高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理课后练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理课后练习题，共25页。试卷主要包含了3动能和动能定理 课时作业19，4m 处，演员最可能失去知觉，6×104J，才可能挑战成功，5m，4mgl，675m，2m等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年人教版（2019）必修第二册8.3动能和动能定理 课时作业19（含解析）  1．在离地高为H处落下一小球，小球在空中运动所受空气阻力是它重力的k倍，而小球与地面相碰后，能以相同的速率反弹，则小球从释放开始直到多次跳动后停止，通过的总路程为（　　）A．H B．kH C． D．k2H2．把一个物体从粗糙斜面的底端匀加速拉到斜面顶端的过程中，下列说法不正确的是（　　）A．拉力与摩擦力做功的代数和等于物体动能的增量B．拉力、摩擦力和重力做功的代数和等于物体动能的增量C．拉力、摩擦力、重力和支持力的合力做的功等于物体动能的增量D．物体所受外力的合力做的功等于物体动能的增量3．改变物体的质量和速度都可能使物体的动能发生变化。在下列情形下，物体动能变为原来2倍的是（　　）A．质量不变，速度增大到原来的2倍 B．速度不变，质量增大到原来的2倍C．质量减半，速度增大到原来的4倍 D．速度减半，质量增大到原来的4倍4．关于物体做功，下列说法正确的是（　　）A．力对物体做功少的其功率一定小B．重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零C．起重机将物体匀速向上吊起一段距离，重力做负功，合力不做功D．只要物体受力的同时有位移发生，该力就一定对物体做功5．如图所示在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，并将球从球门右上角贴着球门射入，球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球质量为m，则红队球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力、足球可视为质点)(　　) A． mv2 B．mghC．mv2＋mgh D． mv2－mgh6．物体在水平拉力作用下做直线运动，运动一段时间撤去拉力，物体又滑行一段距离停下。物体运动的v—t图像如图所示。 下列表述正确的是（　　）A．在0~3s内，拉力做功比摩擦力做功多 B．在0~2s内，摩擦力做功比拉力做功多C．在0~2s内，合外力做负功 D．在0~3s内，合外力做功为零7．滑雪运动员在一次自由式滑雪空中技巧比赛中，他沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J，他克服阻力做功100J。他在此过程中（　　）A．动能增加了1800J B．重力势能减小了1800JC．动能增加了2000J D．重力势能减小了2000J8．两个物体A、B的质量之比mA∶mB=3∶1，二者动能相同，它们和水平桌面的动摩擦因数相同，则二者在桌面上滑行到停止所经过的距离之比为（　　）A．sA∶sB=1∶2 B．sA∶sB=1∶3C．sA∶sB=4∶1 D．sA∶sB=1∶49．对于挑战世界最大的环形车道(直径 12.8m，位于竖直面内）的特技演员 Steve Truglia 来说， 瞬间的犹豫都可能酿成灾难性后果．若速度太慢，汽车在环形车道上，便有可能像石头一样坠落；而如果速度太快，产生的离心力可能让他失去知觉．挑战中汽车以 16m/s 的速度进入车道，到达最高点时，速度降至 10m/s 成功挑战．