内,合力对质点做功为W =12m v 2-12m v 20=6 J ,C 正确;在3~7 s时间内,合力做功大小W =12m v ′2-12m v ′20=8 J ,平均功率P =W t =84W =2 W ,D 正确. 13.[导学号94770095] [解析](1)小车受到自身重力、木板支持力、细绳拉力及木板摩擦力等力的作用,实验要求保证小车受到的合外力与沙和沙桶的总重力基本相等,而细绳上的拉力小于沙和沙桶的总重力,那就必须将木板的摩擦力排除,因此,实验时必须先平衡摩擦力.(2)A 、B 两点间距l 表示小车在细绳拉力作用下运动的位移,细绳拉力近似等于沙和沙桶的总重力,该过程中合外力对小车做的总功为W =mgl ,小车在A 、B 两点的速度大小为v A 、v B ,小车在该过程中的动能变化量为ΔE k =12M v 2B -12M v 2A .因此,该实验只要验证mgl =12M v 2B -12M v 2A 成立,就验证了恒力做功与动能改变的关系结论. [答案](1)平衡摩擦力 (2)mgl =12M (v 2B -v 2A )14.[导学号94770096] [解析](1)根据P =F 0v m 可知匀速运动时牵引力最小且有F 0=kmg(2分) 得P =kmg v m .(3分)(2)汽车从静止到开始匀速运动,设所用时间为t , 根据动能定理有Pt -kmgs =m v 2m2(3分) 解之得时间t =v 2m +2kgs2kg v m.(2分)[答案](1)kmg v m (2)v 2m+2kgs 2kg v m15.[导学号94770097] [解析](1)滑动摩擦力F f =μmg 设滑块的加速度为a 1,根据牛顿第二定律得: F -μmg =ma 1 (1分) 解得:a 1=9.0 m/s 2(1分)设滑块运动位移为0.50 m 时的速度大小为v ,根据运动学公式得:v 2=2a 1x (1分) 解得:v =3.0 m/s.(1分)(2)设滑块通过B 点时的动能为E k B ,从A 到B 运动过程中,由动能定理得:Fx -F f x 0=E k B(2分) 解得:E k B =4.0 J .(1分)(3)设滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做功为W ,由动能定理得:-mgh -W =0-E k B(2分) 解得:W =0.50 J .(1分)[答案](1)3.0 m/s (2)4.0 J (3)0.50 J16.[导学号94770098] [解析](1)根据动能定理有 mgR cos θ-W 阻=0-0 (2分) F 阻=μmg cos θ,W 阻=F 阻s (2分) 得s =W 阻F 阻=R μ.(1分) (2)由于在PB 段受到摩擦阻力作用,小物体最终在BF 弧之间做往复运动.从B 点到E 点,由动能定理得mgR (1-cos θ)=12m v 2E -0(2分) v 2E =2gR (1-cos θ)(1分) 由牛顿第二定律可得F -mg =m v 2E R(2分) F =3mg -2mg cos θ.(1分)由牛顿第三定律可知物体对圆弧轨道的压力大小为3mg -2mg cos θ,方向竖直向下.(1分)[答案](1)Rμ (2)3mg -2mg cos θ,方向竖直向下。
8.3动能和动能定理一、单选题(本大题共6小题)1.如图所示,物体A、B质量及与水平面间的动摩擦因数均相等,作用力F A=F B,它们沿水平面由静止开始运动相同位移,关于这一过程下列说法正确的是()A. F A对A做的功大于F B对B做的功B. F A对A做的功小于F B对B做的功C. F A对A做功的功率小于F B对B做功的功率D. 物体A获得的动能等于物体B获得的动能2.一个物体在某高度由静止开始竖直下落,在运动过程中所受的阻力恒定。
若用F、v、x和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能。
(B、C、D三图中曲线均为开口向上或向下的抛物线)。
则下列图象中错误的是()A. B.C. D.3.如图,水平转台上有一个质量为m的物块(可视为质点),物块与竖直转轴间距为R,物块与转台间动摩擦因数为μ,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
现让物块始终随转台一起由静止开始缓慢加速转动,加速到角速度为ω时,下列说法正确的是()A. 物块受到的向心力为μmgB. 物块受到的摩擦力为mω2RC. 转台对物块做的功为mω2R22D. 转台对物块做的功可能大于μmgR24.如图所示,用长为l的轻质细线悬挂一个质量未知的小球,小球在A位置静止。
现用力缓慢将小球拉到B位置,在这一过程中拉力做功为W F,细线与竖直方向的夹角为θ,当地重力加速度为g,则小球质量为()A. W Fgl(1−cosθ)B. W FglcosθC. W FgltanθD. W Fglsinθ5.某景点的滑草场有两个坡度不同的滑道AB和ABˈ(均可看作斜面),甲、乙两名质量相等的游客分别乘两个完全相同的滑草装置从A点由静止开始分别沿AB和ABˈ滑下,最后都停在水平草面上,其中乙停在了C点处,如图所示。
