全优课堂·物理·必修第二册(人教版) 课后提升训练 试题及答案 第8章 3

第八章3基础对点练考点1对动能和动能定理的理解1．(多选)关于质量一定的物体的速度和动能，下列说法正确的是()A．物体的速度发生变化时，其动能一定发生变化B．物体的速度保持不变时，其动能一定保持不变C．物体的动能发生变化时，其速度一定发生变化D．物体的动能保持不变时，其速度可能发生变化【答案】BCD【解析】速度是矢量，速度发生变化时，既可能是只有速度的大小发生变化，也可能是只有速度的方向发生变化，还有可能是速度的大小和方向同时发生变化，而动能是标量，只有速度的大小发生变化时，动能才会发生变化．A错误，B、C、D正确．2．下列有关动能的叙述，其中正确的是()A．若甲、乙两物体质量之比为2∶1，它们的速度之比为1∶2，则两物体的动能之比为1∶1B．若甲、乙两物体质量之比为2∶1，它们的速度之比为1∶2，则两物体的动能之比为4∶1C．若甲、乙两物体质量之比为4∶1，它们的速度之比为1∶2，则两物体的动能之比为2∶1D．若甲、乙两物体质量之比为4∶1，它们的速度之比为1∶4，则两物体的动能之比为1∶4【答案】D【解析】甲、乙两物体质量之比为2∶1，它们的速度之比1∶2，根据公式Ek＝eq\f(1,2)mv2，可知两物体的动能之比为1∶2，A、B错误；甲、乙两物体质量之比为4∶1，它们的速度之比为1∶2，根据公式Ek＝eq\f(1,2)mv2，可知两物体的动能之比为1∶1，C错误；甲、乙两物体质量之比为4∶1，它们的速度之比为1∶4，根据公式Ek＝eq\f(1,2)mv2，可知两物体的动能之比为1∶4，D正确．3．(多选)(2023年广州天河期中)如图，无人机以恒定拉力F将重力为G的物体从地面提升到一定高度，若不计空气阻力，则此过程中()A．F所做的功等于物体动能的增加B．F所做的功等于物体动能和势能的增加C．F和G的合力所做的功等于物体动能的增加D．F和G的合力所做的功等于物体机械能的增加【答案】BC【解析】物体上升的过程中，受到向上的拉力、向下的重力，故可得F所做的功等于物体动能和势能的增加，A错误，B正确；根据动能定理可知，F和G的合力所做的功等于物体动能的增加，D错误，C正确．4．如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的推动下，从山坡底部A处由静止运动至高为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()A．物体重力所做的功是mghB．合力对物体做的功是eq\f(1,2)mv2＋mghC．推力对物体做的功是Fs－mghD．阻力对物体做的功是eq\f(1,2)mv2＋mgh－Fs【答案】D【解析】重力做功WG＝mgΔh＝mg(hA－hB)＝－mgh，故物体克服重力做功为mgh，A错误；对物体从A运动到B的过程中运用动能定理得W合＝eq\f(1,2)mv2，B错误；推力F是恒力，在力的方向上的位移为s，所以WF＝Fs，C错误；根据动能定理可得WF＋W阻＋WG＝eq\f(1,2)mv2，解得阻力做功W阻＝eq\f(1,2)mv2＋mgh－Fs，D正确．5．如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端．现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动．小物块和小车之间的摩擦力为Ff，物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x.此过程中，以下结论正确的是()A．小物块到达小车最右端时具有的动能为(F－Ff)(L－x)B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为FfxC．小物块克服摩擦力所做的功为FfLD．小物块克服摩擦力所做的功为Ffx【答案】B【解析】小物块水平方向受到拉力F和摩擦力的作用，根据动能定理知Ek＝eq\f(1,2)mv2－0＝(F－Ff)(L＋x)，A错误；小车相对地面的位移为x，水平方向仅受小物块对小车的摩擦力，根据动能定理Ek′＝eq\f(1,2)Mv2＝Ffx，B正确；小物块相对地面的位移为L＋x，则克服摩擦力做的功为Wf＝Ff(L＋x)，C、D错误．故选B.考点2动能定理的简单应用6．如图所示，一物体沿斜面由静止下滑的过程中，重力做功8J，克服摩擦力做功1J，则物体的动能()A．增加7J B．减少7JC．增加9J D．减少9J【答案】A【解析】重力做功为WG＝8J，克服摩擦力做功为Wf＝1J，根据动能定理，可得WG－Wf＝ΔEk，解得物体的动能增加了ΔEk＝WG－Wf＝8J－1J＝7J，故选A.7．一物体以初速度v0竖直向上抛出，落回原地速度为eq\f(v,2)，设物体在运动过程中所受的阻力大小保持不变，则重力与阻力大小之比为()A．3∶1 B．