已知演员与汽车的总质量为 1t,将汽车视为质点，在上升过程中汽车速度一直减小，下降过程中速度一直增大，取 g=10m/s2，则汽车 在以 16m/s 的速度进入车道从最低点上升到最高点的过程中（ ）A．通过最低点时，汽车受到的弹力为 4×104NB．在距地面 6.4m 处，演员最可能失去知觉C．只有到达最高点时汽车速度不小于 10m/s，才可能挑战成功D．只有汽车克服合力做的功小于 9.6×104J，才可能挑战成功10．2019世界机器人论坛（WFR2019）于2019年8月21日—8月23日在北京举办，大会主题“智能新生态开发新时代”。某机器人研究小组自制的机器车能够自动识别障碍物上、下坡。该机器车质量为m=10kg，在水平路面AB段以速度v1=6m/s匀速行驶，BC段是一段陡坡。机器车在BC段仅用t=5s就运动到了坡顶，且到达坡顶前机器车已经以速度v2=3m/s做匀速运动。已知整个过程中该机器车的输出功率保持不变，机器车在AB段受到的阻力Ff1=100N，在BC段所受阻力恒定，机器车经过B点时无机械能损失，则下列说法正确的是（　　）A．该机器车的额定功率为500WB．该机器车经过B点后刚开始上坡的加速度大小为8m/s2C．该机器车速度减至时，其加速度大小为5m/s2D．BC段的长度为10.5m 11．如图所示，长为l的细线的一端固定于O点，另一端系一质量为m的小球（可视为质点），小球在水平拉力F作用下在竖直平面内缓慢由A点经B点到达C点。已知OA与竖直方向成53°角，OC与竖直方向成37°角，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，则在此过程中（  　　）A．拉力F一直做负功B．拉力F先减小后增大C．拉力F做的功为-1.4mglD．小球的重力势能减小了0.2mgl12．如图甲所示，质量为1kg的物块在零时刻受方向沿固定光滑斜面向上的恒力F作用，从足够长、倾角为的斜面底端由静止向上滑行，在r=2s时刻撤去恒力，物块的速度一时间（v—t）图像如图乙所示，某时刻物块恰好返回斜面底端。取g=10m/s2，，。下列说法正确的是（　　）A．恒力F的大小为4N B．前2s内物块的动能改变量为0.5JC．整个运动过程物块受到的重力做功为0 D．前2s内恒力F的平均功率为6.5W13．关于物体的动能，下列说法正确的是（　　）A．动能不变的物体可能不处于平衡状态B．物体在合外力作用下做变速运动时，动能一定变化C．物体以相同的速率向东和向西运动时，其动能的大小相等但方向不同D．如果物体所受的合外力为零，那么合外力对物体做功一定也为零14．质量为m的物体在水平恒力F的作用下由静止开始在光滑水平面上运动，在第一段时间内，物体前进了一段位移，速度大小变为v，合外力做的功为；在紧接着的第二段时间内，物体前进了一段位移，速度变为，合外力做的功为。则（　　）A．两个过程所经历的时间 B．两个过程所通过的位移C．两个过程内合外力做的功 D．两个过程内合外力做的功15．水平传送带两端的距离为4m，传送带逆时针匀速转动，速度大小为3m/s，左右分别与相同高度的水平台面相接，一质量为1kg的物体（视为质点）以6m/s的速度从传送带左端冲上传送带已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小为10m/s2。下列说法正确的是（　　）A．物体将从右侧离开传送带B．若传送带以7m/s的速度转动，物体将从左侧离开传送带C．物体通过传送带的过程中，系统因物体与传送带间的之间的摩擦力产生的内能为18JD．若物体以9m/s的速度冲上传送带，则离开传送带时的速度大小为7m/s  16．在学校组织的趣味运动会上,某科技小组为大家提供了一个寓学于乐的游戏.如图所示,将一质量为0.1的钢球放在点,用弹射装置将其弹出,使其沿着光滑的半圆形轨道和运动, 段为一段长为的粗糙平面, 为接球槽.