2022年人教版动能和动能定理达标作业解析版

动能和动能定理达标作业（解析版)1．如图，质量为m的小猴子在荡秋千，大猴子用水平力F缓慢将秋千拉到图示位置后由静止释放，此时藤条与竖直方向夹角为θ，小猴子到藤条悬点的长度为L，忽略藤条的质量。在此过程中正确的是()A．缓慢上拉过程中拉力F做的功WF＝FLsinθB．缓慢上拉过程中小猴子重力势能增加mgLcosθC．小猴子再次回到最低点时重力的功率为零D．由静止释放到最低点小猴子重力的功率逐渐增大2．如图所示，长为L的轻绳一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，在最低点给小球一水平初速度v0，同时对小球施加一大小不变，方向始终垂直于绳的力F，小球沿圆周运动到绳水平时，小球速度大小恰好也为v0。则正确的是（）A．小球在向上摆到45°角时速度达到最大 B．F=mgC．速度大小始终不变 D．F=3．2018年2月13日，平昌冬奥会女子单板滑雪U形池项目中，我国选手刘佳宇荣获亚军。如图所示为U形池模型，其中a、c为U形池两侧边缘且在同一水平面上，b为U形池最低点。刘佳宇(可视为质点)从a点上方高h的O点自由下落由左侧进入池中，从右侧飞出后最高点上升至相对c点高度为的d点。不计空气阻力，下列判断正确的是()A．运动员从O到d的过程中机械能减少B．运动员再次进入池中后，刚好到达左侧边缘a然后返回C．运动员第一次进入池中，由a到b的过程与由b到c的过程相比损耗机械能较小D．运动员从d返回到b的过程中，重力势能全部转化为动能4．如图所示，滑沙是国内新兴的旅游项目，假设滑沙轨道平直，轨道顶端距离底端的竖直高度为h，倾角为θ。一小孩坐在滑板上从轨道的顶端由静止滑下，到达轨道底端时速度大小为v，小孩和滑板的总质量为m，滑板与沙子之间的动摩擦因数恒定，不计空气阻力，重力加速度为g。关于小孩和滑板沿轨道从顶端滑到底端的过程，下列说法正确的是A．小孩和滑板受到的支持力的冲量为零B．小孩和滑板克服摩擦力做的功为C．小孩和滑板所受摩擦力的大小为D．小孩的质量越大，从顶端滑到底端的时间就越短，机械能损失就越大5．一物体做变速运动时，下列说法中正确的是（）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．物体的加速度可能为零6．如图所示，粗糙的水平轨道BC的右端与半径R＝0.45m的光滑竖直圆轨道在C点相切，倾斜轨道AB与水平方向间的夹角为，质量m＝0.1kg的小球从倾斜轨道顶端A点由静止滑下，小球经过轨道衔接处时没有能量损失。已知水平轨道BC的长度L＝2m，小球与倾斜轨道和水平轨道间的动摩擦因数均为μ＝，sin＝，cos＝，g取10m/s2，则下列说法正确的是（）A．若小球刚好运动到C点，则小球开始滑下时的高度为1.5mB．若小球开始滑下时的高度为2m，则第一次在圆轨道内运动时小球不离开轨道C．若小球开始滑下时的高度为2.5m，则第一次在圆轨道内运动时小球不离开轨道D．若小球开始滑下时的高度为3m，则第一次在圆轨道内运动时小球将离开轨道7．以大小为v0的初速度水平抛出一个小球，运动一段时间，小球的动能是初动能的2倍，不计空气阻力，重力加速度为g，则这段时间内A．小球运动的时间为B．小球运动的时间为C．重力做功等于小球的初动能D．重力做功的平均功率为8．在探究功与物体速度变化的关系的实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图所示的纸带.这条纸带上的点两端较密，中间稀疏.出现这种情况的原因可能是（）A．电源的频率不稳定B．木板倾斜的程度太大C．没有使木板倾斜或倾斜角太小D．小车受到的阻力较大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EK、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或下落时间的变化规律，下列四个图象中正确的是（）A． B．C． D．10．小滑块以初动能Ek0从A点出发，沿斜面向上运动，AB、BC、CD长度相等，若整个斜面AD光滑，则滑块到达D位置速度恰好为零，而后下滑。现斜面AB部分处处与滑块间有相同的动摩擦因数，其余部分BD仍光滑，则滑块恰好滑到C位置速度为零，然后下滑，那么滑块下滑到（）A．