高中物理必修第二册《3 动能和动能定理》课堂检测 素养达标-统编人教版

这是一份高中物理必修第二册《3 动能和动能定理》课堂检测 素养达标-统编人教版，共10页。

课时素养评价 十六动能和动能定理 (25分钟　60分)一、选择题(本题共6小题,每题5分,共30分)1.改变消防车的质量和速度,能使消防车的动能发生改变。在下列几种情况下,消防车的动能是原来的2倍的是 (　　)A.质量不变,速度增大到原来2倍B.质量减半,速度增大到原来的4倍C.速度不变,质量增大到原来的2倍D.速度减半,质量增大到原来的2倍【解析】选C。设物体的原始质量为2,原始的速度为1。由公式Ek=mv2,代入数据得:原始动能Ek=1。质量不变,则m1=2,速度变为原来的2倍,则v1=2,由公式Ek1=m1,代入数据得:动能Ek1=4,动能变为原来4倍,故A错误。质量减半,则m2=1,速度变为原来的4倍,则v2=4,由公式Ek2=m2,代入数据得:动能Ek2=8,动能变为原来的8倍,故B错误。速度不变,则v3=1,质量变为原来的2倍,则m3=4,由公式Ek3=m3,代入数据得:动能Ek3=2,动能变为原来的2倍,故C正确。速度减半,则v4=,质量增大到原来的2倍,则m4=4,由公式Ek4=m4,代入数据得:动能Ek4=,动能变为原来的,故D错误。故选C。2.以初速度v0竖直上抛一个小球,若不计空气阻力,在上升过程中,从抛出到小球动能减少一半所经过的时间为 (　　)A.　　　　　　　　　 B.C. D.(1-)【解析】选D。根据Ek=mv2得,当小球动能减为原来一半时的速度为v=v0,则运动的时间为:t==(1-)。故选D。3.如图所示,两个质量相同的物体a和b处于同一高度,a自由下落,b沿固定光滑斜面由静止开始下滑,不计空气阻力。两物体到达地面时,下列表述正确的是(　　)A.a的速率大 B.b的速率大C.动能相同 D.速度方向相同【解析】选C。根据动能定理有:mgh=mv2-0知:高度相同,所以末动能相等,速度的大小相等,但方向不同。故本题选C。【补偿训练】如图所示,匈牙利大力士希恩考·若尔特曾用牙齿拉动50 t的A320客机。他把一条绳索的一端系在飞机下方的前轮处,另一端用牙齿紧紧咬住,在52 s的时间内将客机拉动了约40 m。假设大力士牙齿的拉力约为5×103 N恒定不变,绳子与水平方向夹角θ约为30°,则飞机在被拉动的过程中 (　　)A.重力做功约2.0×107 JB.拉力做功约1.7×105 JC.克服阻力做功约为1.5×105 JD.合外力做功约为2.0×105 J【解析】选B。由于飞机在水平面上运动,所以重力不做功,故A错误;由功的公式W=Fxcosθ=5×103×40× J≈1.73×105 J,故B正确;飞机获得的动能Ek=mv2=×50×103×(2×)2 J=5.9×104 J,根据动能定理可知,合外力做功为5.9×104 J,拉力做功1.7×105 J,所以克服阻力做功1.11×105 J,故C、D错误。4.质量为m的小球,从桌面竖直上抛,桌面离地面的高度为h,小球能达到的最大高度为H(距地面),那么小球的初动能为 (　　)A.mgH B.mghC.mg(H+h) D.mg(H-h)【解析】选D。设小球初动能为:Ek0,从抛出到最高点,根据动能定理得:0-Ek0=-mg(H-h),所以Ek0=mg(H-h),故A、B、C错误,D正确。5.人用手托着质量为m的“小苹果”,从静止开始沿水平方向运动,前进距离L后,速度为v(苹果与手始终相对静止),苹果与手掌之间的动摩擦因数为μ,则下列说法正确的是 (　　)A.手对苹果的作用力方向竖直向上B.苹果所受摩擦力大小为μmgC.手对苹果做的功为mv2D.苹果对手不做功【解析】选C。苹果的加速度方向为水平方向,苹果的合力方向在水平方向上,苹果受到重力和手的作用力,而重力在竖直方向,故手的作用力应为斜上方,故A错误;由于苹果和手相对静止,故其受到的摩擦力为静摩擦力,不能确定是否等于μmg,故B错误;由动能定理可知,合外力做功等于动能的改变量,竖直方向重力不做功,故手对苹果做的功为mv2,故C正确;由于手发生了位移,且受到水平方向的摩擦力,故苹果对手做功,故D错误。【补偿训练】质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上,若物体受水平力F的作用从静止起通过位移s时的动能为E1,当物体受水平力2F作用,从静止开始通过相同位移s,它的动能为E2,则 (　　　 )A.E2=E1　　　　　 B.E2=2E1C.E2>2E1 D.E12E1,C正确。