设滑草装置和草面间的动摩擦因数处处相同,斜面与水平面连接处均可认为是圆滑的,滑草者保持相同的姿势坐在滑草装置上不动,则甲最终停在了()A. C点的左侧B. 正好C点处C. C点的右侧D. 条件不足,无法判断6.如图所示,粗糙的固定水平杆上有A、B、C三点,轻质弹簧一端固定在B点正下方的O点,另一端与套在杆A点、质量为m的圆环相连,此时弹簧处于拉伸状态。
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)《动能定理》同步测试本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,考试用时90分钟.第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的,全部选对得4分,对而不全得2分。
)1.关于功的概念,下列说法中正确的是()A.力对物体做功多,说明物体的位移一定大B.力对物体做功少,说明物体的受力一定小C.力对物体不做功,说明物体一定无位移D.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的2.关于两个物体间的作用力和反作用力的做功情况是()A.作用力做功,反作用力一定做功B.作用力做正功,反作用力一定做负功C.作用力和反作用力可能都做负功D.作用力和反作用力做的功一定大小相等,且两者代数和为零W和P=Fv的说法正确的是()3.关于功率公式P=tW知,只要知道W和t就可求出任意时刻的功率A.由P=tB.由P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率C.从P=Fv知,汽车的功率与它的速度成正比D.从P=Fv知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比4.下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是()A.如果物体所受合外力为零,则合外力对物体做的功一定为零B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零C.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化D.物体的动能不变,所受合外力一定为零5.设飞机在飞行中所受空气阻力与它的速率平方成正比,当飞机以速率v水平匀速飞行时,发动机的功率为P 。
若飞机以速率3v 水平飞行时,发动机的功率为( )A .3PB .9PC .18PD .27P6.以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h ,空气阻力的大小恒为F ,则从抛出到落回到抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功为( ) A .0B .-FhC .FhD .-2Fh7.质量为m 的物体,受到水平拉力F 作用,在粗糙水平面上运动,下列说法正确的是( )A .如果物体做加速运动,则拉力F 一定对物体做正功B .如果物体做减速运动,则拉力F 一定对物体做正功C .如果物体做减速运动,则拉力F 可能对物体做正功D .如果物体做匀速运动,则拉力F 一定对物体做正功8.如图1所示,质量为m 的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动,拉力为某个值F 时,转动半径为R ,当拉力逐渐减小到4F时,物体仍做匀速圆周运动,半径为2R ,则外力对物体所做的功大小是( )A .4FR B .43FRC .25FR D .09.质量为m 的子弹,以水平速度v 射入静止在光滑水平面上质量为M 的木块,并留在其中,下列说法正确的是( )A .子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等B .阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等C .子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等D .子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功10.图2中ABCD 是一条长轨道,其中AB 段是倾角为θ的斜面,CD 段是水平的,BC 是与AB 和CD 都相切的一小段圆弧,其长度可以略去不计.一质量为m 的小滑块在A 点从静止状态释放,沿轨道滑下,最后停在D 点,A 点和D 点的位置如图所示,现用一沿轨道方向的力推滑块,使它缓缓地由D 点推回到A 点,设滑块与轨道间的动摩擦系数为μ,则推力对滑块做的功等于 ( )A .mghB .2mghC .μmg (s +sin h) D .μmgs +μmgsh cos θ第Ⅱ卷(非选择题,共60分)二、填空题(每小题6分,共24分。