位置B时的动能为B．位置B时的动能为C．位置A时的动能为D．位置A时的动能为11．如图所示，光滑斜面AB的倾角θ=53°，BC为水平面，BC的长度lBC=1.10m，CD为光滑的圆弧，半径R=0.60m．一个质量m=2.0kg的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，物体与水平面BC间的动摩擦因数μ=.轨道在B，C两点光滑连接．当物体到达D点时，继续竖直向上运动，最高点距离D点的高度h=0.20m，sin53°=，cos53°=取10m/s2.求：(1)物体运动到C点时速度大小vC(2)A点距离水平面的高度H(3)物体最终停止的位置到C点的距离s.12．如图所示，MN为光滑的水平面，NO是一长度s=1.25m、倾角为θ=37°的光滑斜面（斜面体固定不动），OP为一粗糙的水平面。MN、NO间及NO、OP间用一小段光滑圆弧轨道相连。一条质量为m=2kg，总长L=0.8m的均匀柔软链条开始时静止的放在MNO面上，其AB段长度为L1=0.4m。链条与OP面的摩擦系数μ=。（g=10m/s2，sin37°=．cos37°=）现自由释放链条，求：(1)链条的A端滑到O点时，链条的速率为多大？(2)链条在水平面OP停下时，其C端离O点的距离为多大？13．如图(a)所示，某同学在水平面上用水平力拉一质量为1kg的物块由静止开始运动。借助力传感器和位移传感器，该同学测得不同时刻物块的速度v和拉力F，并绘出v－图像，见图（b），其中线段AB与v轴平行，所用时间为2s，线段BC的延长线过原点，所用时间为4s，v2为物块能达到的最大速度，此后物块的速度和拉力保持不变。不计空气阻力，则2s末（B点）拉力的功率为_______W，这6s内物块的位移为_______m。14．质量的运动员在离水面10m高的跳台以的速度跳出，起跳时所做的功为________J，运动员从起跳到入水重力做功为__________J，运动员入水时的动能为_________J．（g取）参考答案1．C【解析】【详解】A．缓慢上拉过程中，小猴处于平衡状态，故拉力是变力，根据动能定理，有：W-mgL（1-cosθ）=0，故W=mgL（1-cosθ），故A错误；B．缓慢上拉过程中小猴子重力势能增加等于克服重力做功，故为mgL（1-cosθ），故B错误；C．小猴子再次回到最低点时重力方向与速度方向垂直，故重力的瞬时功率为零，故C正确；D．刚刚释放时，速度为零，故重力的功率为零，最低点重力与速度垂直，功率也为零，故由静止释放到最低点小猴子重力的功率先增加后减小，故D错误；【点睛】本题考查了平衡条件、动能定理的综合运用，知道从A到B的过程中，因拉力F是变力，不能通过功的公式求解拉力做功的大小，需通过动能定理进行求解．2．D【解析】【分析】本题考查动能定理的应用，要注意明确重力的功和路程无关，而拉力始终和绳垂直，即一直做正功。【详解】BD．小球向上摆的过程中，由动能定理：解得：B错误，D正确；因为当重力沿切线方向的分力与F等大反向时，切线方向的加速度为零，速度达最大，设在向上摆到角时，速度最大：解得A错误；因为两力在运动过程中做功大小不完全相同，故物体做变速运动，C错误。故选D。3．A【解析】【详解】AB．运动员从高h处自由下落由左侧进入池中，从右侧飞出后上升的最大高度为，此过程中摩擦力做负功，机械能减小，且减少的机械能为；再由右侧进入池中时，平均速率要小于由左侧进入池中过程中的平均速率，根据圆周运动的知识，可知速率减小，对应的正压力减小，则平均摩擦力减小，克服摩擦力做的功减小，即摩擦力做的功小于，则运动员再次进入池中后，能够冲击左侧边缘a然后返回，故A正确，B错误；C．运动员第一次进入池中，由a到b过程的平均速率大于由b到c过程的平均速率，由a到b过程中的平均摩擦力大于由b到c过程中的平均摩擦力，前一过程损耗机械能较大，故C错误；D．运动员从d返回到b的过程中，摩擦力做负功，重力势能转化为动能和内能，故D错误。故选A。4．C【解析】【详解】A．由公式可知，小孩和滑板受到的支持力的冲量不为零，故A错误；B．由动能定理得得故B错误；C．克服摩擦力做功为解得故C正确；D．下滑时有所以下滑时间与质量无关，损失的机械能等克服摩擦做的功即为所以质量越大，损失的机械能越大，故D错误。故选C。5．B【解析】【详解】AC.