圆弧和的半径分别为,,小球与段的动摩擦因数为,点离接球槽的高度为,水平距离为,接球槽足够大, 取10 .求: (1).要使钢球恰好不脱离圆弧轨道,钢球在点的速度多大?在位置对半圆轨道的压力多大?(2).要使钢球最终能落入槽中,弹射速度至少多大?17．如图所示，粗糙的水平轨道BC的右端与半径R=0.45m的光滑竖直圆轨道在C点相切，光滑的倾斜轨道AB与水平方向的夹角为37°，质量m=0.1kg的小球从倾斜轨道顶端A点由静止滑下，小球经过轨道衔接处时没有能量损失.已知倾斜轨道AB的长度l=2m，小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.375，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）（1）求小球第一次到达倾斜轨道底端B点时的速度大小（结果可以用根号表示）；（2）要使第一次在圆轨道运动时小球不脱离轨道，水平轨道BC的长度L应满足什么条件?18．如图所示，固定在地面上的足够长斜面倾角为=37°质量为m的木块A（看做质点）从a点以速度开始下滑，到b点接触轻弹簧，又压缩至最低点c，然后木块A又恰好被轻弹簧弹回到a点、a、c间距为L。现让木块压缩弹簧到c点，以速度v0开始斜面向上滑动，离开弹簧。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g。求：（1）A木块与斜面之间的动摩擦因数μ；（2）木块向上滑出离开c点的最大距离。19．如图所示，质量M=2kg的小车静止在光滑水平面上。上表面离地高度h=0.45m。右侧很远处有一个和小车等高、上表面光滑的障碍物A（厚度可忽略），BC是以恒定速率v0=12m/s顺时针转动的传送带，B点位于水平面上。有一可视为质点、质量m=1kg的物块，以v1=6m/s的速度从左端冲上小车，同时对小车施加一水平向右的恒力，当物块滑到小车最右端时，二者恰好共速，这时撤掉恒力，然后小车撞到障碍物A后立即停止运动，物块沿水平方向飞出，在B点刚好无碰撞地切入传送带，并沿着传送带下滑。已知物块与小车间的动摩擦因数，与传送带间的动摩擦因数，传送带长度s=23m，与水平面的夹角θ=37°，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：(1)物块运动到B点时的速度大小；(2)由于摩擦物块与传送带间产生的热量Q；(3)对小车施加的恒力F的大小。20．动车组是把动力车与非动力车按照预定的参数组合在一起的。如图所示，某实验用动车组由4节动车和4节拖车组成。总质量为m=4×105kg。动车组可以提供的总额定功率P=9.6×106W，若动车组先以恒定加速度a=0.2m/s2由静止开始做匀加速直线运动，达到额定功率后保持功率不变再做变加速直线运动，直至动车组达到最大速度vm=60m/s并开始匀速行驶。行驶过程中所受阻力恒定。(1)求动车组在匀加速运动阶段的总时问；(2)若动车组在变加速运动阶段的总时间为400s，求变加速运动的位移大小。
参考答案1．C【详解】运用动能定理研究小球从开始下落到停止弹跳为止的过程，开始运动时，物体的速度为零。最后静止速度也为零。整个过程重力做功我们可以把整个过程分为若干个单方向过程，每个单方向过程阻力做功为所以整个过程阻力做功其中X为若干个单方向过程位移大小之和，也就是路程。全过程根据动能定理有联立解得故选C。2．A【详解】把一个物体从粗糙斜面的底端匀加速拉到斜面顶端的过程中，根据动能定理：，即物体所受外力的合力做的功等于物体动能的增量；或者是拉力、摩擦力和重力做功的代数和等于物体动能的增量；因支持力不做功，则也可以说拉力、摩擦力、重力和支持力的合力做的功等于物体动能的增量；故BCD正确，A错误；此题选择不正确的选项，故选A.3．