2024-2025学年新教材高中物理第八章机械能守恒定律第三节动能和动能定理作业含解析新人教版必修2

PAGE1-第三节动能和动能定理eq\f(合格考训练,25分钟·满分60分)一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)1．在水平路面上，有一辆以36km/h行驶的客车，在车厢后座有一位乘客甲，把一个质量为4kg的行李以相对客车5m/s的速度抛给前方座位的另一位乘客乙，则以地面为参考系行李的动能和以客车为参考系行李的动能分别是(B)A．200J50J B．450J50JC．50J50J D．450J450J解析：行李相对地面的速度v＝v车＋v相对＝15m/s，所以行李的动能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝450J。行李相对客车的速度v′＝5m/s，所以行李的动能Ek′＝eq\f(1,2)mv′2＝50J2．如图所示，两个质量相同的物体a和b处于同一高度，a自由下落，b沿固定光滑斜面由静止起先下滑，不计空气阻力。两物体到达地面时，下列表述正确的是(C)A．a的速率大 B．b的速率大C．动能相同 D．速度方向相同解析：依据动能定理有：mgh＝eq\f(1,2)mv2－0知：高度相同，所以末动能相等，速度的大小相等，但方向不同。故本题选C。3．某同学用200N的力将质量为0.44kg的足球踢出，足球以10m/s的初速度沿水平草坪滚出60m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(B)A．4.4J B．22JC．132J D．12000J解析：依据动能定理，W＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×0.44×102J＝22J。4．如图所示，一物体以6J的初动能从A点沿AB圆弧下滑，滑到B点时动能仍为6J，若物体以8J的初动能从A点沿同一路途滑到B点，则物体到B点时的动能是(A)A．小于8J B．等于8JC．大于8J D．不能确定解析：当物体以6J的初动能从A点沿AB圆弧下滑，滑到B点时动能仍为6J，依据动能定理有：WG＋Wf＝0，当以8J的初动能从A点下滑时，由于物体沿圆弧下滑，指向圆心的合力供应向心力，由于速度变大，圆弧轨道给物体的弹力变大，依据滑动摩擦力大小的计算式：f＝μFN，可得物体受到的摩擦力增大，在从A到B的过程中，物体通过的圆弧长度不变，所以物体在从A到B的过程中，克服摩擦力做功增大，重力做功不变，所以到达B点时动能小于8J，故A正确，BCD错误。5．如图所示，某人骑自行车下坡，坡长l＝500m，坡高h＝8m，人和车总质量为100kg，下坡时初速度为4m/s，人不踏车的状况下，到达坡底时车速为10m/s，g取10m/s2，则下坡过程中阻力所做的功为(B)A．－4000J B．－3800JC．－5000J D．－4200J解析：由动能定理有mgh＋Wf＝eq\f(1,2)m(veq\o\al(2,t)－veq\o\al(2,0))，解得：Wf＝－mgh＋eq\f(1,2)m(veq\o\al(2,t)－veq\o\al(2,0))＝－3800J，故B正确。6．帆船即利用风力前进的船。帆船起源于荷兰，古代的荷兰地势很低，所以开凿了许多运输河，人们普遍运用小帆船运输或捕鱼，到了13世纪，威尼斯起先定期实行帆船运动竞赛，当时竞赛船只没有统一的规格和级别，1900年第2届奥运会将帆船运动起先列为竞赛项目；在某次帆船运动竞赛中，质量为500kg的帆船，在风力和水的阻力共同作用下做直线运动的v－t图像如图所示。下列表述正确的是(A)A．在0～1s内，合外力对帆船做了1000J的功B．在0～2s内，合外力对帆船做了250J的负功C．在1～2s内，合外力对帆船不做功D．在0～3s内，合外力始终对帆船做正功解析：在0～1s内，帆船的速度增大，动能增加，依据动能定理W合＝ΔEk，得：W合＝eq\f(1,2)mv2－0＝eq\f(1,2)×500×22J＝1000J，即合外力对帆船做了1000J的功，故A正确；在0～2s内，动能增加，依据动能定理W合＝ΔEk，得：W合′＝eq\f(1,2)mv′2－0＝eq\f(1,2)×500×12J＝250J，即合外力对帆船做了250J的正功，故B错误；在1～2s内，动能减小，依据动能定理W合＝ΔEk，则合外力对帆船做负功，故C错误；在0～3s内，依据动能定理W合＝ΔEk，合外力对帆船先做正功，后做负功，故D错误。7．(多选)(2024·上海市风华中学高一下学期期中)如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB的水平距离为s。下列说法正确的是(AB)A．小车克服重力所做的功是mghB．合力对小车做的功是eq\f(1,2)mv2C．推力对小车做的功是Fs－mghD．小车克服阻力做的功是eq\f(1,2)mv2＋mgh－Fs解析：阻力为变力，设克服阻力做的功为Wf，由动能定理可得Fs－mgh－Wf＝eq\f(1,2)mv2－0，得Wf＝Fs－mgh－eq\f(1,2)mv2，故D错误；推力对小车做的功为Fs，故C错；由动能定理可知，B正确；克服重力做功为mgh，A也正确，故正确答案为A、B。8．(多选)在光滑的水平面上，质量为m的小滑块停放在质量为M、长度为L的静止的长木板的最右端，滑块和木板之间的动摩擦因数为μ.