鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 动能和动能定理课后练习题

这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 动能和动能定理课后练习题，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
动能和动能定理练习一、单选题1．在空中的O点将一可视为质点的小球以速度v0水平抛出，经时间t1小球经过P1点，速度方向偏转了45°角；如果在O点将该小球以速度3v0水平抛出，经时间t2小球经过P2点，速度方向也偏转了45°角，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）A．O点到P1点和O点到P2点的水平距离之比为1：9B．O点到P1点和O点到P2点的竖直距离之比为1：3C．小球经过P1点、P2点时动能之比为1：3D．OP1、OP2与水平方向夹角的正切值之比为1：92．如图，第一次，小球从粗糙的圆形轨道顶端由静止滑下，到达底端的速度为，克服摩擦力做功为；第二次，同一小球从底端以冲上圆形轨道，恰好能到达点，克服摩擦力做功为，则（　　）A．可能等于B．一定小于C．小球第一次运动机械能变大了D．小球第一次经过圆弧某点的速率大于它第二次经过同一点的速率3．木块在水平恒力F作用下，由静止开始在水平路面上前进s，随即撤去此恒力后又前进3s才停下来．设运动全过程中路面情况相同，则木块在运动中所获得的动能的最大值为（    ）A． B． C．.FS D．4．如图所示，小球以大小为v0的初速度由A端向右运动，到B端时的速度减小为vB；若以同样大小的初速度由B端向左运动，到A端时的速度减小为vA。已知小球运动过程中始终未离开该粗糙轨道，D为AB中点。以下说法正确的是（　　　）A．vA>vBB．vA=vBC．vA<vBD．两次经过D点时速度大小相等5．2019年5月17日，在四川省西昌卫星发射基地成功发射了第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。已知地球的质量为M、半径为R、地球自转周期为T、该卫星的质量为m、引力常量为G，关于这颗卫星下列说法正确的是（　　）A．距地面高度为 B．动能为C．加速度为 D．入轨后该卫星应该位于西昌的正上方6．如图所示，质量相同的两小球a、b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向抛出后，恰好都落在斜面底端，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）A．小球a、b在空中飞行的时间之比为2：1B．小球a、b抛出时的初速度大小之比为2：1C．小球a、b到达斜面底端时的动能之比为4：1D．小球a、b到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角之比为1：17．如图所示，倾角θ＝37°的斜面AB与水平面平滑连接于B点，A、B两点之间的距离x0＝3m，质量m＝3kg的小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.4。当小物块从A点由静止开始沿斜面下滑的同时，对小物块施加一个水平向左的恒力F（图中未画出），取g＝10m/s2。若F＝10N，小物块从A点由静止开始沿斜面运动到B点时撤去恒力F，求小物块在水平面上滑行的距离x为（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（　　）A．5.7m B．4.7m C．6.5m D．5.5m8．如图，水平转台上有一个质量为m的物块（可视为质点），物块与竖直转轴间距为R，物块与转台间动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现让物块始终随转台一起由静止开始缓慢加速转动，加速到角速度为ω时，下列说法正确的是（　　）A．物块受到的向心力为μmgB．物块受到的摩擦力为mω2RC．转台对物块做的功为D．转台对物块做的功可能大于 二、多选题9．一物块沿倾角为θ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H，如图所示，当物块的初速度为时，上升的最大高度记为h．重力加速度大小为g．物块与斜坡间的动摩擦因数μ和h分别为(    )A． B． C． D．10．一场别开生面的节能车竞赛在平直的水平测试道上进行，40支车队以各家独门绝技挑战1升汽油行驶里程的最高纪录。某公司研制开发的某型号小汽车发动机的额定功率为24kW，汽车连同驾乘人员总质量为m＝2000kg，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800N。该小汽车以额定功率由静止开始运动直到冲线，夺得1升汽油行驶30公里的最好成绩。则下列判断正确的是（　　）A．小汽车行驶的最大速度为30m/sB．小汽车行驶速度为20m/s时加速度为1m/s2C．小汽车行驶30公里用时1037.5sD．小汽车行驶速度达到20m/s的过程中牵引力做功为4.8×105J11．如图所示，水平传送带顺时针传动速率为v，在其左端无初速释放一小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，若小木块滑到传送带右端时的速率恰好为v。下列说法正确的是（　　）A．小木块运动的时间为B．小木块运动的距离为C．此过程产生的热量为D．传送带对小木块做功12．