2021年高中物理 7-7 动能和动能定理课后提升考能 新人教版必修2.doc

【金版教程】2014年高中物理 7-7 动能和动能定理课后提升考能 新人教版必修2知识点基础中档稍难动能3动能、动能定理1动能定理的应用2、4、5、67、8、9、1011、121. 2013·海口高一检测下列关于运动的某个物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是 ( )A. 如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零B. 如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C. 如果合外力对物体所做的功不为零，则物体动能一定发生变化D. 如果合外力对物体所做的功为零，则物体动能一定发生变化答案：AC解析：合外力为零，根据功的决定因素知合外力一定不做功，A对合外力的功为零，可能是在合外力方向上没有发生位移，但合外力不一定为零，B错根据动能定理，合外力对物体做的功一定等于物体的动能变化，即合外力做功，物体的动能一定变化，合外力不做功，物体的动能一定不会发生变化，C对，D错2. 一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t0时起，第1 s内受到2 N的水平外力作用，第2 s内受到同方向的1 N的外力作用下列判断正确的是 ( )A. 02 s内外力的平均功率为 WB. 第2 s内外力所做的功为 JC. 第2 s末外力的瞬时功率最大D. 第1 s内与第2 s内质点动能增加量的比值为答案：AD解析：第1 s内质点的位移s1a1tt1 m，外力做的功W1F1s12 J；第1 s末质点的速度为v1a1t1×1 m/s2 m/s，第2 s内质点的位移s2v1t2a2t(2×1××12) m 2.5 m，外力做的功W2F2s21×2.5 J2.5 J，选项B错误.02 s内外力的平均功率P W W，选项A正确由瞬时功率PFv可知，第1 s末的功率P1F1v12×2 W4 W，第2 s末的速度为v2v1a2t2(21×1) m/s3 m/s，功率P2F2v21×3 W3 W，选项C错误由动能定理可知，动能的增加量等于合力做的功，所以第1 s内和第2 s内质点动能增加量的比值为，选项D正确3.一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用此后，该质点的动能可能() A. 一直增大 B. 先逐渐减小至零，再逐渐增大 C. 先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小 D. 先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大答案：ABD解析：当力的方向与速度方向相同或与速度方向的夹角小于90°时，恒力对质点做正功，质点的动能逐渐增大；当力的方向与速度方向相反时，恒力对质点做负功，至速度减小到零后又对质点做正功，因此质点的动能先减小后增大；当力的方向与速度方向的夹角大于90°小于180°时，力的方向与速度方向的夹角逐渐减小，恒力先对质点做负功，直到夹角等于90°，而后恒力又对质点做正功，故动能先逐渐减小到某一非零的最小值再逐渐增大选项A、B、D正确4. 2013·济南高一检测如图所示，木块m沿固定的光滑斜面从静止开始下滑，当下降h高度时，重力的瞬时功率是 ( )A. mgB. mgcosC. mgsinD. mgsin答案：D解析：设木块下降高度h时的速率为v，由动能定理得mghmv2，所以v，故此时重力的瞬时功率Pmgvcos()mgsinmgsin，D正确5. 2013·唐山高一检测物体在合外力作用下做直线运动的vt图象如图所示下列表述正确的是 ( )A. 在01 s内，合外力做正功B. 在02 s内，合外力总是做负功C. 在1 s2 s内，合外力不做功D. 在03 s内，合外力总是做正功答案：A解析：01 s内物体的速度增加，物体的动能也一直增加，该过程合力一直做正功，A对同理，02 s内合力先做正功，后做负功，总功为正，B错.1 s2 s内合力做负功，C错.03 s内物体的速度先增大后减小，动能先增后减，合力先做正功，后做负功，全过程不做功，D错6. 如图所示，演员正在进行杂技表演由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于 ( )A. 0.3 J B. 3 J C. 30 J D. 300 J答案：A解析：由题意可估算，一个鸡蛋的质量m大约为60 g，鸡蛋上升的高度h约为50 cm，人抛鸡蛋时对鸡蛋做的功WF转化为鸡蛋的动能，鸡蛋上升到最高点时速度为零，鸡蛋的动能全部转化为自身的重力势能由动能定理知WFmgh0，即WFmgh60×103×10×50×102 J0.3 J，A正确7. 2013·徐州高一检测甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s.如图所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是 ( )A. 力F对甲物体做功多B. 力F对甲、乙两个物体做的功一样多C. 甲物体获得的动能比乙大D. 甲、乙两个物体获得的动能相同答案：BC解析：由功的公式WFlcosF·s可知，两种情况下力F对甲、乙两个物体做的功一样多，A错误，B正确；根据动能定理，对甲有FsEk1，对乙有FsfsEk2，可知Ek1>Ek2，即甲物体获得的动能比乙大，C正确，D错误8. 一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则力F所做的功为 ( )A. mglcos B. FlsinC. mgl(1cos) D. Fl答案：C解析：小球缓慢由PQ过程中，F大小变化，为变力做功设力F做功为WF，对小球由PQ应用动能定理WFmgl(1cos)0所以WFmgl(1cos)，故选C.9. 