动能定理(一)——》本运用达标练习1、若物体在运动过程中受到合外力不为零,则()A.物体的动能不可能总是不变的B.物体的速度不可能总是不变的C.物体的加速度一定变化D.物体的速度的方向一定变化2、一质量为2kg的滑块,以4m/s的速度在光滑平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上施一水平向右的力,经过一段时间,滑块的速度方向变为向右,大小为4m/s,在这段时间内水平力做的功为()A.0B. 8JC. 16JD. 32J3、质量为分别为m和4m物块与水平地面间的滑动摩擦因数相同,若给它们以相同的初动能使它们在水平面上滑行,关于它们的滑行时间和滑行距离判断正确的是()A. ti:t2=l: 1 Si:S2=l: 1B. 11: t2=4:1 S I:S2=4: 1C. ti: t2=2:1 Si: S2=2:1D. ti: t2=2:1 S I:S2=4: 14、物体沿高为力、倾角为&的斜面由静止下滑。
(1)若斜面光滑,求物块到达底端的速度大小;(2)若斜面与物块间的动摩擦因数为“,求物块到达斜面底端的速度大小。
5、如图所示,质量为皿的物块静止在水平地面上。
某一时刻在恒力尸作用下开始运动,经过一段位移s时撤去拉力,已知物块与地面间的动摩擦因数为“。
求:(1)刚撤去拉力时物块的速度大小;(2)撤去拉力尸后,物块还能滑行多远?巩固与提高1、一质量为m的物体放在光滑的水平面上,今以恒力尸沿水平方向推该物体,在相同的位移内,下列说法中正确的是()A.运动的时间相同B.物体动能的变化量相等.faC.尸对物体做的功相等.D.物体速度的变化量相等2、如图所示,电梯质量为它的水平地板上放置一质量为m 的物体,电梯在钢索的拉力作 用下由静止开始竖直向上加速运动,当上升高度为H 时,电梯的速度达到v,则这段过程中, 以下正确的是( )、 -1 9A. 电梯地板对物体的支持力所做的功等于一加旷 2B. 电梯地板对物体的支持力所做的功等于— mv 2 + meH 2C. 钢索的拉力所做的功等于+MgHD. 钢索的拉力所做的功大于+MgH3、一人坐在雪橇上,从.静止开始沿.着高.度为15m 的斜坡滑下,到达底部时速度为15m/s…人 和雪橇的总质量为60kg,下滑过程中克服阻力做的功是多少焦耳?(取g=10m/s 2)4、质量为4t 的卡车,由静止出发在水平公路上行驶100m 后速度增大到54km/ho 若发动机的 牵引力为5000N 不变。
动能定理专项训练1.下列说法正确的是( )A.物体所受合力为0,物体动能可能改变B.物体所受合力不为0,动能一定改变C.物体的动能不变,它所受合力一定为0D.物体的动能改变,它所受合力一定不为02.一质量为2 kg 的滑块,以4 m/s 的速度在光滑的水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间,滑块的速度方向变为向右,大小为4 m/s ,在这段时间里水平力做的功为( )A.0B.8 JC.16 JD.32 J3.汽车在平直公路上行驶,在它的速度从零增至v 的过程中,汽车发动机做的功为W 1,在它的速度从v 增大至2v 的过程中,汽车所做的功为W 2,设汽车在行驶过程中发动机的牵引力和所受阻力不变,则有( )A .W 2=2W 1B .W 2=3W 1C .W 2=4W 1D .仅能判断W 2>W 14.如图所示,DO 是水平面,AB 是斜面,初速为v 0的物体从D 点出发沿DBA 滑到A 点且速度刚好为零。
如果斜面改为AC ,让该物体从D 点出发沿DCA 滑到A 点且速度刚好为零,则物体具有初速度(已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零)( ) A .大于v 0 B .等于v 0 C .小于v 0 D .取决于斜面的倾角5.假设汽车紧急刹车制动后所受阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多,当汽车以20m/s 的速度行驶时,突然制动。
它还能继续滑行的距离约为( )A .40mB .20mC .10mD .5m6.质量为m 的小球用长度为L 的轻绳系住,在竖直平面内做圆周运动,运动过程中小球受空气阻力作用.已知小球经过最低点时轻绳受的拉力为7m g ,经过半周小球恰好能通过最高点,则此过程中小球克服空气阻力做的功为( )A .m g L /4B .m g L /3C .m g L /2D .m g L8. 将小球以初速度v 0竖直上抛,在不计空气阻力的理想状况下,小球将上升到某一最大高度。
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动能定理专题21、摆球从图中的A 位置由静止开始下摆,正好摆到最低点B 位置时线被拉断。
设摆线长l =1。
6 m ,悬点到地面的竖直高度为H =6.6 m ,不计空气阻力,(g =10 m/s 2)。
求:(1)摆球落地时的速度。
(2)落地点D 到C 点的距离2、如图,滑雪坡道与水平路面相切于B 点,某人乘雪橇从雪坡上的A 点无初速滑至B 点,接着沿水平路面滑至C 点停止,已知人与雪橇在雪道AB 段所受的平均阻力N f 201=,在路面BC 段所受阻力N f 4002=,人与雪橇的总质量为60 kg ,A 、B 两处竖直高度差为25 m ,B 、C 距离为d =30 m 。
