第八章　3　动能和动能定理—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二册课后习题

1、3动能和动能定理课后篇巩固提升基础巩固1.(多选)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解析速度是矢量,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。答案BC2.A、B两物体的速度之比为21,质量的大小之比为13,则它们的动能之比为()A.121B.123C.125D.43解析根据动能的定义Ek=12mv2,有EkAEkB=mAvA2mBvB2=1×223×

2、12=43,选项D正确。答案D3.如图所示,某人骑自行车下坡,坡长l=500 m,坡高h=8 m,人和车总质量为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解析由动能定理有mgh+Wf=12m(v2-v02),解得Wf=-mgh+12m(v2-v02)=-3 800 J,选项B正确。答案B4.如图所示,左端固定的轻质弹簧被物块压缩,物块被释放后,由静止开始从A点沿粗糙水平面向右运动。离开弹簧后,经过B点的动能为Ek,该过程

3、中,弹簧对物块做的功为W,则物块克服摩擦力做的功Wf为()A.Wf=EkB.Wf=Ek+WC.Wf+Ek=WD.Wf=W-Ek解析对物块应用动能定理,有W-Wf=Ek,得Wf=W-Ek,选项D正确。答案D5.(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,甲在光滑面上,乙在粗糙面上,则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是()A.力F对甲物体做功多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W=Flcos =F·s可知,两种情况

4、下力F对甲、乙两个物体做的功一样多,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Ek1>Ek2,即甲物体获得的动能比乙大,C正确,D错误。答案BC6.物体沿直线运动的v-t图像如图所示,已知在第1 s内合力对物体做功为W,则()A.从第1 s末到第3 s末合力做功为4WB.从第3 s末到第5 s末合力做功为-2WC.从第5 s末到第7 s末合力做功为WD.从第3 s末到第4 s末合力做功为-0.5W解析由题图可知物体速度变化情况,根据动能定理得第1 s内:W=12mv02,第1 s末到第3 s末:W1=12mv02-12mv02=0,选项A错误;第3

5、 s末到第5 s末:W2=0-12mv02=-W,选项B错误;第5 s末到第7 s末:W3=12m(-v0)2-0=W,选项C正确;第3 s末到第4 s末:W4=12mv022-12mv02=-0.75W,选项D错误。答案C7.如图所示,斜面长为s,倾角为,一物体质量为m,从斜面底端的A点开始以初速度v0沿斜面向上滑行,斜面与物体间的动摩擦因数为,物体滑到斜面顶端B点时飞出斜面,最后落在与A点处于同一水平面上的C处,则物体落地时的速度大小为多少?解析对物体运动的全过程,由动能定理可得-mgscos =12mvC2-12mv02所以vC=v02-2gscos。答案v02-2gscos8.质量为m

6、的物体,在竖直平面内高h=1 m的光滑弧形轨道A点,以v0=4 m/s的初速度沿轨道滑下,并进入BC轨道,如图所示。已知BC段的动摩擦因数=0.4(g取10 m/s2),求:(1)物体滑至B点时的速度。(2)物体最后停在离B点多远的位置。解析(1)物体从A到B过程,根据动能定理得mgh=12mvB2-12mv02,代入数据得vB=6 m/s。(2)物体从B点经过位移x停止,根据动能定理得-mgx=-12mvB2,代入数据得x=4.5 m,即物体停在离B点4.5 m的位置。答案(1)6 m/s(2)4.5 m能力提升1.(2020山东菏泽期末)如图所示,斜面高h,质量为m的物块,在沿斜面向上的恒

7、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解析物块匀速上滑时,根据动能定理得WF-mgh-Wf=0,物块下滑时,根据动能定理得WF+mgh-Wf=Ek-0,联立两式解得Ek=2mgh,选项B正确。答案B2.如图所示,在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A,若将小球A从弹簧原长位置由静止释放,小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为3m的小球B,仍从弹簧原长位置由静止释放,则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g,不计空气阻力)()A.2ghB.4g

8、h3C.ghD.gh2解析小球A下降h过程,根据动能定理有mgh-W1=0;小球B下降过程,根据动能定理有3mgh-W1=12×3mv2-0,解得v=4gh3,选项B正确。答案B3.(2020上海复旦附中期末)一质量为2 kg的物体,在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动,当运动一段时间后拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动。如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像,g取10 m/s2,则据此可以求得()A.物体与水平面间的动摩擦因数为=0.25B.物体匀速运动时的速度为v=42 m/sC.合外力对物体所做的功为W合=32 JD.摩擦力对物体所做的

9、功为Wf=-64 J解析物体做匀速直线运动时,受力平衡,则Ff=8 N,=FfFN=Ffmg=82×10=0.4,选项A错误;F-x图像与x轴围成的面积表示拉力做的功,则由题图可知,WF=12×(4+8)×8 J=48 J,滑动摩擦力做的功Wf=-mgx=-0.4×2×10×8 J=-64 J,所以合外力做的功为W合=-64 J+48 J=-16 J,选项C错误,D正确;根据动能定理得W合=0-12mv02,解得v0=-2W合m=2×162 m/s=4 m/s,选项B错误。答案D4.(多选)如图甲所示,质量m=2 kg的物体

10、以100 J的初动能在粗糙程度相同的水平地面上滑行,其动能Ek随位移x变化的关系图像如图乙所示,则下列判断中正确的是()A.物体运动的总位移大小为10 mB.物体运动的加速度大小为10 m/s2C.物体运动的初速度大小为10 m/sD.物体所受的摩擦力大小为10 N解析由题图乙可知,物体运动的总位移为10 m,根据动能定理得,-Ffx=0-Ek0,解得Ff=Ek0x=10010 N=10 N,选项A、D正确;根据牛顿第二定律得,物体的加速度大小为a=Ffm=102 m/s2=5 m/s2,选项B错误;由Ek0=12mv2得v=2Ek0m=2×1002m/s=10 m/s,选项C正确。

11、答案ACD5.(2020江西鹰潭一中期末)如图所示,A、B两个材料相同的物体用长为L且不可伸长的水平细线连接在一起放在水平面上,在水平力F作用下以速度v做匀速直线运动,A的质量是B的2倍,某一瞬间细线突然断裂,保持F不变,仍拉A继续运动距离s0后再撤去,则当A、B都停止运动时,A和B相距多远?解析设物体与水平面间的动摩擦因数为,物体B的质量为m,B从细线断裂到停止运动前进s2,A从细线断裂到停止运动前进s1,对B由动能定理得-mgs2=-12mv2,对A由动能定理得Fs0-·2mgs1=0-12×2mv2,细线断裂前,系统处于平衡状态,有F=·3mg,联立以上各式

12、可得s1-s2=32s0。当A、B都停止运动时,A、B两物体相距s=L+s1-s2=L+32s0。答案L+32s06.冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意图如图所示。比赛时,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出,使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O,为使冰壶滑行得更远,运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为1=0.008,用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至2=0.004。在某次比赛中,运动员使冰壶C在投掷线中点处以2 m/s的速度沿虚线滑出。为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点,运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少?(g取10 m/s2