B【详解】根据动能表达式可知：A．质量不变，速度增大到原来的2倍，则动能变为原来的4倍，选项A错误；    B．速度不变，质量增大到原来的2倍，则动能变为原来的2倍，选项B正确；    C．质量减半，速度增大到原来的4倍，则动能变为原来的8倍，选项A错误；        D．速度减半，质量增大到原来的4倍，则动能不变，选项D错误。故选B。4．C【详解】A．由功率的定义式可知，力对物体做功功率的大小取决于做功多少和做功所用的时间，力对物体做功少，若所用的时间少，其功率不一定小，A错误；B．重力对物体不做功时，物体的重力势能不发生变化，但是物体的重力势能不一定为零，B错误；    C．起重机将物体匀速向上吊起一段距离，重力做负功，物体的重力势能增加，因物体是匀速运动，物体的动能不变，由动能定理可知，合力不做功，C正确；D．物体受力的同时有位移发生，若物体所受力的方向与其发生的位移方向垂直，据功的定义，则该力对物体不做功，D错误。故选C。5．C【详解】对足球从球员踢出到飞入球门的过程研究，根据动能定理得解得故C正确，ABD错误．故选C。6．D【详解】AD．由于物体最终速度减为零，根据动能定理可知拉力做功与摩擦力做功大小相等，合力做功等于0，A错误，D正确；B．2s末物体运动的速度根据动能定理可知在0~2s内，拉力做的功比摩擦力的做功多，B错误；C．由于动能大于零，因此在0~2s内，合外力做功为正值，C错误。故选D。7．A【详解】滑雪运动员在此过程中，重力对他做功是1900J，则其重力势能减少了1900J；运动员克服阻力做功是100J，则合外力对运动员做的功为1800J，由动能定理可知，他的动能增加了1800J。A正确，BCD错误。故选A。8．B【详解】由题意A、B两物体在桌面上滑行过程中，只有动摩擦力做功，根据动能定理有：对物体A对物体B因此得1﹕3ACD错误，B正确。故选B。9．D【详解】A．通过最低点时，汽车受到的弹力为选项A错误；B．在轨道的最低点时，车速最大，人对座椅的压力最大，最容易失去知觉，选项B错误；汽车到达最高点的最小速度为,C．则只有到达最高点时汽车速度不小于8m/s，才可能挑战成功，选项C错误；D．从最低点到最高点合外力的功选项D正确；故选D。10．C【详解】A．该机器车在AB段匀速运动则F=Ff1则额定功率为选项A错误；B．机器车到达顶端匀速运动时满足 刚经过B点时解得 选项B错误；C．该机器车速度减至时其中解得选项C正确；D．从B到C由动能定理 解得s=15.675m选项D错误。故选C。11．BD【分析】根据力和位移的夹角来判断拉力F做正功还是做负功，根据功能关系可以计算拉力F做功的多少，重力势能的减小可以通过计算重力做功来确定。【详解】A．从A到B，从受力平衡，可知拉力F的方向水平向左；从B到C点，拉力F的方向水平向右，故拉力F先做负功，后做正功，故A错误；B．由受力分析可知由于θ角度先减小后增大，故F的大小先减小后增大，故B正确；C．从A到C，设拉力做功为W，由动能定理解得故C错误；D．从A到C，重力做功为故重力势能减小0.2mgl，故D正确。故选BD。12．BC【详解】A．内物块的加速度为根据牛顿第二定律得解得故A错误；B．前内物块的动能改变量为故B正确；C．由于最终物块返回斜面底端，所以整个运动过程物块受到的重力做功为0，故正确；D．前内恒力的平均功率为故D错误。故选BC。13．AD【详解】A．物体做匀速圆周运动时，动能不变化，不处于平衡状态，A正确；B．物体做匀速圆周运动时，速度方向变化，大小不变，动能不变，B错误；C．动能是标量，相同的速率运动时，动能相同，动能没有方向，C错误；D．根据所受的合外力为零，合外力对物体做功一定也为零，D正确。故选AD。14．AD【详解】A．