(g =10 m/s2)试求:(1)AB 段弯曲的滑雪坡道的总长L(2)人与雪撬滑到B 处时的速度大小3、半径为R 的光滑半圆形轨道固定在水平地面上,一个质量为m 的小球以某一初速度从A 点冲上该轨道后, 恰能通过该轨道的最高点B ,最终落到水平地面上的C 点,如图所示。
试求: ⑴小球通过轨道起点A 时的初速度的大小⑵小球到达AB 圆弧中点D 时对轨道的压力F 的大小 A B C 25m 30m⑶ 小球到达落点C 时的速度v 的大小4、一个玩滚轴的小孩(可视为质点)质量m =30kg ,他在平台上滑行一段距离后做平抛运动,恰能沿AB 圆弧上A 点的切线由A 点进入光滑的竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑,A 、B 为圆弧的两个端点,且AB 连线水平,如图所示。
课时分层作业(十四)[根底达标练](时间:15分钟 分值:50分)一、选择题(此题共6小题,每一小题6分,共36分) 1.(多项选择)质量一定的物体( ) A .速度发生变化时其动能一定变化 B .速度发生变化时其动能不一定变化 C .速度不变时其动能一定不变 D .动能不变时其速度一定不变BC [速度是矢量,速度变化时可能只有方向变化,而大小不变,动能是标量,所以速度只有方向变化时,动能可以不变;动能不变时,只能说明速度大小不变,但速度方向不一定不变,故只有B 、C 正确.]2.改变物体的质量和速度都可改变物体的动能,在如下情况下,物体的动能变化最大的是( )A .物体的质量不变,运动速度增大到原来的2倍B .物体的速度不变,质量增大到原来的2倍C .物体的质量变为原来的3倍,运动速度减为原来的一半D .物体的质量变为原来的一半,速度增加为原来的4倍 D [由动能的计算式E k =12mv 2可知,D 正确.]3.某消防队员从一平台上跳下,下落2 m 后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身的重心又下降了0.5 m ,在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为( )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 [设地面对双脚的平均作用力为F ,在全过程中,由动能定理得mg (H +h )-Fh =0F =mg (H +h )h =2+0.50.5mg =5mg ,B 正确.]4.一空盒以某一初速度在水平面上滑行,滑行的最远距离为L .现往空盒中倒入砂子,使空盒与砂子的总质量为原来空盒的3倍,仍以原来的初速度在水平面上滑行,此时滑行的最远距离为( )A.19LB.13L C .LD .3LC [盒子与水平面动摩擦因数一定,据动能定理得-μmgs =0-12mv 20,解得s =v 22μg ,位移s 与物体质量无关,正确选项为C.]5.甲、乙两辆汽车的质量之比m 1∶m 2=2∶1,它们刹车时的初动能一样,假设它们与水平地面之间的动摩擦因数一样,如此它们滑行的距离之比s 1∶s 2等于( )A .1∶1B .1∶2C .1∶4D .4∶1B [对两辆汽车由动能定理得:-μm 1gs 1=0-E k ,-μm 2gs 2=0-E k ,s 1∶s 2=m 2∶m 1=1∶2,B 正确.]6.质量为m 的物体以初速度v 0沿水平面向左开始运动,起始点A 与一轻弹簧O 端相距s ,如下列图.物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为x ,如此从开始碰撞到弹簧被压缩至最短,物体抑制弹簧弹力所做的功为( )A.12mv 20-μmg (s +x ) B.12mv 20-μmgx C .μmgsD .μmg (s +x )A [由动能定理-W -μmg (s +x )=0-12mv 20,故物体抑制弹簧弹力做功W =12mv 20-μmg (s+x ),A 正确.]二、非选择题(14分)7.将质量为m 的物体,以初速度v 0竖直向上抛出.抛出过程中阻力大小恒为重力的0.2倍.求:(1)物体上升的最大高度; (2)物体落回抛出点时的速度大小. [解析] (1)上升过程,由动能定理 -mgh -fh =0-12mv 20①f =0.2mg② 联立①②可得:h =5v 212g .③(2)全过程,由动能定理 -2fh =12mv 2-12mv 20④联立②③④可得:v =63v 0. [答案] (1)5v 2012g (2)63v 0[能力提升练](时间:25分钟 分值:50分)一、选择题(此题共3小题,每一小题6分,共18分)1.如下列图,质量为m 的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k 倍.物块与转轴OO ′相距R ,随转台由静止开始转动.