物理鲁科版必修第二册第3节 动能和动能定理随堂作业

【精品】第3节动能和动能定理随堂练习

一.单项选择

1.质量为小的汽车在平直路面上匀加速启动，后保持额定功率行驶，启动过程的速

度随时间变化规律如图所示，其中OA为过原点的一条直线，整个运动过程中汽车所

受阻力恒为£贝IJ（）

A.°〜/时间内，汽车的牵引力等于八

f.生

B.4时间内，汽车克服阻力做的功为2

C.时间内，汽车的功率等于/飞

D.时间内，汽车的功率小于额定功率

2.如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为加以一定

的初速度「从2点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到/点恰好静止，

物块向左运动的最大距离为s,与地面间的动摩擦因数为〃，重力加速度为g,弹

簧未超出弹性限度。在上述过程中（）

A.物块克服摩擦力做的功为0

B.物块克服摩擦力做的功为2

C.弹簧的最大弹性势能为0.5必/

D.弹簧最大弹性势能为0.51n寸+umgs

u=—

3.如图，固定斜面的倾角夕=3。°,物体/与斜面之间的动摩擦因数2,轻弹

簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点。用一根不可伸长的轻绳通

过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为2必，

6的质量为〃初始时物体/到C点的距离为乙现给46—初速度”（%＞疯），

使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到

。点。已知重力加速度为g,不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，

则（）

A.物体Z向下运动刚到。点时的速度大小展”

