期末复习五 动能和动能定理-人教版（2019）高中物理必修第二册检测

期末专题复习五一动能和动能定理

一、选择题

1.下列关于动能的说法，正确的是（）

A.汽车的动能一定比火车的动能小

B.汽车的动能有可能比火车的动能大

C.速度相同的汽车和火车一定具有相同的动能

D.质量相同的两辆汽车一定具有相同的动能

2.某同学用200N的力将质量为0.44依的足球踢出，足球以10向s的初速度沿水平草坪滚出60,“后

静止，则足球在水平草坪上滚动过程中克服阻力做的功是（）

A.22JB.4.4JC.132JD.12000J

3.如图所示在足球赛中，红队球员在臼队禁区附近主罚定位球，并将球从球门右上角贴着球门射入，

球门高度为九足球飞入球门的速度为丫，足球质量为m则红队球员将足球踢出时对足球做的功W

为（不计空气阻力、足球可视为质点）（）

41......./

»

A.y/wv2B.mgh

1一10

C.-mv^+inghD.3mpz-mgh

4.如图所示，某同学投篮时,篮球在空中划过一条漂亮的弧线进入篮筐，关于此篮球的动能和重力势能,

以下说法中正确的是（）

A.篮球出手时动能最小B.篮球出手时重力势能最大

C.篮球在最高点时动能最大D.篮球在最高点时重力势能最大

5.在篮球比赛中，某位同学获得罚球机会，如图，他站在罚球线处用力将篮球投出，篮球以约为1

m/s的速度撞击篮筐.已知篮球质量约为0.6kg,篮筐离地高度约为3m,忽略篮球受到的空气阻力,

则该同学罚球时对篮球做的功大约为（）

A.IJB.I0JC.50JD.100J

6.物体在合外力作用下做直线运动的修图像如图所示。下列表述正确的是（）

A.在OUls内，合外力做正功B.在OU2s内，合外力总是做正功

C.在1U2s内，合外力不做功D.在OU3s内，合外力做正功

7.如图所示，三个粗糙斜面固定在水平地面上，它们的高度均为力，倾角分别为以、。2、仇。让质

量均为扭的物体沿斜面从顶端滑到底端，物体与斜面间的动摩擦因数均为〃。物体在倾角为外的斜

面上滑到底端时的动能为反，关于Ek下列表达式正确的是（）

mtn

.Limgh

A.mghB.fngh--------

tan”?

C.mgh-/LimghD.mgh-jumghcos03

8.我国“北斗二代”计划在2020年前发射35颗卫星，形成全球性的定位导航系统，比美国GPS多5

颗.多出的这5颗是相对地面静止的高轨道卫星（以下简称“静卫”），其他的有27颗中轨道卫星（以下

简称“中卫”）的轨道高度为“静卫”轨道高度的今下列说法正确的是（）

A.“中卫”的线速度介于7.9km/s和11.2km/s之间

B.“静卫”的轨道必须是在赤道上空

C.如果质量相同，“静卫”与“中卫”的动能之比为3：5

D.“静卫”的运行周期小于“中卫”的运行周期

9.将一小球竖直向上抛出，小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略.a为小球运动轨迹上的

一点，小球上升和下降经过。点时的动能分别为E“和Ek2.从抛出开始到小球第一次经过a点时重

力所做的功为Wi,从抛出开始到小球第二次经过。点时重力所做的功为的.下列选项正确的是（）

A.Ek产Em卬尸卬2

B.Ek\>Ek2,W尸牝

C.Ek\<Ek2,W\<W2

D.Ek\>Ek2,W\<W2

10.如图所示，在竖直平面内固定着半径为R光滑的,圆孤槽，它的末端水平，上端离地面高”，

一个小球从上端无初速滑下，则小球落地时离出发点的水平距离为（）

A.21R(H-R)B.R+y/2R(H-R)

C.R+[R(H-R)D.R+2y/R(H-R)

11.如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P

由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g.质点自P滑到

Q的过程中，克服摩擦力所做的功为（）

K

C.-^mgRD.—mgR

12.（多选题）从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球，一个竖直上抛，一个竖直下

抛，另一个平抛，则它们从抛出到落地（）

A.运行的时间相等B.加速度相同

C.落地时的速度相同D.落地时的动能相等

二、实验题

13.利用如图甲所示的装置可以完成力学中的许多实验。

（1）用图甲装置：在探究小车速度随时间的变化规律的实验中，下列说法正确的是

A.小车应靠近打点计时器，先释放小车，后接通电源

B.长木板的一端必须垫高，使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动

C.连接钩码与小车的细线应与长木板保持平行

D.选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始

（2）小明同学用图甲装置探究了做功与物体速度变化的关系：保持所挂钩码的质量不变，通过改变位

移来改变外力做功，保持此条件下，小车及车上祛码的总质量__________（选填：A.需要B.不需

要）远远大于所悬挂钩码的质量；

⑶小何同学用图甲装置进行“探究加速度与力、质量的关系”时，进行了如下操作：

①在滑板的右侧加一垫块，用以平衡摩擦阻力，如图乙所示，开启电源，轻推小车，打出了一条如

图丙所示的纸带，纸带左端与小车相连，据此纸带判断，垫块（填“偏薄”或“偏厚”）;