当转速增加到一定值时,物块即将在转台上滑动,在物块由静止到滑动前的这一过程中,转台对物块的静摩擦力对物块做的功为( )A .0B .2πkmgRC .2kmgRD.12kmgR D [在转速增加的过程中,转台对物块的摩擦力是不断变化的,当转速增加到一定值时,物块在转台上即将滑动,说明此时最大静摩擦力提供向心力,即kmg =m v 2R.设这一过程中转台对物块的摩擦力所做的功为W f ,由动能定理可得W f =12mv 2,解得W f =12kmgR ,D 正确.]2.(多项选择)如下列图,半径为R 的14光滑圆弧槽固定在小车上,有一小球静止在圆弧槽的最低点.小车和小球一起以速度v 向右匀速运动.当小车遇到障碍物突然停止后,小球上升的高度可能是( )A .等于v 22gB .大于v 22gC .小于v 22gD .与小车的速度v 有关ACD [小球冲上圆弧槽,如此有两种可能,一是速度较小,滑到某处小球速度为0,根据动能定理有-mgh =0-12mv 2,解得h =v22g;另一可能是速度较大,小球滑出弧面做斜抛运动,到最高点还有水平速度,如此此时小球所能达到的最大高度要小于v 22g.故A 、C 、D 正确,B 错误.]3.如下列图为一滑草场.某条滑道由上下两段高均为h ,与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成,滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ.质量为m 的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑,经过上、下两段滑道后,最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).如此( )A .动摩擦因数μ=67B .载人滑草车最大速度为2gh 7C .载人滑草车抑制摩擦力做功为mghD .载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为35gAB [由题意知,上、下两段斜坡的长分别为s 1=h sin 45°、s 2=hsin 37°由动能定理知:2mgh =μmgs 1cos 45°+μmgs 2cos 37° 解得动摩擦因数μ=67,选项A 正确;下落h 时的速度最大,由动能定理知:mgh -μmgs 1cos 45°=12mv 2解得v =2gh7,选项B 正确; 载人滑草车抑制摩擦力做的功与重力做功相等,即W =2mgh ,选项C 错误;滑草车在下段滑道上的加速度大小为a =μg cos 37°-g sin 37°=335g ,选项D 错误.]二、非选择题(此题共3小题,共32分)4.(6分)某同学为探究“合力做功与物体速度变化的关系〞,设计了如下实验,他的操作步骤是:①按图摆好实验装置,其中小车质量M =0.20 kg ,钩码总质量m =0.05 kg. ②释放小车,然后接通打点计时器的电源(电源频率为f =50 Hz),打出一条纸带.(1)他在屡次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,如下列图.把打下的第一点记作0,然后依次取假设干个计数点,相邻计数点间还有4个点未画出,用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d 1=0.004 m ,d 2=0.055 m ,d 3=0.167 m ,d 4=0.256 m ,d 5=0.360 m ,d 6=0.480 m…,他把钩码重力(当地重力加速度g 取9.8 m/s 2)作为小车所受合力,算出打下0点到打下第5点合力做功W =________J(结果保存三位有效数字),打下第5点时小车的速度v 5=________m/s(结果保存三位有效数字).(2)此次实验探究的结果,他没能得到“合力对物体做的功W ∝v 2〞的结论,且误差很大.通过反思,他认为产生误差的原因如下,其中正确的答案是________.A .钩码质量太大,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多B .没有平衡摩擦力,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多C .释放小车和接通电源的次序有误,使得动能增量的测量值比真实值偏小D .没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因 [解析] (1)根据题意物体所受合外力为:F =mg =0.05×9.8 N=0.49 N ,根据功的定义可知:W =Fd 5=0.176 J ;根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,可以求出第5个点的速度大小为:v 5=d 6-d 42T =0.480-0.2562×(5×0.02)m/s =1.12 m/s.