【物理】动能和动能定理同步提高训练 2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

高一物理必修二8.3动能和动能定理同步提高训练动能定理1.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（）A．sB．2sC．4sD．8s2．如图所示，甲、乙两小球质量相同且均可视为质点，小球甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，小球乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是（）A．两小球到达底端时的速度相同B．两小球到达底端时动能相同C．两小球由静止到运动到底端的过程中重力做功不相同D．两小球到达底端时，甲小球重力做功的瞬时功率大于乙小球重力做功的瞬时功率3.如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一质量为m的小球向右滑行，并冲上固定在水平地面上的斜面。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，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，则从A到C的过程中弹簧弹力做的功？ 4.如图所示，AB为四分之一圆弧轨道，BC为水平直轨道，两轨道在B点平滑连接，圆弧的半径为R，BC的长度也是R。一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，它由轨道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到C处停止，不计空气阻力，重力加速度为g，求：物体在AB段克服摩擦力所做的功 5.如图所示，长为L的木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的物体，现缓慢抬高A端，使木板以左端为轴在竖直面内转动，使木板转到与水平面成α角时物体开始滑动，此时停止转动木板，物体滑到木板底端时的速度为v，重力加速度为g，则在整个过程中求：（1）支持力对物体做功（2）摩擦力对物体做功（3）木板对物体做功6.如图所示，水平轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端点在O位置。质量为m的物块A(可视为质点)以初速度v0从距O点右方x0的P点向左运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O′点位置后，A又被弹簧弹回。A离开弹簧后，恰好回到P点，物块A与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内。(1)求物块A从P点出发又回到P点的过程，克服摩擦力所做的功；(2)求O点和O′点间的距离x1。7.如图所示，质量为m的钢珠从距地面h高处由静止自由下落，落到地面进入沙坑停止，设钢珠在沙坑中所受平均阻力的大小不随深度改变。(1)钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？(2)若让钢珠进入沙坑，则钢珠在h高处的初动能应为多少？8．如图所示，一薄木板倾斜搭放在高度一定的平台和水平地板上，其顶端与平台相平，末端置于地板的P处，并与地板平滑连接。将一可看成质点的滑块自木板顶端无初速度释放，滑块沿木板下滑，接着在地板上滑动，最终停在Q处。滑块与木板及地板之间的动摩擦因数相同。现将木板截短一半，仍按上述方式放在该平台和水平地板上，再次将滑块自木板顶端无初速度释放，则滑块最终将停在P处？P、Q之间？Q处？Q的右侧？请证明！9．如图所示，建筑工地常使用打桩机将圆柱体打入地下一定深度，某次打桩机第一次打击位于地面的圆柱体，使其进入泥土深度为h0，已知圆柱体的质量为m，所受泥土阻力f与进入泥土深度h成正比(即f＝kh，k为常量)，则打桩机第一次打击过程对圆柱体所做的功为？往复运动10.如图所示，将物体从倾角为θ的固定斜面上由静止释放，开始向下滑动，到达斜面底端与挡板相碰后，原速率弹回。已知物体开始时距底端高度为h，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，求物体从开始运动到停止通过的路程。11.如图所示，光滑固定斜面AB的倾角θ＝53°，BC为水平面，BC长度lBC＝1.1m，CD为光滑的eq\f(1,4)圆弧，半径R＝0.6m。一个质量m＝2kg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＝0.2，轨道在B、C两点平滑连接。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＝0.2m。不计空气阻力，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2。求：(1)物体第一次运动到C点时的速度大小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．如图甲所示是滑板运动的其中一种场地，可以简化为如图乙所示的模型。AB和CD为光滑的eq\f(1,4)圆弧，半径R＝1m，BC为粗糙的水平面，长L＝2m，动摩擦因数μ＝0.1。现有一运动员在BC中点处用力蹬地，立即获得一个初速度v0＝4m/s向右运动，中途不在蹬地，不计空气阻力，运动员(包括滑板)的质量m＝60kg，g取10m/s2。求：(1)求运动员第一次进入圆弧轨道CD的C点时对场地的压力；(2)分析判断运动员能否运动到AB圆弧轨道；(3)求运动员最终停止的位置。13．