②垫块调整后，再打出一条纸带，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之

间的距离（单位cm）,如图丁所示，由纸带数据计算可得，小车的加速度为m/s2（保留2

位有效数字）。

14.某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置验证了动能定理，实验时该小组的同学将小车由

光电门1的左侧静止释放，通过细绳在祛码的牵引下开始运动，先后经过光电门1、2,并通过计算

机记录了挡光时间。经测量可知小车和挡光片的总质量为M,祛码盘及祛码的总质量为

光片

光电门1光电门2

0

=HR定滑轮

Yr〉

IIIIIIIg

A

甲祛码班乙

根据所学的知识回答下列问题：

（1）摩擦力的影响会对该实验带来一定的误差，为了平衡摩擦力，实验时应（填“取下”或

“挂上”）祛码盘，并适当地垫高长木板的（填“左”或“右”）端；

（2）在（1）的前提下，为了使细绳的拉力大小近似等于祛码盘及盘中祛码的总重力，应使小车和挡光片

的总质量为M________（填“远大于”“大于”“等于”“小于”或“远小于”）祛码盘及盘中祛

码的总质量；

（3）实验小组的同学用游标卡尺对挡光片的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则挡光片的宽度

cm：

（4）计算机记录小车通过光电门1、2的时间分别为\t2,且两光电门之间的距离为L重力加

速度用g表示，则验证动能定理的关系式应为（用以上相关物理量的字母表示）。

三、解答题

15.在冬天，高为h=1.25m的平台上覆盖了一层冰.一乘雪橇的滑雪爱好者，从距平台边缘s=24m

处，以初速度v°=7m/s向平台边缘滑去.若雪橇和滑雪者的总质量为70kg,平台上的冰面与雪橇间

的动摩擦因数为H=0.05,如图所示，取g=10m/s2.求:

（1）滑雪者离开平台时的速度；

（2）滑雪者着地点到平台边缘的水平距离；

(3)滑雪者即将着地时，其速度方向与水平地面的夹角.

16.多级火箭是由数级火箭组合而成的运载工具，每一级都有发动机与燃料，目的是为了提高火箭

的连续飞行能力与最终速度.现有一小型多级火箭，质量为第一级发动机的额定功率为P,先

使火箭由静止竖直向上做加速度为。的匀加速直线运动.若空气阻力为了并保持不变，不考虑燃料燃

烧引起的质量变化及高度不同引起的重力变化，达到额定功率后，发动机功自率保持不

变，直到火箭上升达到最大速度时高度为从试求：

(1)第一级发动机能使火箭达到的最大速度.i

HeA

(2)第一级发动机做匀加速运动的时间.TI

TT

(3)第一级发动机以额定功率开始工作，直到最大速度时的运行时间.

17.如图所示，A8段为粗糙水平轨道，3c段是固定于竖直平面内的光滑半圆形导轨，半径为

一质量为的滑块静止在A点，在水平恒力尸作用下从A点向右运动，当运动至8点时，撤去恒力

F,滑块沿半圆形轨道向上运动恰能通过最高点C,已知滑块与水平轨道间的滑动摩擦力F,=鳖,

4

水平恒力尸=整，求：

2

(1)滑块与水平轨道间的动摩擦因数〃;

(2)滑块运动至C点的速度大小vc:

