2024-2025学年高中物理第7章机械能守恒定律7动能和动能定理课时分层作业含解析新人教版必修2

PAGE5-课时分层作业(十六)动能和动能定理(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．从空中某一高度同时以大小相等的速度竖直上抛、竖直下抛两个质量均为m的小球，不计空气阻力，在小球落至地面的过程中，它们的()A．动能变更量不同，速度变更量相同B．动能变更量和速度变更量均相同C．动能变更量相同，速度w变更量不同D．动能变更量和速度变更量均不同C[依据动能定理知，两球在整个运动过程中只有重力做功，下降的高度相同，则重力做功相同，动能的变更量相同，可知落地的速度大小相等；规定向下为正方向，设初速度的大小为v0，末速度的大小为v，则竖直上抛运动的整个过程中，速度变更量Δv＝v－(－v0)＝v＋v0，竖直下抛运动的整个过程中，速度变更量Δv′＝v－v0，可知速度变更量不同，故C正确，A、B、D错误．]2．从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽视空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是()ABCDA[小球做竖直上抛运动时，速度v＝v0－gt，依据动能Ek＝eq\f(1,2)mv2得Ek＝eq\f(1,2)m(v0－gt)2，故图象A正确．]3．变更汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变更，在下面几种状况中，汽车的动能是原来的2倍的是()A．质量不变，速度变为原来的2倍B．质量和速度都变为原来的2倍C．质量变为原来的2倍，速度减半D．质量减半，速度变为原来的2倍D[由Ek＝eq\f(1,2)mv2知，m不变，v变为原来的2倍，Ek变为原来的4倍．同理，m和v都变为原来的2倍时，Ek变为原来的8倍；m变为2倍，速度减半时，Ek变为原来的一半；m减半，v变为2倍时，Ek变为原来的2倍，故选项D正确．]4．关于动能概念及公式W＝Ek2－Ek1的说法中正确的是()A．若物体速度在变更，则动能肯定在变更B．速度大的物体，动能肯定大C．W＝Ek2－Ek1表示功可以变成能D．动能的变更可以用合力做的功来量度D[速度是矢量，而动能是标量，若物体速度只变更方向，不变更大小，则动能不变，A错；由Ek＝eq\f(1,2)mv2知B错；动能定理W＝Ek2－Ek1表示动能的变更可用合力做的功来量度，但功和能是两个不同的概念，有着本质的区分，故C错，D对．]5．将距离沙坑表面上方1m高处质量为0.2kg的小球由静止释放，测得小球落入沙坑静止时距离沙坑表面的深度为10cm.若忽视空气阻力，g取10m/s2，则小球克服沙坑的阻力所做的功为()A．0.4J B．2JC．2.2J D．4JC[由动能定理得mg(h＋d)－Wf＝0，解得小球克服沙坑的阻力所做的功为Wf＝2.2J，故C正确，A、B、D错误．]6．人在距地面h高处抛出一个质量为m的小球，落地时小球的速度为v，不计空气阻力，人对小球做功是()A．eq\f(1,2)mv2 B．mgh＋eq\f(1,2)mv2C．mgh－eq\f(1,2)mv2 D．eq\f(1,2)mv2－mghD[对全过程运用动能定理得：mgh＋W＝eq\f(1,2)mv2－0，解得：W＝eq\f(1,2)mv2－mgh，故D正确，A、B、C错误．故选D.]二、非选择题(14分)7．质量为m＝50kg的滑雪运动员，以初速度v0＝4m/s从高度为h＝10m的弯曲滑道顶端A滑下，到达滑道底端B时的速度v1＝10m/s.求滑雪运动员在这段滑行过程中克服阻力做的功．(g取10m/s2)[解析]从A运动到B，物体所受摩擦力随之变更，所以克服摩擦力所做的功不能干脆由功的公式求得，此时要依据动能定理求解．设摩擦力做的功为W，依据动能定理mgh－W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)代入数值得：W＝2900J.[答案]2900J一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．如图所示，物体沿曲面从A点无初速度滑下，滑至曲面的最低点B时，下滑的高度为5m，速度为6m/s，若物体的质量为1kg.则下滑过程中物体克服阻力所做的功为()A．50J B．18JC．32J D．0JC[由动能定理得mgh－Wf＝eq\f(1,2)mv2，故Wf＝mgh－eq\f(1,2)mv2＝1×10×5J－eq\f(1,2)×1×62J＝32J，C正确．]2．(多选)用力F拉着一个物体从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功－3J，拉力F做功8J，空气阻力做功－0.5J，则下列推断正确的是()A．物体的重力势能增加了3JB．物体的重力势能削减了3JC．物体的动能增加了4.5JD．物体的动能增加了8JAC[因为重力做功－3J，所以重力势能增加3J，A对，B错；依据动能定理W合＝ΔEk，得ΔEk＝－3J＋8J－0.5J＝4.5J，C对，D错．]3．如图所示，质量为m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面以初速度v0从A点动身到B点时速度变为v，设同一物体以初速度v0从A′点先经斜面A′C，后经斜面CB′到B′点时速度变为v′，两斜面在水平面上投影长度之和等于AB的长度，两斜面的动摩擦因数与水平面的动摩擦因数相同，则有()A．v′>v B．v′＝vC．v′<v D．不能确定B[在水平面上，由动能定理得－μmg·x＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，在斜面上，设左、右斜面倾角分别为α、β，左、右斜面长度分别为L1、L2，由动能定理得，－μmgcosα·L1－μmgcosβ·L2＝eq\f(1,2)mv′2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmg(L1cosα＋L2cosβ)＝－μmg·x＝eq\f(1,2)mv′2－eq\f(1,2)·mveq\o\al(2,0)，所以v′＝v，选项B正确．]4．如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设物体在斜面最低点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，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是()A．mgh－eq\f(1,2)mv2 B．eq\f(1,2)mv2－mghC．－mgh D．－(mgh＋eq\f(1,2)mv2)A[由A到C的过程运用动能定理可得：－mgh＋W＝0－eq\f(1,2)mv2所以W＝mgh－eq\f(1,2)mv2，所以A正确．]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(13分)粗糙的1/4圆弧的半径为0.45m，有一质量为0.2kg的物体自最高点A从静止起先下滑到圆弧最低点B.然后沿水平面前进0.4m到达C点停止.设物体与轨道间的动摩擦因数为0.5(取g＝10m/s2)，求：(1)物体到达B点时的速度大小；(2)物体在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功．[解析](1)物体从B运动到C的过程，由动能定理得：－μmgx＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得：vB＝2m/s.(2)物体从A运动到B的过程，由动能定理得：mgR－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－0解得：Wf＝0.5J.[答案](1)2m/s(2)0.5J6．(13分)如图所示，粗糙水平轨道AB与半径为R的光滑半圆形轨道BC相切于B点，现有质量为m的小球(可看成质点)以初速度v0＝eq\r(6gR)，从A点起先向右运动，并进入半圆形轨道，若小球恰好能到达半圆形轨道的最高点C，最终又落于水平轨道上的A处，重力加速度为g，求：(1)小球落到水平轨道上的A点时速度的大小vA；(2)水平轨道与小球间的动摩擦因数μ.[解析](1)mg＝meq\f(v\o\al(2,C),R)，得vC＝eq\r(gR)，从C到A由动能定理得：mg2R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)－eq\f(1,2)mveq\o\