2012·浙江高考由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内一质量为m的小球，从距离水平地面高为H的管口D处静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上下列说法正确的是()A. 小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2B. 小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2C. 小球能从细管A端水平抛出的条件是H>2RD. 小球能从细管A端水平抛出的最小高度HminR答案：BC解析：设小球运动到A点的速度为vA，根据动能定理有mvmg(H2R)，得vA，小球做平抛运动，有xvAt, 2Rgt2，所以水平位移x2，选项B正确、A错误；能从A端水平抛出的条件是小球到达A点的速率vA>0，即H>2R，选项C正确、D错误10. 2012·北京 摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米，电梯的简化模型如下图甲所示考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a是随时间t变化的已知电梯在t0时由静止开始上升，at图象如图乙所示电梯总质量m2.0×103 kg.忽略一切阻力，重力加速度g取10 m/s2.(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；(2)类比是一种常用的研究方法对于直线运动，教科书中讲解了由vt图象求位移的方法请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图乙所示at图象，求电梯在第1 s内的速度改变量v1和第2 s末的速率v2；(3)求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率P；再求在011 s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功W.答案：(1)F12.2×104 NF21.8×104 N(2)v10.50 m/sv21.5 m/s(3)P2.0×105 WW1.0×105 J解析：(1)根据牛顿第二定律，有Fmg ma由at图象可知，F1和F2对应的加速度分别是a11.0 m/s2，a21.0 m/s2所以有F1m(ga1)2.0×103×(101.0) N2.2×104 NF2m(ga2)2.0×103×(101.0) N1.8×104 N(2)通过类比可得，第1 s内的速度改变量v1等于第1 s内at图线下的面积，故有v10.50 m/s同理可得v2v2v01.5 m/s又v00，所以第2 s末的速率v21.5 m/s(3)由at图象可知，1130 s内电梯的速率最大，其值等于011 s内at图线下的面积，则有vm10 m/s此时电梯做匀速运动，拉力F等于重力mg，故此时拉力做功的功率为PFvmmgvm2.0×103×10×10 W2.0×105 W在011 s时间内，根据动能定理可得拉力和重力对电梯所做的总功为WEk2Ek1mv0×2.0×103×102 J1.0×105 J11. 2012·大纲全国一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状此队员从山沟的竖直一侧，以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面如图所示，以沟底的O点为原点建立坐标系Oxy.已知，山沟竖直一侧的高度为2h，坡面的抛物线方程为yx2；探险队员的质量为m.人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g.(1)求此人落到坡面时的动能；(2)此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少？答案：(1)m(v)(2)mgh解析：(1)设该队员在空中运动的时间为t，在坡面上落点的横坐标为x，纵坐标为y.由运动学公式和已知条件得xv0t2hygt2根据题意有y根据动能定理可得，此人落到坡面时的动能为mv2mvmg(2hy)联立以上各式可得mv2m(v)(2)由mv2m(v)可得v2()23ghv2极小的条件为上式中的平方项等于0，由此得v0此时v23gh，故最小动能为(mv2)minmgh.12. 2012·山东 如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径R1.0 m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L0.5 m的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点一可视为质点的物块，其质量m0.2 kg，与BC间的动摩擦因数10.4.工件质量M0.8 kg，与地面间的动摩擦因数20.1.(取g10 m/s2)(1)若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h.(2)若将一水平恒力F作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动求F的大小当速度v5 m/s时，使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移)，物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B点间的距离答案：(1)0.2 m(2)8.5 N0.4 m解析：(1)物块从P点下滑经B点至C点的整个过程，根据动能定理得mgh1mgL0代入数据解得h0.2 m(2)设物块的加速度大小为a，P点与圆心的连线与竖直方向的夹角为，由几何关系可得cos根据牛顿第二定律，对物块有mgtanma对工件和物块整体有F2 (Mm)g(Mm)a联立以上各式，代入数据解得F8.5 N设物块做平抛运动的时间为t，水平位移为x1，物块落点与B点间的距离为x2，由运动学公式得 hgt2 x1vtx2x1Rsin联立各式并代入数据解得x20.4 m.9