2022-2023学年人教版必修第二册 第八章3.动能和动能定理第2课时动能定理习题课 作业.docx

第2课时 动能定理习题课知能素养©【基础巩固组】.质量为m的小球，从桌面竖直上抛,桌面离地面的高度为小球能到达的最大高 度为"（距地面）。那么小球的初动能为（重力加速度为g）（）A.mgHB.mghC.mg（H+h）D.mg（H-h）.用竖直向上大小为30 N的力£将2 kg的物体由沙坑表面静止抬升1 m时撤去 力£经一段时间后，物体落入沙坑，测得落入沙坑的深度为20 cm。若忽略空气阻 力,g取10 m/s2e贝I物体克服沙坑的阻力所做的功为（）A.20 J B.24 J C.34 J D.54 J.一网球运动员在网球赛上发出一记S球，声呐测速仪测得其落地速度为0,运动 员击球时球离地面的高度为九击球瞬间球有竖直向下的速度w,已知网球质量为 不计空气阻力，则运动员击球时对球做的功W为（重力加速度为g）（）AJ 12A.mg/z+-mVoB .-mvf -mVQ +mgh 22-|mVoD .-mvl -mVo 7ngh 22.一物块沿倾角为e的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时，上升的最大高度 为”,如图所示;当物块的初速度为三时,上升的最大高度记为ho重力加速度大小 为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和。分别为（）速运动，根据动能定理得卬合=昨其中的为物体克服摩擦力做的功; 人对物体做的功即是人对物体拉力做的功Wf,所以W人=Wf=W什叫+/，,A、C 错误,B、D正确。6 .C物体受到的滑动摩擦力大小为右刖g,对物体分析,由动能定理可 得:W-加g(s+x)=O$m,解得:加g(s+%);n诏，故 C 正确。乙乙.C A球向右运动0.1 m时，由几何关系得方上升距离为=0.4 m-V0.52-0.42 m=0.1 m,此时细绳与水平方向夹角的正切值:tan月，则得cose=±sin9=|,由运动的455合成与分解知识可知：3球的速度为vesinVACOs可得监=4 m/s,以B球为研究对象，由动能定理得WFWg/z=如咯代入数据解得Wf=18 J即绳对B球的拉力所做的功为18 J。8.B设绳子与水平方向的夹角为/将人的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子 方向，沿绳子方向的速度等于G的速度，根据平行四边形定则得,VG=ucosa,人的速 度比重物的速度大，故A错误;人在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹 角a减小，所以重物的速度增大,重物做加速上升运动，故拉力大于重物的重力，故 B正确、C错误;根据动能定理可知W-zng力4n咯解得W=wg"+如ucosaR故D 错误。9.【解析】选手从最高点摆到最低点的过程中，根据动能定理 得切gLa-cosoOWmv2,在最低点处利用牛顿第二定律有方程E/ng=*"联立以上4Lj两式解得：尸=1 080 N。再根据牛顿第三定律可知选手对绳子的拉力也为1 080 N。(2)选手从右边最高点开始做自由落体运动，然后再进入水中做匀减速直线运动直到静止，全过程列出动能定理：zng(”-Lcosa+办位=0-0代入数据解得d=l.2 mo答案:(1)1 080 N (2)1.2 m10【解析】物体1s末的速度大小vi=10 m/s,根据动能定理得：变力尸做的功 WF=-mv-xlxlO2 J=50 Jo 22物体在斜面上升的最大距离：1 x=-xlxl0 m=5 m2 物体到达斜面时的速度大小也=10 m/s,到达斜面最高点的速度为零，根据动能定理： 1 7-mgxsin 37o-Wf=0解得:Wf=20 J物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率4w= L .X.20 W。设物体重新到达斜面底端时的速度大小为V3,则根据动能定理:-2 Wf=-mvl -mV2解得:V3=2V m/s此后物体做匀速直线运动,到达原出发点的速度大小为2V5 m/s。答案：(l)50J (2)20 W (3)2遥 m/s11.C 由动能定理得mg/i-Wf=%，故 H/f=mg/i-mv2= 1 x 10x5 J-|x 1 x62 J=32 J,C 正 222确。