【同步备课】2020年高中物理课时训练(新人教必修二)7.7《动能和动能定理》5

7动能和动能定理(时间：60分钟)学问点基础中档稍难动能的理解1、23动能原理的理解4、56功能定理的应用7、8、9、1011综合提升12、1314学问点一动能的理解1．下面有关动能的说法正确的是()．A．物体只有做匀速运动时，动能才不变B．物体做平抛运动时，水平方向速度不变，物体的动能也不变C．物体做自由落体运动时，重力做功，物体的动能增加D．物体的动能变化时，速度不肯定变化，速度变化时，动能肯定变化解析物体只要速率不变，动能就不变，A错．做平抛运动的物体动能渐渐增大，B错．物体做自由落体运动时，其合力等于重力，重力做正功，物体的动能增加，故C正确．物体的动能变化时，速度的大小肯定变化，故D错．答案C2．在下列几种状况中，甲、乙两物体的动能相等的是()．A．甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的eq\f(1,2)B．甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的eq\f(1,2)C．甲的质量是乙的eq\f(1,2)，甲的速度是乙的2倍D．甲、乙质量相等，速度大小也相等，但甲向东运动，乙向西运动解析由动能的表达式Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，A、B、C均错，动能是标量，只与质量和速度的大小有关，与速度方向无关，D对．故正确答案为D.答案D3．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()．A．500J B．200J C．450J D．900J解析动能Ek＝eq\f(1,2)mv2的大小有相对性，取不同参考系v值不同，Ek不同，一般应以地面为参考系．客车以36km/h＝10m/s的速度向前行驶，甲乘客相对客车以5m/s的速度抛给乙乘客，所以行李的运动速度为v＝(10＋5)m/s＝15m/s.由动能的定义式有Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×4×152J＝450J.答案C学问点二动能定理的理解4．如图7-7-6所示，在光滑水平面上，一物体以速率v向右做匀速直线运动，当物体运动到P点时，对它施加一个水平向左的恒力，过一段时间，物体向反方向运动再次通过P点，则物体再次通过P点的速率()．图7-7-6A．大于v B．小于vC．等于v D．无法确定解析整个过程合力不做功，物体的动能不变，再次到达P点时的速率仍为v.C正确．答案C5．一人用力把质量为1kg的物体由静止提高1m，使物体获得2m/s的速度(g＝()．A．人对物体做的功为12JB．物体动能增加2JC．合外力对物体做的功为12JD．物体重力势能增加10J解析重力做功－mgh＝－10J，即重力势能增加10J，D对，由动能定理：WF－mgh＝eq\f(1,2)mv2WF＝12J，即人对物体做功12J，A对，由动能定理知W＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×1×22J＝2J，B对，C错．答案ABD6．如图7-7-7所示，质量为M的木块静止在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射中木块并最终留在木块中与木块一起以速度v运动．已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为L′，若木块对子弹的阻力F视为恒力，则下列关系式中正确的是()．图7-7-7A．FL＝eq\f(1,2)Mv2B．FL′＝eq\f(1,2)mv2C．FL′＝eq\f(1,2)mv02－eq\f(1,2)(M＋m)v2D．F(L＋L′)＝eq\f(1,2)mv02－eq\f(1,2)mv2解析依据动能定理：对子弹：－F(L＋L′)＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02，选项D正确；对木块：FL＝eq\f(1,2)Mv2，A正确；由以上两式整理可得FL′＝eq\f(1,2)mv02－eq\f(1,2)(M＋m)v2，C正确．答案ACD学问点三动能定理的应用7．如图7-7-8所示，ABCD是一个盆式容器，盆的内侧与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧．B、C水平，其距离为d＝0.50m，盆边缘的高度为h＝0.30m，在A处放一个质量为m的小物块并让其自由下滑，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μ＝0.10，小滑块在盆内来回滑动，最终停下来，则停的地点到()．图7-7-8A．0.50m B．0.25mC．0.10m D．0解析对小物块从A点动身到最终停下来的整个过程应用动能定理有mgh－μmgl＝0，l＝eq\f(h,μ)＝eq\f(0.3,0.1)＝3m，而d＝0.5m，刚好3个来回，所以最终停在B点，故选D.答案D8．一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点．小球在水平拉力F的作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图7-7-9所示，则拉力F所做的功为()．图7-7-9A．mglcosθB．mgl(1－cosθ)C．FlcosθD．Flθ解析移动小球过程中拉力F和重力G对物体做功，依据动能定理，WF－mg(l－lcosθ)＝0可得：WF＝mgl(1－cosθ)，故B正确．但要留意F是变力，不能用W＝Fl来求．答案B9．