(2)设绳子上拉力为F ,根据牛顿第二定律有: 对小车:F =Ma ① 对钩码:mg -F =ma ②联立①②可得F =mgM M +m =mg1+mM,由此可知当M ≫m 时,钩码的重力等于绳子的拉力,因此当钩码质量太大时,会造成较大误差,故A 正确;实验中要进展平衡摩擦力操作,假设没有平衡摩擦力直接将钩码重力做的功当做小车合外力做的功,会造成较大误差,故B 正确;释放小车和接通电源的顺序有误,影响打点多少,不一定会使动能的测量值偏小,故C 错误;距离的测量产生的误差不是该实验产生的主要误差,故D 错误.[答案] (1)0.176 1.12 (2)AB5.(12分)如下列图,在海滨游乐场里有一种滑沙游戏,人坐在滑板上从倾角为θ的斜坡上由静止开始下滑,经过斜坡底端沿水平滑道再滑行一段距离停下.滑板与斜面和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.3.假设某人和滑板的总质量m =60 kg ,滑行过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g 取10 m/s 2.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:(1)把人和滑板看作整体,画出该整体从斜坡上下滑过程中的受力示意图; (2)假设θ=37°,人从斜坡滑下时加速度的大小;(3)假设θ=37°,水平滑道BC 的最大长度为L 1=20 m ,求人在斜坡上滑下的高度应不超过多少;(4)假设斜坡倾角θ大小可调节,且大小未知,水平滑道BC 的长度未知,但是场地的水平空间距离DC 的最大长度为L 2=30 m ,人在斜坡上从D 的正上方A 处由静止下滑,那么A 到D 的高度不超过多少?[解析] (1)受力如下列图.(2)根据牛顿第二定律得mg sin 37°-f =maN =mg cos 37° f =μN联立以上三式,代入数据解得a =3.6 m/s 2.(3)人和滑板从距水平面高H 处下滑,从人和滑板在斜面上开始运动到人和滑板停止运动的过程中,根据动能定理:mgH -μmg cos 37°Hsin 37°-μmgL 1=0-0代入数据解得H =10 m.(4)设A 到D 的高度为h ,根据动能定理mgh -μmg cos θhsin θ-μmg ⎝⎛⎭⎪⎫L 2-htan θ=0-0代入数据解得h =9 m.[答案] (1)见解析 (2)3.6 m/s 2(3)10 m (4)9 m6.(14分)如下列图,固定在水平地面上的工件,由AB 和BD 两局部组成,其中AB 局部为光滑的圆弧,圆心为O ,∠AOB =37°,圆弧的半径R =0.5 m ;BD 局部水平,长度为0.2 m ,C 为BD 的中点.现有一质量m =1 kg 、可视为质点的物块从A 端由静止释放,恰好能运动到D点.(g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:(1)物块运动到B 点时,对工件的压力大小;(2)为使物块恰好运动到C 点静止,可以在物块运动到B 点后,对它施加一竖直向下的恒力F ,F 应为多大?[解析] (1)物块由A 运动到B 点的过程中,由动能定理有mgR (1-cos 37°)=12mv 2解得v 2=2gR (1-cos 37°)=2×10×0.5×(1-0.8)=2(m/s)2在B 点,由牛顿第二定律有N -mg =m v 2R解得N =mg +m v 2R =1×⎝ ⎛⎭⎪⎫10+20.5N =14 N 由牛顿第三定律有N ′=N =14 N.(2)物块由B 运动到D 点的过程中,由动能定理有μmg ·BD =12mv 2施加恒力F 后,物块由B 运动到C 点的过程中,由动能定理有μ(mg +F )BC =12mv 2可得mgBD =(mg +F )BC由题知BD =2BC ,得2mg =mg +F 解得F =mg =1×10 N=10 N. [答案] (1)14 N (2)10 N。
高中物理学习材料(精心收集**整理制作)《动能定理》同步测试本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,考试用时90分钟.第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的,全部选对得4分,对而不全得2分。
)1.关于功的概念,下列说法中正确的是()A.力对物体做功多,说明物体的位移一定大B.力对物体做功少,说明物体的受力一定小C.力对物体不做功,说明物体一定无位移D.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的2.关于两个物体间的作用力和反作用力的做功情况是()A.作用力做功,反作用力一定做功B.作用力做正功,反作用力一定做负功C.作用力和反作用力可能都做负功D.作用力和反作用力做的功一定大小相等,且两者代数和为零W和P=Fv的说法正确的是()3.关于功率公式P=tW知,只要知道W和t就可求出任意时刻的功率A.由P=tB.由P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率C.从P=Fv知,汽车的功率与它的速度成正比D.从P=Fv知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比4.下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是()A.如果物体所受合外力为零,则合外力对物体做的功一定为零B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零C.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化D.物体的动能不变,所受合外力一定为零5.设飞机在飞行中所受空气阻力与它的速率平方成正比,当飞机以速率v水平匀速飞行时,发动机的功率为P 。