12.B两小球运动到底端的过程中，下落的高度相同，由WG=mgh=mgR,由于质量m相同，则重力做功相同，故A错误;两个小球向下运动的过程中只有重 力做功，根据动能定理得作尺与加,两小球质量相等则到达底端时动能相同故b 正确;两个小球向下运动的过程中只有重力做功，根据动能定理得根阳庐，解得 v=2gR,可知两小球到达底端时的速度大小相等，但是速度的方向不同,所以速度不同，故 C错误;两小球到达底端的速度大小相等，甲球重力与速度方向垂直，瞬时功率为 零,而乙球重力做功的瞬时功率不为零，则甲球重力做功的瞬时功率小于乙球重 力做功的瞬时功率，故D错误。13.C下落距离h时速度达到最大，此时加速度为零，可得mg=Jkv2下落距离h的过程中，据动能定理可得mgh- W=-mv2联立解得,雨滴克服空气阻力做的功为2小翳，故选Co14.B、C小球到达最高点C时恰好仍能接触轨道，根据牛顿第二定律有根g二根土K 小球从A点到。点根据动能定理有_FR-mg2R=崎月 F=mg 22解得小球在A点的初速度为v0=/7R故A错误,B正确;小球从C点飞出后，水平方向做匀减速直线运动,竖直方向做自 由落体运动，有x=vt-'t22 m2尺二刎联立解得后0所以小球的落地点为。点正下方，到A点的距离为氏故C正确,D错误。15.B、D足球从冲顶后至飞入球门时，重力对足球做的功为WG=-(mgh2-mghi), 选项A错误;根据动能定理，运动员冲顶过程中对足球做的功为W4n谚5谥，选 项B正确根据动能定理足球飞入球门时-/叫(岳1)=反-"谚即动能为 Ek=mg(/ii-/i2)+1mv,选项C错误,D正确；16.B根据牛顿第二定律得，在最低点有N-mg=m,N=9mg K解得v=2R小球恰好经过最高点，则最高点的速度为Oe从最低点到最高点,根据动能定理-mg-2R-W 克 f=0mv22解得w克f=2mgR故B正确,A、C、D错误。17 .D设喷泉喷出的水柱高度为九则水离开管口的速度为叶频友则在接近管 口很短一段时间Ar内水柱的质量为相彳话根据动能定理可得PAr=|mv2,BP P=%S*彳，则狂/濡3，故D正确,A、B、C错误。18 . A、C设A点到水平面的高度为儿从A点到B点，根据动能定理可得根g/z-W尸一机v2,可得 Wf=mgh-mv222由图乙可知在3点。的速度大于b的速度，可知。在斜面上滑行时克服摩擦力做 的功比b小，故A正确;由图乙可知，从A点到8点。所用时间较少，重力的平均功 率Pg=号，可知a在斜面上滑行时重力的平均功率比b大，故B错误;在水平面上, 根据动能定理得-W*=0-"w2,可得w仁如户,因为在B点a的速度大于b的速度，所以a在水平面间滑行时克服摩擦力做的功比b大，故C正确油动能定理可知以在整个运动过程中 克服摩擦力做的功等于b在整个运动过程中克服摩擦力做的功，故D错误。19【解析】气垫船先做加速度恒定的匀加速直线运动，达到额定输出功率后, 保持功率不变，做加速度减小的加速运动，最终匀速运动,则匀加速直线运动时，牵 引力最大o=36 km/h=10 m/s,F=6xl05 No%当匀速运动时，气垫船的速度最大，此时牵引力等于阻力,Vm=?=20 m/s。 卜J设气垫船做匀加速直线运动的时间为九根据牛顿第二定律可知万六加。，根据 速度公式可知，力二"二10 S,达到额定功率后，设气垫船的行驶时间为以根据动能定a理可知,P/2办三口唱加嫌，解得"2=9 S,气垫船由静止开始到最大速度过程所经历 的时间:七加+亥=19 So答案：(l)6xl()5 n (2)20 m/s (3)19 s 20.【解析】无人机以最大升力竖直向上起飞过程做初速度为零的匀加速直线运动，则有力Wd可得 a=2 m/s2根据牛顿第二定律得F-f-mg=ma解得尸=28 N(2)无人机在f=4 s时的速度为vi="Z=2x4 m/s=8 m/s无人机从h上升到H的过程中，根据动能定理得W-(mg+f)(H-h)=0-mvl代入数据解得:W=416J无人机从失去升力而坠落至地面的过程根据动能定理得(作用”=例诏-0 解得无人机所受落至地面时的速度大小为V2=24 m/s答案:(1)28 N (2)416 J (3)24 m/sA.tan。和日 ”2B.(Dtanffi-2gH2C.tan(9 和.D.(嘉 l)tang 概5.(多选)人通过滑轮将质量为m的物体沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端 拉上斜面,物体到达斜面顶端时速度为匕上升的高度为九如图所示,则在此过程中 (重力加速度为g)()A.物体所受的合力做功为mgh+mv2B.