如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，C是最低点，圆心角∠BOC＝37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径r＝4m，现有一个质量为m＝0.2kg、可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，D、E两点间的距离h＝16m，物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ＝0.5，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。不计空气阻力。(1)求物体第一次通过C点时轨道对物体的支持力FN的大小；(2)要使物体不从斜面顶端飞出，斜面的长度LAB至少要多长；(3)若斜面已经满足(2)的要求，物体从E点开始下落，求小物块在AB斜面上运动的总路程平抛圆周14.如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧轨道，其半径为R＝0.5m，平台与轨道的最高点等高。一质量m＝0.8kg的小球(可视为质点)从平台边缘的A处以v0＝3m/s的水平速度射出，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧，轨道半径OP与竖直方向的夹角为53°，已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，重力加速度g＝10m/s2。(1)求小球到达P点时的速度大小vP；(2)求小球到达圆弧轨道最低点时的速度大小以及对轨道的压力；(3)小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时对轨道的内壁还是外壁有弹力，并求出弹力的大小。15.如图甲所示为滑雪大跳台，将其简化为如图乙所示模型：AB段和CD段是长度均为L＝50m的倾斜滑道，倾角均为37°；BC段是半径R＝20m的一段圆弧轨道，圆心角为37°，与AB段平滑连接；DE段为结束区。一滑雪爱好者连同装备总质量为m＝60kg，从A点由静止出发沿着滑道AB、BC下滑，从C点水平抛出落到斜面CD上的N点，点N到C的距离d＝48m。该爱好者可看作质点，将C到N的运动简化为平抛运动处理。忽略其运动过程中所受的空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2。求：(1)该爱好者运动到C点时对滑道的压力大小；(2)从开始运动到落至N点的过程中摩擦阻力做的功。16.水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为R的固定光滑圆弧轨道eq\o(CDE,\s\up9(︵))在同一竖直平面内，过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60°。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道eq\o(CDE,\s\up9(︵))内侧，并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为eq\f(1,2π)，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小物块可视为质点。求：(1)小物块到达D点的速度大小；(2)B和D两点的高度差；(3)小物块在A点的初速度大小。图像问题17.在粗糙的水平面上给滑块一定的初速度，使其沿粗糙的水平面滑动，经测量描绘出了滑块的动能与滑块的位移的变化规律图线，如图所示。用μ表示滑块与水平面之间的动摩擦因数，用t表示滑块在该水平面上滑动的时间，已知滑块的质量为m＝19kg，g＝10m/s2。则μ和t分别等于多少？ 18.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、Ek、x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。则下列图像中，能正确反映这一过程的是()19.物体沿直线运动的v－t图像如图所示，已知在第1s内合力对物体做功为W，则()A．从第1s末到第3s末合力做功为4WB．从第3s末到第5s末合力做功为－2WC．从第5s末到第7s末合力做功为WD．从第3s末到第4s末合力做功为－0.5W20.从地面竖直向上抛出一小球，小球受大小恒定的空气阻力作用，其动能Ek随运动路程s的变化如图所示，重力加速度g＝10m/s2。则()A．小球受到的阻力大小为4NB．小球向上运动时加速度大小为12m/s2C．小球的初速度的大小为10m/sD．当小球的运动路程为5m时，克服阻力做的功为20J21.一辆新能源汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，通过车上装载的传感器记录了牵引力F随速度v变化的图像如图所示，加速过程共经历的时间t＝8s，加速过程通过的路程s＝50m，在图中的N点结束加速，之后汽车做匀速直线运动，汽车运动过程中所受的阻力始终不变，求：(1)汽车恒定功率P的大小；(2)汽车匀速运动时速度大小；(3)汽车的质量大小。参考答案：1.B2.B3.mgh－eq\f(1,2)mv24.(1－μ)mgR5.mgLsinα，Wf＝eq\f(1,2)mv2－mgLsinα，eq\f(1,2)mv26.(1)eq\f(1,2)mv02(2)eq\f(v02,4μg)－x07.11mgmgh8. Q处9.eq\f(kh02,2)－mgh010.eq\f(h,μcosθ)11.(1)4m/s(2)1.02m(3)0.4m12.(1)1440N，方向竖直向下(2)能(3)距B点或距C点1m处13.(1)22N(2)1