在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为v0，当它落到地面时速度为v，用g表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于()．A．mgh－eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02B．－eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02－mghC．mgh＋eq\f(1,2)mv02－eq\f(1,2)mv2D．mgh＋eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02解析本题中阻力做功为变力做功，不能直接由功的表达式W＝Fl来求，因此要利用动能定理．初位置为抛物块处，末位置为着地处，整个过程中重力做的功只与始末位置的高度差有关，阻力做功为所求的功，则由动能定理，得：WG－Wf＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02，Wf＝WG＋eq\f(1,2)mv02－eq\f(1,2)mv2＝mgh＋eq\f(1,2)mv02－eq\f(1,2)mv2.故选C.答案C10．在平直大路上，汽车由静止开头做匀加速运动，当速度达到vm后，马上关闭发动机直至静止，v-t图象如图7-7-10所示，设汽车的牵引力为F，摩擦力为Ff，全程中牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则()．图7-7-10A．F∶Ff＝1∶3 B．W1∶W2＝1∶1C．F∶Ff＝4∶1 D．W1∶W2＝1∶3解析由v-t图象知前后两段位移3x1＝x2①，若汽车质量为m，则(F－Ff)x1＝eq\f(1,2)mvm2②，Fx1－Ff(x1＋x2)＝0③，由以上三式得F＝4Ff，W1＝W2，故选项B、C正确．答案BC11．以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物块．假定物块所受的空气阻力Ff大小不变．已知重力加速度为g，则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为()．A.eq\f(v02,2g\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(Ff,mg）))))和v0eq\r(\a\vs4\al(,\f(mg－Ff,mg＋Ff))))B.eq\f(v02,2g\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(Ff,mg))))和eq\r(\f(mg,mg＋Ff))C.eq\f(v02,2g\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(2Ff,mg))))和v0eq\r(\a\vs4\al(,\f(mg－Ff,mg＋Ff))))D.eq\f(v02,2g\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(2Ff,mg))))和v0eq\r(\f(mg,mg＋Ff))解析物块上升的过程中，重力做负功，阻力Ff做负功，由动能定理得－(mgh＋Ffh)＝－eq\f(1,2)mv02，故h＝eq\f(v02,2g\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(Ff,mg))))，又在全过程中重力做功为零，只有阻力做功，依据动能定理有－2Ffh＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02，解得v＝v0eq\r(\a\vs4\al(,\f(mg－Ff,mg＋Ff))))，选项A正确．答案A12．质量是2g的子弹，以300m/s的速度射入厚度是5cm的木板(图7-7-11)，射穿后的速度是图7-7-11解析法一用动能定理解设子弹初、末速度为v1、v2，子弹所受平均阻力为Ff，由动能定理知：－Ffl＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12，整理得Ff＝eq\f(m（v22－v12）,－2l)＝eq\f(2×10－3×（1002－3002）,－2×0.05)N＝1600N.法二用牛顿运动定律解由于穿过时的位移及初、末速度已知，由v22－v12＝2al知，加速度a＝eq\f(v22－v12,2l)，由牛顿其次定律得：所求阻力Ff＝ma＝eq\f(m\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(v22－v12)),2l)＝－1600N．“－”号表示力F的方向与运动方向相反．答案1600N13．一铅球质量m＝4kg，从离沙坑面1.8m高处自由落下，铅球进入沙坑后下陷0.1m静止，g＝解析铅球进入沙坑后不仅受阻力，还要受重力．从开头下落到最终静止，铅球受重力和沙的阻力的作用，重力始终作正功，沙的阻力做负功．W总＝mg(H＋h)＋(－F阻·h)，铅球动能的变化ΔEk＝Ek末－Ek初＝0.由动能定理得mg(H＋h)＋(－F阻·h)＝0.将H＝1.8m，h＝0.1F阻＝eq\f(mg（H＋h）,h)＝760N. 答案760N14．一列车的质量是5.0×105kg，在平直的轨道上以额定功率3000kW加速行驶，当速度由10m/s加速到所能达到的最大速率解析由于列车的运动不是匀变速直线运动，不能用匀变速直线运动的规律求位移，本题应依据动能定理求位移．列车以额定功率加速行驶时，其加速度在减小，加速度减小到零时，速度最大，则P＝Fv＝Ffvmax.所以Ff＝eq\f(P,vmax)＝3000×103/30N＝1.0×105N.在列车加速运动时，只有两个力对它做功，一是牵引力做正功，可表示为Pt，二是摩擦力做负功，可表