物体做变速运动，可能是物体的速度方向变化，而大小不变，如匀速圆周运动，此时物体的动能不变，并且合外力对物体不做功，故A错误，C均错误；BD.物体做变速运动，一定具有加速度，物体所受合外力一定不为零，故B正确，D错误。故选：B。6．ABD【解析】【详解】A．若小球刚好运动到C点，由动能定理，研究小球从A点到C点的过程得mgh1－μmgcos－μmgL＝0－0解得h1＝1.5m故A正确；B．若小球开始滑下时的高度为2m，根据动能定理，从A点到C点有mgh2－μmgcos－μmgL＝EkC－0解得EkC＝由动能定理得小球要运动到D点(右半部分圆轨道上与圆心等高的点为D点)，在C点的动能至少是mgR＝所以小球不能到达D点，在C点与D点之间某处速度减为零，然后沿圆轨道返回滑下，故B正确；C．小球做完整的圆周运动，刚好不脱离轨道时，在圆轨道最高点速度最小是，由动能定理得－2mgR＝mv2－Ek0理可得要使小球做完整的圆周运动，小球在C点动能最小值为Ek0＝mg若小球开始滑下时的高度为2.5m，则小球在C点的动能是，若小球开始滑下时的高度为3m，则小球在C点的动能是，这两种情况下小球通过D点后都会在D点与最高点之间某一位置做斜抛运动，即小球将离开轨道，故C错误，D正确。故选ABD。7．ACD【解析】【详解】AB.当小球的动能是初动能的2倍时，小球的速度大小为根据运动的合成与分解可知，小球在竖直方向的分速度大小为，则小球运动的时间为，故A正确，B错误；C.根据动能定理可知，重力做功等于动能的变化量，大小等于小球的初动能，故C正确；D.重力做功的平均功率，故D正确。故选：ACD8．CD【解析】A.由图看出小车先加速后减速，最后停下来。电源的频率不稳定时，打点周期不稳定，对纸带所记录的点中间会产生影响，但最终点的间距不会为零，故A错误；B.木板倾斜程度太大时，当橡皮筋的拉力消失后，小车仍做加速运动，不可能做减速运动，故B错误；C.由图看出小车先加速后减速，最后停下来，说明橡皮筋的拉力消失后，小车做减速运动，摩擦力的影响没有消除，说明没有使木板倾斜或倾斜角度太小，摩擦力未被平衡，故C正确；D.小车有橡皮筯作用时做加速运动，橡皮筯作用完毕后小车做减速运动，可能小车受到的阻力较大，并且没有被平衡，故D正确。故选：CD.点睛：本实验中需要平衡摩擦力，使小车受到的合外力等于橡皮筋的拉力．由图看出小车先加速后减速，分析是否平衡摩擦力即可解答．9．AC【解析】C、钢板受到重力mg、风力F、墙的支持力N和滑动摩擦力f，由于风力恒定，则由平衡条件得知，墙对钢板的支持力恒定，钢板所受的滑动摩擦力恒定，故钢板匀加速下滑，则有v=at，故C正确；A、根据动能定理得：，可知与h成正比，故A正确；B、设钢板开始时机械能为，钢板克服滑动摩擦力做功等于机械能减小的量，则，则知E与t是非线性关系，图象应是曲线，故B错误；D、重力的功率，则知P与h是非线性关系，图象应是曲线，故D错误；故选AC．【点睛】本题首先要正确分析钢板的运动情况，其次要根据物理规律得到动能、机械能、速度和重力功率的表达式，再选择图象．10．AD【解析】【详解】AB.设斜面长3x、高为3h，若斜面光滑，滑块由底端到顶端过程中，－mg·3h＝0－Ek0①；若AB部分粗糙、其他部分光滑，滑块由底端A到C过程中，－fx－mg·2h＝0－Ek0②；滑块由C滑到B过程中，mgh＝EkB③，联立①③可解得EkB＝，故A正确，B错误；CD.滑块由C滑到A过程中，mg·2h－fx＝EkA④，联立①②④三式可解得：EkA＝，故C错误，D正确。故选：AD11．(1)4m/s(2)1.02m(3)0.4m【解析】解析(1)物体由C点到最高点，根据机械能守恒得：代入数据解得：(2)物体由A点到C点，根据动能定理得：代入数据解得：(3)从物体开始下滑到停下，根据能量守恒得：代入数据，解得：由于所以，物体最终停止的位置到C点的距离为：．点睛：本题综合考查功能关系、动能定理等；在处理该类问题时，要注意认真分析能量关系，正确选择物理规律求解．12．(1)3m/s；(2)0.98m。【解析】【分析】(1)链条的A端滑到O点的过程中，因为只有重力做功，所以机械能守恒，根据机械能守恒定律即可求得链条A端滑到O点时的速率；(2)摩擦力随距离均匀增大，可以用平均摩擦力求摩擦力做功；从链条的A端滑到O点到最终链条停下的过程，由动能定理可求得停下时的C端距O点的距离。【详解