2019版高中物理 第二章 能的转化与守恒 第1节 动能的改变试题 鲁科版必修2.doc

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1、1第第 1 1 节节 动能的改变动能的改变【二维选题表】物理观念科学思维科学探究科学态度与责 任对动能的理解1(易),2(易)对动能定理的 理解4(易)动能定理的应 用3(易),5(易), 6(中),7(中), 8(中), 9(中), 10(中), 11(中), 13(中), 14(中), 15(难)6(中), 15(难)实验:探究动 能定理12(中)基础训练 1.(2016福建四地六校联考)下列说法中正确的是( C ) A.物体的动能不变,其速度一定不变 B.物体的动能不变,所受合外力必定为零 C.物体所受的合外力为零,其动能一定不变化 D.物体速度变化,其动能一定变化 解析:速度是矢量,既

2、有大小也有方向,速度的变化可能是大小变化,也可能是方向变化,也可 能是大小和方向都变化.若动能变化,速度的大小一定变化,速度的方向是否变化不能确定. 故 C 正确. 2.(多选)关于动能,下列说法中正确的是( ABD )A.公式 Ek= mv2中的速度 v 通常是物体相对于地面的速度 B.动能的大小由物体的质量和速率决定,与物体运动的方向无关 C.物体以相同的速率向东和向西运动,动能的大小相等但方向不同 D.物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动,其动能相同解析:Ek= mv2中的速度 v 是以地面为参考系的,选项 A 正确;动能的大小与物体的质量和速 度大小有关,与速度方向无关,故选项 B

3、,D 均正确;动能是标量,没有方向,选项 C 错误. 3.(2016浙江杭州检测) 一个人站在高出地面 h 处,抛出一个质量为 m 的物体,物体落地时 速率为 v,空气阻力可以忽略不计,则人对物体所做的功为( C )2A.mghB. mv2C. mv2-mghD. mv2+mgh 解析:设人对物体所做的功为 W,根据动能定理得W+mgh= mv2,得 W= mv2-mgh,选项 C 正确. 4.(多选)关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化,下列说法中正确的是( BD ) A.运动物体所受的合力不为零,合力一定做功,物体的动能一定变化 B.运动物体所受的合力为零,则物体的动能一定

4、不变 C.运动物体的动能保持不变,则该物体所受合力一定为零 D.运动物体所受合力不为零,则该物体一定做变速运动 解析:合力不为零,合力不一定做功,选项 A 错误;合力为零,则合力不做功,动能不变,选项 B 正确;动能不变,合力不一定为零,但合力一定不做功,选项 C 错误;合力不为零时,物体一定 有加速度,即做变速运动,选项 D 正确. 5. (多选)物体在合外力作用下做直线运动的 v-t 图象如图所示.下列表述正确的是( AD )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 12 s 内,合外力不做功 D.在 03 s 内,合外力做功为零 解析:在 01

5、s 内,物体的速度增大,动能增加,根据动能定理 W合= Ek,合外力做正功.故 A 正确.B 错误.在 12 s 内,动能减小,合外力做负功.故 C 错误.在 03 s 内,动能变化为零,合外力做功为零.故 D 正确. 6. (2016福建四地六校联考)如图所示,质量为 m 的小球用长为 L 的细线悬挂静止在竖直 位置,现用水平力 F 将小球缓慢地拉到细线与竖直方向成 角的位置,重力加速度为 g,则 在此过程中拉力 F 做的功是( D )A.FLsin 3B.FLcos C.mgL(1-sin ) D.mgL(1-cos ) 解析:因 F 为变力,故不能直接通过功的公式求解,根据动能定理可知,

6、力 F 做的功等于物体 克服重力做的功,故选项 D 正确. 7.在光滑的水平面上有一物体,在将它的速度由零增大到 v 的过程中,外力对它所做的功为 W1;紧接着将该物体的速度由 v 增大到 2v 的过程中,外力对它所做的功为 W2,则 W1与 W2之比 为( C )A.11B.12 C.13D.14解析:由动能定理得,W1= mv2-0= mv2,W2= m(2v)2- mv2= mv2, 所以 W1W2=13,选项 C 正确. 8.(2016福建四地六校联考)一学生用力踢质量为 1 kg 的足球,使球从静止开始以 10 m/s 的速度水平飞出,设人踢球时对球的平均作用力为 100 N,球在水

7、平方向上运动了 10 m,则该 学生对球做的功为( B )A.0 B.50 J C.1 000 J D.条件不足,无法确定解析:对于该学生踢球的过程,根据动能定理得该学生对足球所做的功为 W= mv2= 1102 J=50 J,故 A,C,D 错误,B 正确. 9.一辆汽车在平直公路上以速度 v0开始加速行驶,经时间 t 后,前进了距离 s,此时恰好达到 其最大速度 vm,设此过程中发动机始终以额定功率 P 工作,汽车所受阻力为 f,则在这段时间 里,发动机所做的功为( C )A.fs B.Pt-fsC. m- m+fsD.ft解析:发动机牵引力是变力,其做功为 W=Pt,又由动能定理得 W-