若飞机以速率3v 水平飞行时,发动机的功率为( )A .3PB .9PC .18PD .27P6.以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h ,空气阻力的大小恒为F ,则从抛出到落回到抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功为( ) A .0B .-FhC .FhD .-2Fh7.质量为m 的物体,受到水平拉力F 作用,在粗糙水平面上运动,下列说法正确的是( )A .如果物体做加速运动,则拉力F 一定对物体做正功B .如果物体做减速运动,则拉力F 一定对物体做正功C .如果物体做减速运动,则拉力F 可能对物体做正功D .如果物体做匀速运动,则拉力F 一定对物体做正功8.如图1所示,质量为m 的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动,拉力为某个值F 时,转动半径为R ,当拉力逐渐减小到4F时,物体仍做匀速圆周运动,半径为2R ,则外力对物体所做的功大小是( )A .4FR B .43FRC .25FR D .09.质量为m 的子弹,以水平速度v 射入静止在光滑水平面上质量为M 的木块,并留在其中,下列说法正确的是( )A .子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等B .阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等C .子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等D .子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功10.图2中ABCD 是一条长轨道,其中AB 段是倾角为θ的斜面,CD 段是水平的,BC 是与AB和CD 都相切的一小段圆弧,其长度可以略去不计.一质量为m 的小滑块在A 点从静止状态释放,沿轨道滑下,最后停在D 点,A 点和D 点的位置如图所示,现用一沿轨道方向的力推滑块,使它缓缓地由D 点推回到A 点,设滑块与轨道间的动摩擦系数为μ,则推力对滑块做的功等于( ) A .mgh B .2mghC .μmg (s +sin h) D .μmgs +μmgsh cos θ第Ⅱ卷(非选择题,共60分)二、填空题(每小题6分,共24分。
把正确答案填写在题中的横线上,或按题目要求作答。
) 11.人的心脏每跳一次大约输送8×10-5 m 3的血液,正常人血压(可看做心脏压送血液的压强)的平均值约为1.5×104 Pa ,心跳约每分钟70次,据此估测心脏工作的平均功率为 . 12.甲、乙、丙三物体的质量之比为m 甲∶m 乙∶m 丙=1∶2∶3,它们沿水平面以一定的初速度在摩擦力的作用下减速滑行到停下来,滑行距离分别为s 甲、s 乙、s 丙。
图2图1(1)若它们与水平面间的动摩擦因数相同,初动能相同,则s甲∶s乙∶s丙=________。
(2)若它们所受的摩擦力相同,初动能相同,则s甲∶s乙∶s丙=________。
13.汽车在平直的公路上从静止开始做匀加速运动,当汽车速度达到v m时关闭发动机,汽车继续滑行了一段时间后停止运动,其运动的速度如图3所示。
若汽车加速行驶时其牵引力做功为W1,汽车整个运动中克服阻力做功等于W2,则W1与W2的比值为图3________。
牵引力和阻力大小之比为________。
14.一个物体在恒力F作用下由静止开始运动,速率达到v ,然后换成一个方向相反大小为3F 的恒力作用,经过一段时间后,物体回到出发点,则物体回到原出发点时的速率为。
三、计算题(共36分。
要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤,有数值计算的要明确写出数值和单位,只有最终结果的不得分。
)15.(12分)汽车发动机的额定功率为60 kW,汽车的质量为5 t,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,g=10 m/s2。
(1)汽车保持额定功率不变从静止起动后,当汽车的加速度为2 m/s2时速度多大?(2)若汽车从静止开始,保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?16.(12分)水平轨道与半径R=2 m,高为h=0.8 m的一段圆弧形光滑轨道连接,如图4所示。