物体在恒力作用下做匀加速运动，设加速度为a，则v=at12v-v=at2则t1=t2选项A正确；B．根据可知3s1=s2选项B错误；CD．根据动能定理 可知选项C错误，D正确。故选AD。15．AD【详解】AB．物块从传送带左端冲上传送带，在滑动摩擦力作用下向右做匀减速直线运动，速度为0时，位移有故物块将从右侧离开传送带；若传送带以7m/s的速度转动，同理物块也将从右侧离开传送带；故A正确，B错误；C．物体通过传送带的过程中，系统因物体与传送带间的摩擦产生的内能Q为当物体从右侧离开传送带时，有代入相关已知数据，联立求得：，在1s时间传送带以的速度逆时针运动的位移所以传送带与物块的相对位移为所以传送带与物块之间的摩擦力产生的内能故C错误；D．若物体以9m/s的速度冲上传送带，设离开传送带时的速度大小为v ，则有又代入相关数据求得：，故D正确；故选AD。16．(1) 6N(2)【详解】(1)要使钢球恰好不脱离圆弧轨道，对最高点有可得钢球从到的过程有在点有联立可得根据牛顿第三定律可得,钢球在位置对半圆轨道的压力大小为6(2)设要使钢球能落入槽中, 点速度至少为 ,从到由平抛运动规律得水平方向竖直方向可得假设钢球在点的速度恰为以时,钢球可运动到点,且速度为，从到由动能定理有可得故当钢球在点的速度恰为时,钢球不可能到达点,更不可能平抛入槽要使钢球最终能落入槽中,需要更大的弹射速度,才能使钢球既满足不脱离圆弧轨道,又能落入槽中从到由动能定理有联立可得17．（1）；（2）或者【详解】（1）小球在倾斜轨道上运动，由动能定理知解得（2）小球恰好从B点到C点由动能定理得解得L=3.2m在圆轨道运动时小球不脱离轨道，有两种情形情形一：物体能完成圆运动在最高点：由对小物块从B点到圆轨道最高点利用动能定理解得情形二：物体运动到圆轨道圆心等高处速度为零对小物块从B点到圆轨道圆心等高处利用动能定理解得L=2m综合以上两种情形可得：或者18．（1）；（2）【详解】（1）木块A从a点开始下滑，然后木块A又恰好被轻弹簧弹回到a点过程，根据动能定理解得（2）木块A从a点开始下滑，压缩至最低点c，设弹簧的弹性势能为，根据能量守恒设木块压缩弹簧到c点然后在向上滑出离开c点的最大距离为 解得19．(1) 5m/s；(2) 6J；(3) 6N【详解】(1)小车撞到障碍物A后物块做平抛运动，有物块到达B点时竖直分速度大小为vy=gt速度与水平方向的夹角为37°，则物块到达B点的速度v=vy/sin37°解得v=5m/s(2)物块滑上传送带后先做匀加速运动，设加速度为a1，据牛顿第二定律得mg（sin37+μ2cos37°）=ma1物块速度从v增大到传送带速度的时间为位移以上式子解得x1=8.5m共速后，由于mgsin37°>μ2mgcos37°，所以物块继续匀加速运动，加速度大小为a2=g（sin37°－μ2cos37°）根据运动学公式得s-x1=v0t2+解得t2=1s（另一负值舍去）物块在传送带上由于摩擦产生的内能为Q=μ2mgcos37°·[（v0t1－x1）+（s－x1－v0t2）]代入数据解得Q=6J(3)物块离开小车时的速度设物块在小车上滑行的加速度大小为am，则有μ1mg=mam设物块在小车上滑行的时间为t，则有v′=v0－amt设小车在此过程中的加速度大小为aM，则有v′=aMt对小车，由牛顿第二定律得F+μ1mg=MaM以上式子解得F=6N20．(1) 200s；(2) 2.15×104m【详解】(1)设动车组在运动中所受阻力为f，动车组的牵引力为F，动车组以最大速度匀速运动时F=f动车组总功率P=Fvm设动车组在匀加速阶段所提供的牵引力为F′，匀加速运动的末速度为v′，由牛顿第二定律有F′-f=ma动车组总功率P=F′v′运动学公式v′=at1解得匀加速运动的时间t1=200s(2)设动车组变加速运动的位移为x，根据动能定理解得x=2.15×104m