现用一个大小为F的恒力作用在M上，当小滑块滑到木板的最左端时，滑块和木板的速度大小分别为v1、v2(v1≠v2)，滑块和木板相对于地面的位移大小分别为s1、s2，下列关系式正确的是(ABD)A．μmgs1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1) B.Fs2－μmgs2＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)C．μmgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1) D．Fs2－μmgs2＋μmgs1＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)解析：对m由动能定理得：μmgs1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，故A正确C错误；对M由动能定理得：Fs2－μmgs2＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)，故B正确；由以上两式整理得Fs2－μmgs2＋μmgs1＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，故D正确。二、非选择题9．(12分)冰壶场地如图所示，假设质量为m的冰壶在运动员的操控下，先从起滑架A点由静止起先加速启动，经过投掷线B时释放，以后匀减速自由滑行刚好能滑至营垒中心O停下。已知A、B相距L1，B、O相距L2，冰壶与冰面各处的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。求：(1)冰壶运动的最大速度vmax；(2)在AB段，运动员水平推冰壶做的功W。解析：(1)由题意知，在B点冰壶有最大速度，设为vmax，在BO段运用动能定理有－μmgL2＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)，解得vmax＝eq\r(2μgL2)。(2)全过程运用动能定理。对AO过程：W－μmg(L1＋L2)＝0，解得W＝μmg(L1＋L2)。eq\f(等级考训练,15分钟·满分40分)一、选择题(本题共3小题，每题8分，共24分)1．如图所示，篮球从手中①位置投出后落到篮筐上方③位置，空中到达的最高点为②位置(空气阻力不能忽视)，则(D)A．②位置篮球动能等于0B．①位置到③位置过程只有重力做功C．①位置到②位置的过程，篮球的动能全部转化为重力势能D．②位置到③位置过程，篮球动能的改变量等于合力做的功解析：②位置速度不为零，故A错；①→②→③过程重力和阻力做功，由Wf＋WG＝ΔEk可知，选项D正确，B、C错误。2．如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC为水平的，其距离d＝0.50m，盆边缘的高度h＝0.30m，在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止动身下滑，已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10，小物块在盆内来回滑动，最终停下来，则停下的地点到B的距离为(D)A．0.50m B．0.25mC．0.10m D．0解析：分析小物块的运动过程，可知由于克服摩擦力做功，物块的机械能不断减小。设物块在BC上运动的总路程为l。依据动能定理得mgh－μmgl＝0，解得l＝eq\f(h,μ)＝eq\f(0.30,0.10)m＝3m＝6d，即小物块正好停在B点，所以D选项正确。3．(多选)如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止起先自由下滑，经过上、下两段滑道后，最终恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。则(AB)A．动摩擦因数μ＝eq\f(6,7)B．载人滑草车最大速度为eq\r(\f(2gh,7))C．载人滑草车克服摩擦力做功为mghD．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为eq\f(3,5)g解析：由题意依据动能定理得，2mgh－Wf＝0，即2mgh－μmgcos45°·eq\f(h,sin45°)－μmgcos37°·eq\f(h,sin37°)＝0，得动摩擦因数μ＝eq\f(6,7)，故A项正确；载人滑草车克服摩擦力做的功为Wf＝2mgh，故C项错误；载人滑草车在上下两段的加速度分别为a1＝g(sin45°－μcos45°)＝eq\f(\r(2),14)g，a2＝g(sin37°－μcos37°)＝－eq\f(3,35)g，则载人滑草车在上下两段滑道上分别做加速运动和减速运动，则在上段底端时达到最大速度v，由运动学公式有2a1eq\f(h,sin45°)＝v2得，v＝eq\r(2a1\f(h,sin45°))＝eq\r(\f(2,7)gh)，故B项正确，D项错误。二、非选择题4．(16分)如图所示，小滑块从高为h的斜面上的A点，由静止起先滑下，经B点在水平面上滑到C点而停止，现在要使小滑块由C点沿原路径回到A点时速度为0，那么必需给小滑块以多大的初速度？(设小滑块经过B