一个物体从水平轨道上以初速度v0冲上圆弧轨道并通过最高点而没有脱离轨道,求物体的初速度v0的范围。
17.(12分)图5中,AB =A C=H ,开始时绳AC 处于竖直方向,小车从静止出发在水平路面上运动到B 点时速度为v ,在此过程中绳子对挂在井底、质量为m 的物体做了多少功?图4图5参考答案1.【答案】 D【解析】 做功有两个不可缺少的因素。
功的大小由力的大小、位移的大小及力和位移方向夹角的余弦值的大小决定,即由力的大小和在力的方向上的位移的大小决定。
2.【答案】 C【解析】 相互作用的两个物体不一定都有位移,故作用力和反作用力不一定同时都做功。
一对作用力和反作用力可能都做负功。
例如,两辆相向行驶的实验小车在发生碰撞的过程中,它们间的相互冲击力都做负功。
3.【答案】 D 【解析】 公式P =tW一般用来计算平均功率,公式P =Fv 既可以计算瞬时功率,又可以计算平均功率。
4.【答案】 A【解析】 如果合外力做的功为零,但合外力不一定为零.可能物体的合外力和运动方向垂直而不做功,B 选项错.物体做变速运动可能是速度方向变化而速度大小不变.所以,做变速运动的物体,动能可能不变,C 选项错.物体动能不变,只能说合外力不做功,但合外力不一定为零,D 选项错. 5.【答案】 D【解析】 飞机飞行时所受的阻力与速度的平方成正比,即F ′=kv 2。
当飞机匀速飞行时,牵引力大小等于阻力,即F =F ′=kv 2,则发动机的功率为P =Fv =kv 3,即发动机的功率与速度的三次方成正比。
所以,当飞机的速度变为原来三倍时,发动机的功率变为原来的27倍,选项D 正确。
6.【答案】 D【解析】把运动的全过程分成两段,上升过程空气阻力大小、方向均不变,可求出阻力做的功W 1=Fh cos180°=-Fh ;下降过程,阻力也为恒力,做功W 2=Fh cos180°=-Fh ,所以全过程中空气阻力做功W =W 1+W 2=-Fh +(-Fh )=-2Fh ,D 选项正确。
7.【答案】 ACD【解析】 判断一个力对物体做正功还是负功,看F 与s 之间的夹角。
物体做加速、匀速运动时,F 与s 同方向,一定做正功。
物体做减速运动时,F 可能与s 同向,也可能与s 反向,可能做正功或负功。
8.【答案】 A【解析】 设当绳的拉力为F 时,小球做匀速圆周运动的线速度为v 1,则有F =m R v21。
当绳的拉力减为4F 时,小球做匀速圆周运动的线速度为v 2,则有41F =m R v 222。
在绳的拉力由F 减为41F 的过程中,绳的拉力所做的功为W =21mv 22-21mv 12=-41FR 。
所以绳的拉力所做功的大小为41FR ,A 选项正确。
9.【答案】 BD【解析】 子弹击中木块打入一定的深度并留在其中。
子弹和木块所受水平作用力(相互摩擦力)大小相等,可认为是恒力。
但二者的位移大小不同,做功不同,故二者的动能变化并不相等。
10.【答案】 B【解析】 物体由A 点下落至D 点,由动能定理:mgh -W f =0,所以W f =mgh ,当物体从D 点被推回A 点,则W F -mgh -W f =0,所以W F =2mgh 11.【答案】 1.4 W【解析】 人的心脏每跳一次输送的血液看做长为L ,截面积为S 的液柱,心脏每跳一次需做的功为W =FL =pSL =p ΔV ,心跳每分钟70次,则心脏工作的平均功率为,P =60108105.17054-⨯⨯⨯⨯=t nW W=1.4 W 12.【答案】 (1)6∶3∶2 (2)1∶1∶1【解析】 (1)由动能定理得-μmgs =0-E k 有滑行距离为 s =mgE μk,所以,甲、乙、丙三物体滑行距离之比为s 甲∶s 乙∶s 丙=甲m 1∶乙m 1∶丙m 1=11∶21∶31=6∶3∶2 (2)设摩擦力均为F ,由动能定理得-Fs =0-E k 所以,物体的滑行距离为s =FE K,三物体滑行距离之比为s 甲∶s 乙∶s 丙=1∶1∶1 13.【答案】 1∶1;4∶1【解析】 设牵引力为F ,阻力为F ′,汽车匀加速运动的位移为s 1,总位移为s ,对全过程由动能定理得 W 1-W 2=0或Fs 1-Fs ′=0,所以1121=W W 1s sF F ='。
由于 s =2m v t ,s 1=2m v t 1,所以 1s s =141=t t ,即 14='F F14.【答案】 2v【解析】 设物体在恒力F 作用下发生的位移为s ,由动能定理得Fs =21mv 2①物体在3F 恒力作用下,先做匀减速运动,速度减小到零后返回,到物体回到原出发点时,物体的位移大小仍为s 。
在3F 恒力作用的过程中,由动能定理得3Fs =21mv t 2-21mv 2 ②由①②得 v t =2v ,即物体回到原出发点时的速度为2v 。
15.(12分)【解析】 汽车运动中所受的阻力大小为F ′=0.1mg =0.1×5×103×10 N=5×103 N (1分)(1)汽车保持恒定功率起动时,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度减小到零时,速度达到最大。