2019版高中物理 第二章 能的转化与守恒 习题课三 动能定理的应用试题 鲁科版必修2.doc

《2019版高中物理 第二章 能的转化与守恒 习题课三 动能定理的应用试题 鲁科版必修2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高中物理 第二章 能的转化与守恒 习题课三 动能定理的应用试题 鲁科版必修2.doc（5页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1习题课三习题课三 动能定理的应用动能定理的应用【二维选题表】物理观念科学思维科学探 究科学态度与 责任动能的 认识1(易)动能定理的 理解2(易),3(易), 8(中),9(中)动能定理的 应用6(易)4(易),5(易), 7(中),10(中), 11(中),12(中), 13(中),14(难)基础训练 1.(多选)在下列几种情况中,甲、乙两物体的动能相等的是( CD ) A.甲的速度是乙的 2 倍,乙的质量是甲的 2 倍 B.甲的质量是乙的 2 倍,乙的速度是甲的 2 倍 C.甲的质量是乙的 4 倍,乙的速度是甲的 2 倍 D.质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动 解析:动能

2、是状态量,反映了物体由于运动所处的能量状态,它本身是一个标量,没有方向.根据动能的表达式 Ek= mv2可知,如果甲的速度是乙的两倍,质量应为乙的 ,故 A 错;同理可判 断 B 错,C 对;又因动能是标量,没有方向,所以只要两者动能大小相等即可,故 D 对. 2. (多选)物体沿直线运动的 v-t 图象如图所示,已知在第 1 秒内合外力对物体所做的功为 W,则( CD )A.从第 1 秒末到第 3 秒末合外力做功为 4W B.从第 3 秒末到第 5 秒末合外力做功为-2W C.从第 5 秒末到第 7 秒末合外力做功为 W D.从第 3 秒末到第 4 秒末合外力做功为-0.75W解析:设物体在

3、第 1 秒末速度为 v,由动能定理可得在第 1 秒内合外力做功 W= mv2-0,从第 1 秒末到第 3 秒末物体的速度不变,所以合外力做功为 W1=0, 从第 3 秒末到第 5 秒末合外力做功为W2=0- mv2=-W, 从第 5 秒末到第 7 秒末合外力做功为2W3= m(-v)2-0=W,第 4 秒末的速度 v4= , 所以从第 3 秒末到第 4 秒末合外力做功W4= m( )2- mv2=- W, 故选项 C,D 正确. 3.(多选)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( ABD ) A.一直增大 B.先逐渐减小至零,再逐渐增大 C.先逐渐增大

4、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 解析:若恒力的方向与初速度的方向相同或两者夹角为锐角,质点一直做加速运动,选项 A 正 确;若恒力的方向与初速度的方向相反,质点先做匀减速运动,再反向做匀加速运动,选项 B 正确;若恒力方向与初速度方向之间的夹角为钝角(如斜上抛运动),则选项 D 正确. 4.质量为 m 的金属块,当初速度为 v0时,在水平面上滑行的最大距离为 s.如果将金属块质量 增加到 2m,初速度增大到 2v0,在同一水平面上该金属块最多能滑行的距离为( C )A.s B.2s C.4sD.8s 解析:设金属块与水平面间的动摩擦因数为 .则由动能定理

5、得,-mgs=- m,-2mgs=- 2m(2v0)2, 解得 s=4s.C 正确. 5.篮球比赛中一运动员在某次投篮过程中对篮球做功为 W,出手高度为 h1,篮筐距地面高度 为 h2,球的质量为 m,不计空气阻力,则篮球进筐时的动能为( A )A.W+mgh1-mgh2 B.mgh2-mgh1-W C.mgh1+mgh2-W D.W+mgh2-mgh1 解析:投篮过程中,篮球上升的高度 h=h2-h1,根据动能定理得 W-mgh =Ek-0,故篮球进筐时的动能 Ek=W-mg(h2-h1)=W+mgh1-mgh2,A 正确. 6. (多选)质量为 m 的小车在水平恒力 F 推动下,从山坡(粗

6、糙)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 之间的水平距离为 x,重力加速度为 g.下列说法正确的是( ABD )A.小车克服重力所做的功是 mgh3B.合外力对小车做的功是 mv2C.推力对小车做的功是 mv2+mghD.阻力对小车做的功是 mv2+mgh-Fx 解析:小车克服重力做功 W=Gh=mgh,选项 A 正确;由动能定理,小车受到的合力做的功等于小车动能的增加,W合=Ek= mv2,选项 B 正确;由动能定理,W合=W推+W重+W阻= mv2,所以推力做的功 W推= mv2-W重-W阻= mv2+mgh-W阻,选项 C 错误;阻力对小车做的功 W阻=

7、 mv2-W重-W推= mv2+mgh-Fx,选项 D 正确. 7.质量为 m=4 kg 的小物块静止于水平地面上的 A 点,现用 F=10 N 的水平恒力拉动物块一段 时间后撤去,物块继续滑动一段位移停在 B 点,A,B 两点相距 s=20 m,物块与地面间的动摩擦 因数 =0.2,g 取 10 m/s2,求: (1)物块在力 F 作用过程发生位移 s1的大小; (2)撤去力 F 后物块继续滑动的时间 t. 解析:(1)设物块受到的滑动摩擦力为 f,则 f=mg, 根据动能定理,对物块由 A 到 B 整个过程,有Fs1-fs=0, 代入数据,解得 s1=16 m. (2)设刚撤去力 F 时物