B.物体A向下运动刚到，点时的速度大小）说一2gL

-L

C.弹簧的最大压缩量为2IF

D.弹簧的最大压缩量为।

4.长为/=0.2m的轻绳一端系于。点，另一端悬挂一质量为炉0.1kg的小球，现将小球

拉到与。点等高的位置竖直向下抛出，初速度为2m/s,不计一切阻力，求小球到。点正

下方时对轻绳的拉力的大小为（）

A.4NB.5NC.6ND.7N

5.一列质量为小的动车，由静止开始以加速度a匀加速启动，当速度达到丫时，以恒

定功率P在平直轨道上运动一段时间达到该功率下的最大速度V”，整个过程中动车运动

时间为t,动车克服阻力做功W,设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变。下列关系

式正确的是（）

fP1,17

A.mB.fC,P=（F+'MVD.22

6.高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。则在启动阶段，

列车的动能（）

A.与它所经历的时间成正比B.与它的位移成正比

C.与它的速度成正比D.与它所经历时间的三次方成正比

7.如图所示，把46两个相同的小球从离地面相同高度处，以相同大小的初速度两分

别沿竖直向上和水平方向抛出，不计空气阻力。则下列说法中正确的是（）

A.两小球落地时，动能相同

B.两小球落地时速度相同

C.两小球落地时，重力的瞬时功率相同

D.从小球抛出到落地，重力对两小球做功的平均功率相同

8.中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中山西刀削面，堪称天下一绝，传统的操作

手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈（可视为质点）

刚被削离时距开水锅的高度为力，与锅沿的水平距离为锅的半径也为£,将削出的小

面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为g。下列关于所有小面

圈在空中运动的描述，正确的是（）

h

A.运动的时间都相同

B.动量的变化量都相同

C.落入锅中时，最大速度是最小速度的4倍

<v0<3L、

D.若初速度为及，则N2ftY2力

9..一个物块以60J的初动能从倾角为30。的固定斜面（足够长）底端向上运动，其加

3

—g

速度大小为4,以斜面底端为零势能面，则此物块（）

A.到达最高点时重力势能为50J

B.滑回底端时的动能为20J

C.上滑过程中动能与势能相等时机械能为50J

D.下滑过程中动能与势能相等时机械能为30J

10.如图所示，有一光滑轨道/6C,48部分为半径为4的1/4圆弧，比1部分水平，质量

均为R的小球a.6固定在竖直轻杆的两端，轻杆长为兄小球可视为质点，开始时a球

处于图弧上端/点，由静止开始释放小球和轻杆，使其沿光滑弧面下滑，下列说法正确

Aa球下滑过程中机械能保持不变

B.6球下滑过程中机械能保持不变

C.a.6球滑到水平轨道上时速度大小均低诃

—mgR

D.从释放a.力球到a.6球都滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a球做的功为2

11.如图所示，篮球运动员在空中一个漂亮的投篮，质量为“=0,5kg的篮球与水平面

成45°角准确落入篮筐。已知投篮时投球点和篮筐正好在同一水平面上，投球点和篮筐

距离为l°Qm,g=l°m/s,忽略空气阻力。则篮球进筐时的动能为（）

A.30JB.25Jc.20JD.15J

12.关于功和功率，下列说法正确的是（）

A.恒力做功等于力的大小和位移大小的乘积

B.某力的功率越大，表示力做的功越多

C.汽车以一定功率行驶时，牵引力随速度的增大而减小

D.一对相互作用力做功的代数和总为零

13.如图所示，一球形容器内部固定有三根光滑绝缘轨道1.2.3,将一小球依次从轨

道顶端由静止释放，小球都可到达最低点P,下面说法正确的是（）

A.小球运动时间最长的是1轨道

B.在最低点P重力的瞬时功率最大的是小球沿轨道1的运动

C.重力做功的平均功率最大的是小球沿轨道3的运动

D.小球在三个轨道运动过程中动能的变化量相同

14.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10m/s的速度，

踢球时运动员对球的平均作用力为200N,球在场地上滚了20m,则该运动员对足球做的

功是（）

A.4JB.20J

C.4000JD.条件不足，无法确定

15.质量为2kg的物体以一定的初速度沿倾角为30°的斜面向上滑行，在向上滑行的过

程中，其动能随位移的变化关系如图所示，则物体返回到出发点时的动能为(取

5=10ms/s2)()

参考答案与试题解析

1.【答案】B

【解析】

A.0〜小时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度

根据牛顿第二定律得

F-f^ma

解得牵引力

工

片什小或

故A错误；

B.。〜4时间内汽车做匀加速直线运动，则位移为

吗

x-2%

汽车克服阻力做的功为

W=fx=f-^

故B正确；

CD.从功时刻起汽车的功率保持不变，益时刻达到最大速度，则额定功率为

P=fV2

从时刻起汽车的功率保持不变，可知汽车在打〜友时间内的功率等于额定功率，故CD

错误；

故选Bo

2.【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】AB.整个过程中，物块所受的摩擦力

f=从mg

大小恒定，摩擦力一直做负功，根据功的定义可得物块克服摩擦力做的功为

W£=口mg22s=2口mgs

故A不符合题意，B符合题意；

CD.向左运动过程中，根据动能定理可知

2

-jumgs-Ep=。-gmv

解得

瓦=0.5勿武？nmgs

故CD不符合题意。

故选B。

3.【答案】A

【解析】

AB.根据动能定理

1212

2mgLsin30°-mgL-2jumgLcos30°=—x3mv——x3mv0

解得

v=M-gL

A正确，B错误；

CD.从接触弹簧到恰好回到，点，根据动能定理

1,

-2jumg2xcos30°=0-—•3mv2

解得

1

x=—

2

CD错误。

故选Ao

4.【答案】B

【解析】

根据动能定理得

1212r

—mv--mvQ=mgL

解得

v=20m/s

小球到。点正下方时，对最小球受力分析则有

,nv

Ff-mg=—'

解得

F=5N

故ACD错误，B正确。

故选Bo

5.【答案】C

【解析】

A.在匀加速阶段，根据牛顿第二定律

F-f=ma

因此

F-f

a=--------

m

A错误；

BC.当达到速度r时恰好达到额定功率，此时

P=Fv={F+md)v

B错误，C正确；

D.设匀加速的时间为3位移为

V

克服摩擦力做功为叱，根据动能定理

12

Fx1一叱=—mv

整理得

-Pt.-W.=~mv2

2112

从达到额定功率到达到最大速度的过程中，克服摩擦力做功为％,根据动能定理

1,1,

P(t-Q-W2=-mv；n--mv

联立可得

P(t-^Q-W=-mvl

2

D错误。

故选Co

6.【答案】B

【解析】

AD.因列车做初速度为零的匀加速直线运动，则有

v=at

而动能表达式

E.=—mv2=—ma1t~

k22

可知动能与所经历的时间平方成正比，故AD错误；

B.依据动能定理，则有

F-x=1/nv2-0

口2

由于列车做匀加速直线运动，则合力为定值，所以动能与它的位移成正比，故B正确;