8、fs= m- m,则 W= m- m+fs,选项 C 正确,A,B,D 错误. 10. A,B 两物体的质量之比 mAmB=21,它们以相同的初速度 v0在水平面上做匀减速直线 运动,直到停止,其速度图象如图所示.那么,A,B 两物体所受摩擦阻力之比 fAfB与 A,B 两 物体克服摩擦阻力做的功之比 WAWB分别为( A )4A.41,21 B.21,41 C.14,12 D.12,14 解析:由 v-t 图象知,aA=2aB,因 fA=mAaA,fB=mBaB, 故 fAfB=41, 由动能定理知,WA=- mA,WB=- mB. 即克服摩擦阻力做的功之比 WAWB=21,选项 A 正确.

9、 11.两个物体 A,B 的质量之比 mAmB=21,两者动能相同,它们和水平桌面的动摩擦因数相 同,则两者在桌面上滑行到停止所经过的距离之比为( B )A.sAsB=21B.sAsB=12 C.sAsB=41D.sAsB=14解析:由动能定理-fs=0- mv2,得 s=.又因为 f=mg,故= ,故选项 B 正确.素养提升 12.(2016福建闽清月考)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中,某实验小组采用 如图(甲)所示的实验装置和实验器材.(1)为了用细线的拉力表示小车受到的合外力,实验中必须进行的操作是 ;为了能够用沙桶和沙所受的重力代替拉力,必须满足的条件是 . (2)如图(乙)

10、为实验中打出的一条纸带,现选取纸带中的 A,B 两点对应的过程来探究恒力做 功与动能改变的关系.已知打点计时器的打点周期为 T,重力加速度为 g.若沙与沙桶的总质 量为 m1,小车的质量为 m2.则此过程恒力做的功 W= ,动能的改变量 Ek= (用题中或图中的物理量符号表示). 5解析:(1)为了用细线的拉力表示小车受到的合外力,实验时应平衡小车受到的摩擦力,即改 变木板的倾角,使重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力,要用沙桶和沙的重力代替 拉力,须使得小车的质量远大于沙桶和沙的质量.(2)W=m1gs.打 A,B 两点时小车对应的瞬时速度分别为 vA=,vB=,Ek= m2- m2=

11、m2()2- m2()2.答案:(1)平衡摩擦力 小车的质量远大于沙桶和沙的质量(2)m1gs m2()2- m2()213. 质量 m=1 kg 的物体,在水平拉力 F 的作用下(拉力 F 大小恒定,方向与物体初速度方向 相同),沿粗糙水平面运动,经过一段位移后拉力 F 停止作用,物体最终停下.运动过程中物体 的动能位移图象如图所示.(g 取 10 m/s2)求:(1)物体的初速度大小; (2)物体和平面间的动摩擦因数; (3)拉力 F 的大小.解析:(1)从图象可知初动能为 2 J,Ek0= mv2=2 J, 则 v=2 m/s. (2)设摩擦力为 f,由 Ek-s 图象知 48 m 的过

12、程中摩擦力做负功,则-fs2=0-10 J.因 f=mg,解 得 =0.25. (3)在 04 m 的过程中,根据动能定理有(F-f)s1=Ek,代入数据得 F=4.5 N. 答案:(1)2 m/s (2)0.25 (3)4.5 N 14.某人将一个质量 m=0.1 kg 的小球从离水平地面高 h=20 m 处以大小 v0=10 m/s 的速度抛 出,小球落地时的速度大小 v=20 m/s,(取重力加速度 g=10 m/s2)试求: (1)抛出小球的过程中人对小球做的功; (2)在小球运动的过程中空气阻力对小球做的功. 解析:(1)在抛出过程中,设人对小球做的功为 W,由动能定理得 W= m-

13、0,代入数据得 W=5 J. (2)小球在空中运动过程中,由动能定理mgh+Wf= mv2- m则 Wf= mv2- m-mgh=-5 J. 答案:(1)5 J (2)-5 J 15. 如图所示,摩托车做特技表演时,以 v0=10 m/s 的初速度从高台底部冲向高台顶端,然后 从高台顶端水平飞出.摩托车在冲向高台顶端的过程中始终以 P=4 kW 的额定功率行驶,所经6历的时间 t=3 s.人和车的总质量 m=1.8102 kg,台高 h=5 m,摩托车冲到高台顶端时的速 度为 v=11 m/s.取重力加速度 g=10 m/s2.求:(重力做功 WG=-mgh)(1)摩托车在冲向高台顶端的过程中牵引力所做的功; (2)摩托车在冲向高台顶端的过程中克服阻力所做的功. 解析:(1)摩托车在冲向高台顶端的过程中牵引力所做的功W=Pt=1.2104 J. (2)设摩托车在冲向高台顶端的过程中克服阻力所做的功为 Wf,根据动能定理W-Wf-mgh= mv2- m 代入数据,可得 Wf=1.11103 J. 答案:(1)1.2104 J (2)1.11103 J