8、块的速度为 v,此后物块的加速度为 a,滑动的位移为 s2,则 s2=s-s1,由牛顿第二定律得 a=,由匀变速直线运动公式得 v2=2as2,s2= vt, 代入数据,解得 t=2 s. 答案:(1)16 m (2)2 s 素养提升 8.关于动能定理,下列说法中正确的是( D ) A.在某过程中,外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和 B.只要有力对物体做功,物体的动能就一定改变 C.动能定理只适用于直线运动,不适用于曲线运动 D.动能定理既适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况 解析:外力做的总功等于各个力单独做功的代数和,A 错.根据动能定理,决定动能是否改变 的是总功,而不是

9、某一个力做的功,B 错.动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动;既 适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况,C 错,D 正确. 9.(多选)一物体做变速运动时,下列说法正确的有( BD ) A.合外力一定对物体做功,使物体动能改变 B.物体所受合外力一定不为零 C.合外力一定对物体做功,但物体动能可能不变 D.物体加速度一定不为零4解析:物体的速度发生了变化,则合外力一定不为零,加速度也一定不为零,B,D 正确;物体的 速度变化,可能是大小不变,方向变化,故动能不一定变化,合外力不一定做功,A,C 错误. 10.一质量为 m 的滑块,以速度 v 在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起,

10、在滑块上作用一 向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度变为-2v(方向与原来相反),在这段时间内,水平 力所做的功为( A )A. mv2 B.- mv2C. mv2 D.- mv2解析:由动能定理得 W= m(2v)2- mv2= mv2.故 A 正确. 11.某人把质量为 0.1 kg 的一块小石头,从距地面为 5 m 的高处以 60角斜向上抛出,抛出 时的初速度大小为 10 m/s,则当石头着地时,其速度大小约为(g 取 10 m/s2,不计空气阻力)( A ) A.14 m/s B.12 m/s C.28 m/s D.20 m/s 解析:由动能定理,重力对物体所做的功等于物体动能的变

11、化,则 mgh=m- m,v2=10 m/s14 m/s,A 正确. 12. 如图所示,物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零,运动中无碰撞能量损失.DO 是水平面,AB 是斜面,初速度为 v0的物体从 D 点出发沿 DBA 滑动到顶点 A 时速度刚好为零. 如果斜面改为 AC,让该物体从 D 点出发沿 DCA 滑动到 A 点时速度也刚好为零,则此时物体具 有的初速度 v( B )A.大于 v0 B.等于 v0 C.小于 v0 D.决定于斜面的倾角 解析:设斜面的倾角为 ,则滑动摩擦力对物体所做的功为 Wf= -mgBD-mgcos AB=-mgBD-mgOB=-mgOD.可见,Wf与 无

12、关,也就是说,物 体从 D 点出发沿 DBA 或沿 DCA 滑动到 A 点,滑动摩擦力对物体所做的功相同.根据动能定理,沿 DBA 有 WG+Wf=0- m;沿 DCA 有 WG+Wf=0- mv2,解得 v=v0. 13.(多选)质量为 m 的汽车在平直公路上行驶,发动机的功率 P 和汽车受到的阻力 f 均恒定 不变,在时间 t 内,汽车的速度由 v0增加到最大速度 vm,汽车前进的距离为 s,则此段时间内 发动机所做的功 W 可表示为( AC )A.W=Pt B.W=fsC.W= m- m+fsD.W= m+fs5解析:由题意知,发动机功率不变,故 t 时间内发动机做功 W=Pt,所以 A

13、 正确;汽车做加速运动,故牵引力大于阻力 f,故 B 错误;根据动能定理 W-fs= m- m,所以 C 正确,D 错误. 14.近年来全国多地雾霾频发,且有愈演愈烈的趋势,空气质量问题备受关注,在雾霾天气下, 能见度下降,机动车行驶速度降低,道路通行效率下降,对城市快速路、桥梁和高速公路的影 响很大.如果路上能见度小于 200 米,应开启机动车的大灯、雾灯、应急灯,将车速控制在 60 km/h 以下,并与同道前车保持 50 米的车距;当能见度小于 100 米时,驾驶员将车速控制 在 40 km/h 以下,车距控制在 100 米.已知汽车保持匀速正常行驶时受到地面的阻力为车重 的 0.1 倍,

14、刹车时受到地面的阻力为车重的 0.5 倍,重力加速度为 g=10 m/s2(空气阻力忽略 不计),则 (1)若汽车在雾霾天行驶的速度为 v=54 km/h,则刹车后经过多长时间才会停下来? (2)若前车因故障停在车道上,当质量为 m=1 300 kg 的后车距已经停止的前车为 90 m 时紧 急刹车,刚好不与前车相撞,则后车正常行驶时的功率为多大? 解析:(1)汽车的初速度 v=54 km/h=15 m/s, 刹车后,由牛顿第二定律得-0.5mg=ma, 解得 a=-0.5g=-5 m/s2, 由匀变速直线运动的速度公式得 v=v+at, 代入数据解得 t=3 s.(2)由动能定理得-f2s=0- m, 阻力 f2=k2mg, 代入数据解得 v0=30 m/s, 正常行驶时,F-f1=0,f1=k1mg=0.1mg, 功率 P=Fv0=0.11 3001030 W=39 000 W=39 kW. 答案:(1)3 s (2)39 kW