一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后，返回到斜面底端，已知小物块的初动能为E，它返回斜面底端时的速度大小为v，克服摩擦阻力做功为E/2．若小物块冲上斜面的初动能变为2E，则有（　　）A．返回斜面底端时的动能为EB．返回斜面底端时速度大小为vC．返回斜面底端时速度大小为2vD．克服摩擦力做功为E13．如图所示，足球从草皮上的①位置被踢出后落在草皮上③位置，空中到达的最高点为②位置，已知①位置到②位置的水平距离大于②到③的水平距离，下列说法正确的是(   )A．②位置足球动能等于 0B．①位置到②位置过程重力的功率先减小后增大C．足球从①位置到②位置的时间小于②到③的时间D．②位置到③位置过程足球动能的变化量等于合力做的功14．由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，O、a、b、c、d为弹道曲线上的五点，其中O点为发射点，d点为落体点，b点为轨迹的最高点，a、c为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是（    ）A．到达b点时，炮弹的速度方向水平向右B．到达b点时，炮弹的加速度方向竖直向下C．炮弹经过a点时的速度大于经过c点的速度D．炮弹由O点运动到b点的时间大于由b点运动到d点的时间 三、解答题15．如图所示，半径R=0.4m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A且μ=0.4．一质量m=0.1kg的小球，以初速度v0=8m/s在粗糙水平地面上向左作直线运动，运动4m后，冲上竖直半圆环，经过最高点B后飞出．取重力加速度g=10m/s2．求：（1）小球到达A点时速度大小；（2）小球经过B点时对轨道的压力大小。            16．如图所示，有一竖直面内的轨道。左边为半径的四分之一光滑圆弧轨道，中间为水平轨道，右边为半径光滑半圆形管道，各段平滑相连，整个轨道固定在地面上。质量的小物块，其大小比管道的直径略小，在A点从静止开始自由下落，恰好从B点切入轨道，通过轨道后从D点进入管道，最后从E端飞出。A点与B端的高度差，水平轨道的长度。小物块与水平轨道间的动摩擦因数，重力加速度取。求：(1)小物块从A点运动至C点时的速度大小；(2)小物块滑至E端时，它对半圆形管道的作用力大小和方向；(3)小物块从E端飞出后，刚落到轨道上时与D点的距离。        17．某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究，他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为图象，如图所示（除2s~10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）。已知在小车运动的过程中，2s~14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥控而让小车自由滑行，小车的质量为，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变。求：(1)小车所受到的阻力；(2)小车匀速行驶阶段的功率；(3)小车在加速运动过程中（指图象中0~10秒内）位移的大小。                参考答案1．A【详解】AB．由题意可知，在P1点时的竖直速度为v0，则P2点时的竖直速度为3v0，则根据vy=gt可知，从O到P1与从O到P2的时间之比1:3，根据x=vt可知O点到P1点和O点到P2点的水平距离之比为1：9；根据可知，O点到P1点和O点到P2点的竖直距离之比为1：9，选项A正确，B错误；C．经过P1点时的速度为，经过P2点时的速度为，则根据可知，小球经过P1点、P2点时动能之比为1：9，选项C错误；D．根据平抛运动的推论可知，速度的偏向角的正切值等于位移偏转角的正切的2倍，由于速度偏向角相等，可知OP1、OP2与水平方向夹角的正切值之比为1：1，选项D错误。故选A。2．B【详解】AD．下滑过程重力做正功、摩擦力做负功，根据动能定理有上滑过程重力、摩擦力做负功，根据动能定理有由以上两式可知且物体在同一位置时上滑速度大于下滑速度相同，AD错误；B．物体在同一位置时上滑速度大于下滑速度相同，故上滑时对轨道的压力较大，那么摩擦力较大，所以上滑过程克服摩擦力做功比下滑时多，即，B正确；C．小球第一次运动过程中，由于摩擦生热，所以机械能减少，C错误。故选B。3．D【解析】从全程来看，设受到的阻力为f，则根据动能定理可知： 则 当刚撤掉恒力F时速度有最大值，根据动能定理可知： 解得 ，故D正确；故选D4．A【详解】小球向右通过凹槽C时的速率比向左通过凹槽C时的速率大，根据牛顿第二定律有可知，对应的弹力FNA一定大，滑动摩擦力也大，克服阻力做的功多；又小球向右通过凸起D时的速率比向左通过凸起D时的速率小，根据牛顿第二定律有可知，对应的弹力FNB一定大，滑动摩擦力也大，克服阻力做的功多，所以小球向右运动全过程克服阻力做功多，动能损失多，末动能小，即vA>vB，故A正确，BCD错误。故选A。5．A【详解】A．万有引力提供向心力解得同步卫星的轨道半径则距离地球表面高度为，A正确；B．万有引力提供向心力动能B错误；C．万有引力提供向心力解得加速度为C错误；D．同步卫星在赤道上空，西昌不在赤道，入轨后该卫星不可能位于西昌的正上方，D错误。故选A。6．D【解析】【详解】因为两球下落的高度之比为2：1，根据h=gt2得，，高度之比为2：1，则时间之比为：1，故A错误．两球的水平位移之比为2：1，时间之比为：1，根据 知，初速度之比为：1，故B错误．