物体所受的合力做功为12户C.人对物体做的功为mghD.人对物体做的功大于mgh6.质量为m的物体以初速度vo沿水平面向左开始运动,起始点A与一轻弹簧0端 相距s,如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，物体与弹簧相碰后，弹 簧的最大压缩量为1,则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，弹簧弹力对物体所做功 为(重力加速度为g)()I 13T 茨/wwwwwv 口,777777777777777777777777777777777O AA.-mvl -w%g(s+x) 2D 12B.-mVQ-/nmgx12C.mg(s+x)-mVQD.jumg(s+x)7.如图所示，竖直平面内放一直角杆MON,OM水平,ON竖直且光滑,用不可伸长的 轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上石球的质量为2 kg,在作用于 A球的水平力方的作用下A 5均处于静止状态，此时OA=0.3 m,03=0.4 m,改变 水平力F的大小，使A球向右加速运动，已知A球向右运动0.1 m时，速度大小为3 m/s,则在此过程中绳对B球的拉力所做的功为(取g=10 m/s2)()A.ll J B.16 J C.18 J D.9 J.某位工人师傅用如图所示的装置，将重物从地面沿竖直方向拉到楼上，在此过程 中，工人师傅沿地面以速度v向右匀速直线运动，当质量为m的重物上升高度为h 时轻绳与水平方向成。角,(重力加速度大小为g,滑轮的质量和摩擦均不计)在此 过程中，下列说法正确的是()A.人的速度比重物的速度小.轻绳对重物的拉力大于重物的重力C.重物做匀速直线运动D.绳的拉力对重物做功为mgh+jnv2在游乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图所示，他们将选手简化为质量根=60 kg的质点，选手 抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角圻53。,绳长为L,绳的悬挂点。距 水面的高度为H=3 mo不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计, 水足够深。(取 g=10 m/s2,sin53o=0.8,cos53°=0.6)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;(2)若绳长L=2 m,选手摆到最高点时松手落入水中，水对选手的平均阻力为1 500 N,求选手落入水中的深度do.如图甲所示，质量m=l kg的物体静止在光滑水平面上尸0时刻,物体受到一个变力/作用尸1 s时,撤去力E某时刻物体滑上倾角为37。的粗糙斜面;已知物体从开始运动到斜面最高点的心图像如图乙所示,不计其他阻力,(g ?开始运动到斜面最高点的心图像如图乙所示,不计其他阻力,(g ?10 m/s2）求:甲变力/做的功。物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率。物体回到出发点的速度大小。【素养提升组】1L如图,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5 m,速度为6 m/s,若物体的质量为1 kg,则下滑过程中物体克服阻力所做的功为(g取 10 m/s2)(A.50 J B.18 J C.32 J D.O12.如图所示，甲、乙两小球质量相同且均可视为质点，小球甲从竖直固定的;光滑4圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为民圆弧底端切线水平，小球乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是（）A.两小球由静止到运动到底端的过程中重力做功不相同B.两小球到达底端时动能相同C.两小球到达底端时的速度相同D.两小球到达底端时，甲小球重力做功的瞬时功率大于乙小球重力做功的瞬时功 率13 .雨滴在高空中从静止开始竖直下落，下落距离h时速度达到最大。已知下落过 程雨滴所受空气阻力户房（攵为比例常数）为雨滴下落的速度），雨滴的质量为m, 重力加速度为g,则下落距离h过程中雨滴克服空气阻力做的功为（）A.mghB.赛Cmgh墨D.冲力+翳.侈选）如图,A3。