(3)水平轨道AB的长度L„

18.如图所示是一个游戏装置48是一段与水平方向夹角为37。、长为乙=2.0m的倾斜轨道AB,通过

水平轨道BC(BC段是长度调节范围在0~10m可伸缩轨道)与竖直圆轨道(轨道半径R=0.4m,圆

轨道最低点C、E略错开)，出口为水平轨道EF,在EF的右端固定一块竖直弹性挡板，小物块与网

科学竖直弹性挡板的碰撞无机械能损失，整个轨道除BC段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以

微小圆弧相接，没有机械能损失。一个质量〃?=10g的小物块以初速度vo=4.0m/s,从某一高处水平抛

出，到A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下。已知物块与BC轨道的动摩擦因数“=0.5

(g取10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80)求：

(1)小物块水平抛出的位置离A点的高度差？

(2)若BC段长为2.4m,判断物块是否会与弹性挡板碰撞，若会请求出碰前的速度，若不会请说明理

由；

(3)若小物块从A进入轨道到最终停止都不脱离轨道，求满足条件的BC段的最短长度是多少？

期末专题复习五一动能和动能定理

参考答案

1.B2.A3.C4.D5.B6.A7.B8.B9.BIO.Dll.C12.BD

13.CB偏薄0.15

【解析】

.小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，所以A错误；

B.在探究小车速度随时间的变化规律的实验中，不要求平衡摩擦力，所B错误；

C.连接钩码与小车的细线应与长木板保持平行，所以C正确；

D.选择计数点时，取看的清楚的点，不一定从纸带上第一点开始，所以D错误。

故选Co

(2)⑵在探究做功与物体速度变化关系的实验中，不需要满足小车及车上祛码的总质量远远大于所悬

挂钩码的质量，只要保证小车实验过程中所受外力不变就可以。所以选B。

(3)[3]由图丙纸带的点的分布可知，点与点之间的间隔在减小，即小车做减速运动，也就是小车在运

动过程中受到了阻力，说明垫块偏薄，没有完全平衡摩擦阻力。

[4]每5个点取一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为

T=0.02x5s=0.1s

则小车的加速度为

2

a=(3-83+3.97-3.52-3.68)x",信=0.15m/s

](1]、

14.取下左远大于0.555mgL=-Md2-------3

23；△彳)

【解析】

(i)ni[2]本实验为了使细绳拉力为小车的合力，即拉力的功等于合力对小车所做的功，实验前取下祛

码盘，并将长木板左端略微抬高，平衡小车的摩擦力。

(2)网只有当M远大于加时，祛码盘和盘中祛码的重力才等于绳子的拉力，即满足何远大于小时可

以用祛码盘和盘中祛码的重力做的功代替小车合力做的功。

(3)[4]由游标卡尺的读数规则可知，主尺示数为5mm,游标尺示数为

11xO.O5mm=O.55mm

则挡光片的宽度

J=5mm+0.55mm=5.55mm

即为0.555cm。

⑷⑸由实验原理可知，小车的合外力做功近似等于硅码盘和盘中祛码受到的重力做功，即

W=mgL

小车通过光电门1时的速度

d

V.=一

期

小车通过光电门2时的速度

d

v,=—

■颂

小车通过两光电门的过程中动能的变化量

验证动能定理的关系式应为

,1A"11

mgL=—Md-----

2

15.(1)5nVs(2)2.5m(3)45°

【解析】(1)由动能定理-|imgs=mvo2/2—mv2/2得：vo=5m/s,

即滑雪者离开平台时的速度5m/s.

(2)由h=gt2/2得t=0.5s

着地点到平台边缘的水平距离：x=vot=2.5m

(3)把滑雪爱好者着地时的速度u分解为Vx、Vy两个分量

vy=gt=5m/s

vo=vx=vytan0解得：9=45°

⑹⑴匕"二合⑵"(%+1僚”⑶

MP'(f+Mg)HP

2(7+Mg)2P2a(f+Mg+Ma)

【解析】

(1)由题意知火箭达到最大速度时加速度为零，设发动机牵引力为F,则:

F=.什Mg

额定功率为P，所以最大速度有：

PP

匕"=下=f+Mg

(2)由题意知做匀加速运动，加速度〃不变，功率为P,设匀加速运动的最大速度为VI,时间为A,

此时牵引力为a,则有：

P=6W……①

F「(f+Mg)=Ma..…②

匕=劭..…③

联立①②③解得：

P

t,=--------------------

1(Ma+f+Mg)a

(3)设以额定功率开始工作，直到最大速度的时间为f,则根据动能定理有:

Pt-(f+A/g)(W-ar,2)=^Mvl-Mv^

由(1)可知：

PP

%=下=f+Mg

由⑴可知：

P

v.=at.=------------------

(Ma+f+Mg)

联立解得：

MP2(f+Mg)HP

t=-------------7H------------------;-------------r

2(/+Mg)2P2a(f+Mg+Ma)

P

答：(1)第一级发动机能使火箭达到的最大速度匕“=7~F-

f+Mg

P

(2)第一级发动机做匀加速运动的时间4=(〃“+’+Mg)“

(3)第一级发动机以额定功率开始工作，直到最大速度时的运行时间

_MP2(f+Mg)HP

t=2(/+Mg)2+P2a(/+Mg+Ma)-

17.(1)0.25(2)y[gR(3)10R

【解析】

(1)由滑动摩擦力和支持力的关系可知

mg

〃=£__4=0.25

Nmg

⑵由

mg=mVc

R

得vc=①

(3)由A到B根据动能定理得

WF+Wf+WG=Ekc—EkA

Fl-fl-mg2R^~mv]②

由①②可得/=1OR

18.(l)0.45m；(2)会，5m/s；(3)1.37m

【解析】(1)沿AB方向进入轨道

VAv=3m/s

离B点的高度差

v；,9

h.-=——=0.45m

A2g20

(2)从抛出点到圆轨道最高点。，采用动能定理

1,1,

mg(h-2R)~/JmgLBC=-mv-D--mv-

解得

vD=3m/s

若在最高点时重