根据动能定理可知，到达斜面底端时的动能之比EKa：Ekb=(mva2+mgha)：(mvb2+mghb)=2：1，故C错误．小球落在斜面上，速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，因为位移与水平方向的夹角相等，则速度与水平方向的夹角相等，到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角也相等，故D正确．故选D．7．B【详解】小物块在斜面上受力如图所示，从A点开始沿ABC路径运动到C点停止过程中，由动能定理可得：代入数据解得x＝4.7m故选B。8．C【详解】AB．物块随圆盘一起转动，静摩擦力指向圆心的分力提供向心力，根据牛顿第二定律而静摩擦力切向的分力使物块随圆盘一起加速，根据力的合成可知物块受到的摩擦力大于，不一定是，AB错误；C．根据动能定理，合外力做功之和等于物块动能的变化量，所以物块从静止开始到角速度为时，转台对物块做功为C正确；D．物块随圆盘一起运动，角速度达到最大，最大静摩擦力提供向心力，即转台对物块做功为所以转台对物块做的功不可能大于，D错误。故选C。9．BC【解析】以速度v上升过程中，由动能定理可知： 以速度上升过程中，由动能定理可知：联立解得： 故应选B、C．点晴：本题主要考查了动能定理，注意过程的选取是关键；计算求解稍复杂，以滑块为研究对象，受力分析再两次上滑过程中，利用动能定理列式求的即可．10．AC【详解】A．汽车匀速行驶时，牵引力F等于阻力Ff，即由功率公式可得，代入数据得故A正确；B．设v1=20m/s时汽车牵引力为F1，则，根据牛顿第二定律代入数据得故B错误；C．设使用的时间为t，根据动能定理可得代入数据可得故C正确；D．由于题不知道小汽车做加速运动（或匀速运动）的时间或者位移，则无法求出小汽车行驶速度达到20m/s的过程中牵引力做的功，故D错误。故选AC。11．AC【详解】A．小木块在传送带上受到传送带的滑动摩擦力作用，设加速度为，运动时间为，由牛顿第二定律得解得由运动学公式得解得A正确；B．小物块在传送带上一直做匀加速运动，由位移公式得运动距离为B错误；C．小物块与传送带发生相对位移大小为此过程产生的热量为C正确；D．小物块在运动过程中，只有滑动摩擦力对它做功，由动能定理得传送带对小木块做功为D错误。故选AC。12．ABD【详解】AD．以初动能为E冲上斜面并返回的整个过程中运用能量守恒得设以初动能为E冲上斜面的初速度为，则以初动能为2E冲上斜面时，初速度为，加速度相同，根据，可知第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍，则冲上斜面的最大高度变为2h．所以上升过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，整个上升返回过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，即为E．则返回到底端时的动能为E，AD正确；BC．小物块的初动能为E，它返回斜面底端的速度大小为v，动能为，即若小物块冲上斜面的初动能变为2E，返回到底端的动能为E，即，联立两式解得，B正确C错误．故选ABD。13．CD【详解】A. 由图可知，小球由②到③过程中具有水平位移，则说明小球在②位置存在水平速度，动能不为零，故A错误；B. 由图可知，①位置到②位置过程竖直速度逐渐减小，根据功率P=Fv，重力的功率逐渐减小，故B错误；C. 分析竖直方向的运动，因存在阻力，上升过程阻力向下，加速度较大；下降过程，阻力向上，加速度较小。竖直位移相同，所以足球从①位置到②位置的时间小于②到③的时间，故C正确； D. 根据动能定理可得，②位置到③位置过程足球动能的变化量等于合力做的功，故D正确。14．AC【详解】A．炮弹在最高点竖直方向上的速度为零，水平方向上的速度不为零，为水平向右，故A正确；B．若在最高点炮弹只受重力作用，则炮弹的加速度方向竖直向下，而在实线中，炮弹在最高点不仅受重力作用，还受空气阻力（水平方向上的阻力与水平速度方向相反）作用，故合力不是竖直向下，则加速度也不是竖直向下，故B错误；C．由于空气阻力恒做负功，根据动能定理可知经过a点时的速度大于经过c点时的速度，故C正确；D．从O到b的过程中，在竖直方向上，受到重力和阻力在竖直向下的分力，根据牛顿第二定律有解得在从b到d的过程中，在竖直方向，受到向下的重力和阻力在竖直向上的分力，根据牛顿第二定律有解得因，根据运动学公式可知炮弹由O点运动到b点的时间小于由b点运动到d点的时间，故D错误。故选AC。15．（1）m/s；（2）3N。【详解】（1）小球从开始运动到到达A点的过程中，由动能定理有：代入数据解得m/s；（2）由A点到B点由机械能守恒定律得：在B点时根据牛顿第二定律有：联立上述两式可解得N根据牛顿第三定律可知，小球经过B点时对轨道的压力大小为3N。16．(1)5m/s；(2) 3N，方向向上；(3)0.8m【详解】(1)小物块从A点运动至C点时由机械能守恒定律解得vC=5m/s(2)从A点到E点由动能定理解得 在E点由牛顿第二定律解得FN=3N方向向下，根据牛顿第三定律可知小物块对轨道的作用力竖直向上；(3) 小物块从E端飞出后做平抛运动，则 解得x=0.8m即刚落到轨道CD上时与D点的距离0.8m。17．(1)0.75N；(2)2.25W；(3)19.67m【详解】(1)在14s~18s时间段，加速度大小 由牛顿第二定律得(2)在10s~14s 小车做匀速运动，速度牵引力大小F与f大小相等，则小车匀速运动的功率 (3)0~2s内，小车的位移 2s~10s内根据动能定理有：解得x2≈18.67m加速过程中小车的位移大小为