是竖直面内的光滑固定轨道,A点在水平面上，轨道A5段竖直 长度为R,BC段是半径为R的四分之一的圆弧，与AB相切于B点。一质量为m的小球从A点以某一竖直向上的初速度沿ABC轨道的内侧运动,且到达最高点C 点时恰好仍能接触轨道,已知小球始终受到与重力大小相等的水平向右的外力作 用，小球的半径远小于氏重力加速度大小为g。则（）A.小球在A点的初速度为证B.小球在A点的初速度为证C.小球的落地点到A点的距离为RD.小球的落地点到A点的距离为2R15.（多选）足球比赛中的鱼跃头球冲顶场景让人赏心悦目，运动员在一次头球冲顶 时,足球的高度为限足球与头碰撞前速度大小为0,碰撞后速度大小变为V2,足球 飞入球门时的高度为岳,不计空气阻力，足球质量为北重力加速度为g,已知足球可 视为质点，下列说法正确的是（）A.足球从冲顶后至飞入球门时，重力对足球做的功为mB.运动员冲顶过程中对足球做的功为"谚谥C.足球飞入球门时的动能为D.足球飞入球门时的动能为mg（/zi-/2）+1mV216 .如图所示,一内壁粗糙的环形细圆管位于竖直平面内，环的半径为H（比细管内 径大得多），在圆管中有一个直径略小于细管内径、质量为m的小球。设某时刻小球通过轨道的最低点时对管壁的压力为9作，此后小球沿细管做圆周运动,且恰能 通过圆周最高点，贝叼'球从最低点到最高点的过程中克服细圆管摩擦力所做的功 是（ ）N3mgRB.2mgRC.mgR D.-mgR2.某城市广场喷泉的喷嘴横截面积为S,用于给喷管喷水的电动机输出功率为P, 已知水的密度为夕,重力加速度为g,不计空气阻力，则喷泉喷出的水柱高度为()A."2pSgC.I 2P2s2g317 .某城市广场喷泉的喷嘴横截面积为S,用于给喷管喷水的电动机输出功率为P, 已知水的密度为夕,重力加速度为g,不计空气阻力，则喷泉喷出的水柱高度为()A."2pSgC.I 2P2s2g3()A."2pSgC.I 2P2s2g3()A."2pSgC.I 2P2s2g3B.P22P2 s2 g3D.3P22P2s2 g318.（多选）如图甲，质量相等的a、b两物体，从斜面上的同一位置A由静止下滑，经B点在水平面上滑行一段时间后停下。不计经过B点时的能量损失，用传感器采 集到它们的速率一时间图像如图乙根据上述信息判断下列说法正确的是（）A.a在斜面上克服摩擦力做的功比b小B.在斜面上滑行时重力的平均功率比b小C.q在水平面间滑行时克服摩擦力做的功比b大D.a在整个运动过程中克服摩擦力做的功比b大19.如图所示为某型号气垫船，其总质量为3xlO5 kg,装有额定输出功率为6 000 kW的燃气轮机。若该气垫船由静止开始做匀加速直线运动，当速度为36 km/h时,燃气轮机达到额定输出功率，之后保持该功率不变继续运动30 m距离,达到最大速度后匀速运动，假设整个过程中气垫船所受阻力恒为3xl05 N,重力加速度g取lOm/s?。求燃气轮机提供的最大牵引力;整个过程气垫船的最大速度;气垫船由静止开始至撮大速度的过程所经历的时间。20.如图所示为一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用。现进行试验，无人机的质量为根=2 kg,设运动 过程中所受空气阻力大小恒为户4 N,当无人机在地面上从静止开始以最大升力 竖直向上起飞，经时间仁4 s时离地面的高度为/z=16 m,取g=10 m/s2o求其动力系统所能提供的最大升力F;(2)无人机通过调整升力继续上升,恰能悬停在距离地面高度为”=36 m处,求无人 机从h上升到H的过程中，动力系统所做的功W;无人机从H=36 m处，由于动力设备故障，突然失去升力而坠落至地面,求无人 机落至地面时的速度大小。第2课时动能定理习题课知能素养进阶.D设小球初动能为反0,从抛出到最高点，根据动能定理得：0-反0=wg("-/z),所以 Eko=mg(H-h),A、B、C 错误,D 正确。1 .C对物体运动的全过程分析可知/、重力做正功，沙坑的阻力做负功，由动能定 理得尸历+加82-%L0-0，解得皿&=30*1 J+2x 10x0.27=34，。正确。2 .D根据动能定理TT 7 j 17 17W+mgh=-mv -mu 6 22运动员击球时对球做的功为1 1V >W=_2说一切评./ng/z,故选Do 22.D 设物块与斜坡之间的动摩擦因数为，由动能定理可得解得/z=g,=(Erl)tan。,所以选项D正确。 4 2gH5.B、D对物体受力分析可知，重力、拉力及摩擦力对物体做功，由动能定理可知, 合外力做的功等于动能的变化量即W合="HA错误,b正确;物体沿斜面做匀加