4∶3C．5∶3 D．3∶5【答案】C【解析】物体在上升和下落过程中，空气阻力都做负功．设空气阻力为f，物体上升最大高度为h，由动能定理得上升阶段－mgh－fh＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，下落阶段mgh－fh＝eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v0,2)))eq\s\up12(2)，联立解得空气阻力大小f＝eq\f(3,5)mg，故选C.8．(2023年清远质检)某游乐场中的水滑梯如图所示，可视为由倾斜的光滑轨道和水平的阻力轨道组成．若人(视为质点)从距水平轨道7.2m高的水滑梯的顶端滑下，人在水平轨道上受到的平均阻力为其所受重力的eq\f(1,5).出于安全考虑，要求人不能碰撞水平轨道的末端，则水平轨道的长度至少为()A．12m B．18mC．25m D．36m【答案】D【解析】对人从距水平轨道7.2m高的水滑梯的顶端滑下到水平轨道的末端时由动能定理可知mgh－eq\f(1,5)mgx＝0，得x＝5h＝36m，即水平轨道的长度至少为36m，故选D.9．(2023年佛山二中月考)人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实，如图所示．设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对质量为m的重物各施加一个力，力的大小均恒为F，方向都斜向上与竖直方向成θ角，重物离开地面高度为h时人停止施力，重物最终下落至地面，并把地面砸下深度为d的凹坑．不计空气阻力，下列说法正确的是()A．重物落下接触地面时的动能等于2FhB．重物落下接触地面时的动能等于mghC．整个过程重力做功等于mg(h＋d)D.地面对重物的阻力做功等于－(2Fhcosθ＋mgd)【答案】D【解析】为了能使重物从地面上被提升起来，一定有2Fcosθ>mg.设重物落下接触地面时的动能为Ek，对重物刚开始离开地面到落下接触地面的过程，根据动能定理有Ek＝2Fhcosθ>mgh，A、B错误；整个过程重力做功为WG＝mgd，C错误；设地面对重物的阻力做功为Wf，对重物下落至刚接触地面到最终停下的过程，根据动能定理有WG＋Wf＝0－Ek，解得Wf＝－(2Fhcosθ＋mgd)，D正确．10．(多选)如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A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μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中()A．弹簧的最大弹力为μmgB．物块克服摩擦力做的功为2μmgsC．弹簧的最大弹性势能为μmgsD．物块在A点的初速度为eq\r(2μgs)【答案】BC【解析】物块向左运动压缩弹簧，弹簧最短时，物块具有向右的加速度，弹力大于摩擦力，即F＞μmg，A错误；根据功的公式，物块克服摩擦力做的功W＝μmgs＋μmgs＝2μmgs，B正确；根据能量守恒，弹簧弹开物块的过程中，弹簧的弹性势能通过摩擦力做功转化为内能，故Epm＝μmgs，C正确；根据能量守恒，在整个过程中，物体的初动能通过摩擦力做功转化为内能，即eq\f(1,2)mv2＝2μmgs，所以v＝2eq\r(μgs)，D错误．综合提升练11．(2023年湛江一中期中)北京冬奥会冰球比赛在五棵松体育中心场馆举行，绿色环保电车主要用于北京冬奥会冰球比赛场馆的冰务、体育、媒体等领域．有一辆额定功率P＝50kW、质量m＝2000kg的绿色环保电车在水平路面上沿直线行驶时，受到的阻力Ff是车重的0.1倍，重力加速度g取10m/s2，若电车从静止开始，保持额定功率做加速运动，50s后达到最大速度，试求：(1)环保电车的最大速度大小；(2)此过程中电车的位移大小．解：(1)当电车速度达到最大时，电车的牵引力与阻力平衡，即F＝Ff，受到的阻力Ff＝kmg＝2000N，由电车功率P＝Ffvm，得电车在此路面上行驶所能达到的最大速度为vm＝eq\f(P,Ff)＝25m/s.(2)从静止到达到最大速度整个过程牵引力与阻力做功，由动能定理得Pt－Ffx＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，此过程中电车的位移大小为x＝937.5m．12．如图所示，滑雪者从高为H的山坡上A点由静止下滑，到B点后又在水平雪面上滑行，最后停止在C点．A、C两点的水平距离为s，求滑雪板与雪面间的动摩擦因数μ.解：分别选开始滑动时的A点和停止时的C点为初、末状态，以滑雪者为研究对象．在这两个状态，研究对象的动能都为零，所以动能的变化量ΔEk＝0.在运动过程中，滑雪者在重力方向上的位移为H，故重力做功WG＝mgH