Ek,=—1mv2

C.由动能表达式2可知，动能与它的速度平方成正比，故C错误。

故选Bo

7.【答案】A

【解析】

A.两球初速度相同，质量相同，动能相同，从离地面相同高度处抛出，由动能定理可

知，落地时动能相同，故A正确；

B.根据机械能守恒，落地时的动能

；mv2=mgh+~mVg

其中如h.w均相等，故落地时的速度大小相等，但方向不同，所以速度不相同，故B

错误；

C.两小球落地时，速度不同，由片尸y可知，重力的瞬时功率不同，故C错误；

D.从小球抛出到落地，重力对两球做功相同，但落地时间不同，重力对两小球做功的平

均功率不同，故D错误。

故选A。

8.【答案】A

【解析】

【详解】A.平抛运动的时间由高度决定，小面圈落入锅中的过程中，下落高度都相同，

根据”=54可知，下落时间都相同，故A正确;

B.动量的变化量即为重力的冲量，因为小面圈的质量大小不确定是否相同，所以动量

变化量不一定相同，故B错误；

CD,根据，城得

2/7

水平位移的范围

L<x<L-\-2R=3L

x

%=1

根据/得初速度的范围为

g

由动能定理得

mgh=gmv2--mVg

解得

12g〃+”24

□max

2n

Vmm=百+=袅

显然小面圈落入锅中时，最大速度不是最小速度的4倍，故CD错误。

故选Ao

9.【答案】B

【解析】

物块上滑时受到的合外力为

L3

r=ma=—mg

根据动能定理

Fx=\Ek

则

AE,6080

x=丁「mg

4mg

因为

mgsin30°+f=ma

解得

,1

f=-mg

A.到达最高点时重力势能为

Ep=mgrsin30°=40J

选项A错误；

B.上滑过程中机械能损失了20J,则下滑过程机械能仍损失20J,则滑回到底端时的动

能为60J-40J=20J,选项B正确；

C.当上滑荀时动能和重力势能相等，则

1

—mgxlsin30°—ficx=—mvl—Ek0

其中

mgxxsin30°=—mv；

解得此时的机械能为

El=2mgxlsin30°=48J

选项C错误；

D.从最高点当下滑苞时动能和重力势能相等，则

12

mgx2sin30°—fa2=—mv2

其中

12

mg(x—x2)sin30°=—mv2

mgxsin30°=40J

解得此时的机械能为

E2=2xgmvf='J

选项D错误；

故选B。

10.【答案】D

【解析】

【详解】AB.对于单个小球来说，杆的弹力做功，小球机械能不守恒，AB错误;

C.两个小球组成的系统只有重力做功，所以系统的机械能守恒，故有

mgR+mg（27?）=g-2mv2

解得

v=y)3gR

选项c错误；

D.a球在滑落过程中，杆对小球做功，重力对小球做功，故根据动能定理可得

W+mgR=—mv2

联立病反，解得

W=gmgR

故D正确

故选D。

11.【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】由对称性和平抛运动规律，可得

x=2%/

%=g，

篮球进篮筐时的速度

v=M+g泞

篮球进筐时的动能

口12

E,=—mv

2

联立代入数据解得

Ek=25J

故选B。

12.【答案】C

【解析】

A.恒力做功等于力的大小和位移大小以及力和位移夹角的余弦的乘积，故A错误；

B.某力的功率越大，表示力做功越快，故B错误；

C.由尸=人可知，汽车以一定功率行驶时，牵引力随速度的增大而减小，故C正确；

D.一对相互作用力分别作用在两个物体上，可以对两个物体都做正功，比如两个带同

种电荷的