6.帆船即利用风力前进的船。帆船起源于荷兰,古代的荷兰地势很低,所以开凿了很多运河,人们普遍使用小帆船运输或捕鱼,到了13世纪,威尼斯开始定期举行帆船运动比赛,当时比赛船只没有统一的规格和级别,1900年第2届奥运会将帆船运动开始列为比赛项目;在某次帆船运动比赛中,质量为500 kg的帆船,在风力和水的阻力共同作用下做直线运动的v-t图像如图所示。下列表述正确的是 (　　)A.在0～1 s内,合外力对帆船做了1 000 J的功B.在0～2 s内,合外力对帆船做了250 J的负功C.在1～2 s内,合外力对帆船不做功D.在0～3 s内,合外力始终对帆船做正功【解析】选A。在0～1 s内,帆船的速度增大,动能增加,根据动能定理W合=ΔEk,得:W合=mv2-0=×500×22 J=1 000 J,即合外力对帆船做了1 000 J的功,故A正确;在0～2 s内,动能增加,根据动能定理W合=ΔEk,得:W合′=mv′2-0=×500×12 J=250 J,即合外力对帆船做了250 J的正功,故B错误;在1～2 s内,动能减小,根据动能定理W合=ΔEk,则合外力对帆船做负功,故C错误;在0～3 s内,根据动能定理W合=ΔEk,合外力对帆船先做正功,后做负功,故D错误。二、计算题(本题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(14分)如图甲所示,一质量为m=1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块受到按如图乙所示规律变化的水平力F作用并向右运动,第3 s 末物块运动到B点时速度刚好为0,第5 s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ=0.2(g取10 m/s2),求:(1)A与B间的距离。(2)水平力F在5 s内对物块所做的功。【解析】(1)根据题目条件及题图乙可知,物块在从B返回A的过程中,在恒力作用下做匀加速直线运动,即F-μmg=ma。由运动学公式知:xAB=at2代入数据解得:xAB=4 m。(2)物块在前3 s内动能改变量为零,由动能定理得:W1-Wf=0,即W1-μmg·xAB=0则前3 s内水平力F做的功为W1=8 J根据功的定义式W=Fl得,水平力F在第3～5 s时间内所做的功为W2=F·xAB=16 J则水平力F在5 s内对物块所做的功为W=W1+W2=24 J。答案:(1)4 m　(2)24 J8.(16分)如图所示,长为L=1 m的长木板水平放置,在木板的A端放置一个质量为m=1 kg的小物块,现缓慢地抬高A端,使木板以左端为轴转动,当木板转到与水平面的夹角为α=37°时小物块即将发生滑动,此时停止转动木板,在整个过程中,求:(g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8) (1)重力对小物块做的功;(2)木板对小物块做的功。【解析】(1)重力对小物块做负功,有:WG=-mgLsinα得:WG=-6 J(2)对小物块,由动能定理可知:W板+WG=0W板=6 J答案:(1)-6 J　(2)6 J (15分钟　40分)9.(6分)(多选)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J。韩晓鹏在此过程中 (　　)A.重力势能减小了2 000 JB.重力势能减小了1 900 JC.动能增加了2 000 JD.动能增加了1 800 J【解析】选B、D。重力对他做功为1 900 J,是正功,则他的重力势能减小了1 900 J,故A错误,B正确;重力对他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J,即阻力对他做功为-100 J,则外力对他所做的总功为W总=1 900 J-100 J=1 800 J,是正功,根据动能定理知:他的动能增加了1 800 J,故C错误,D正确。10.(6分)如图所示,在短道速滑运动中,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲,甲获得更大的速度向前冲出。不计冰面阻力。则在乙推甲的过程中 (　　)A.甲对乙做正功,甲的动能增大B.甲对乙做正功,乙的动能增大C.乙对甲做正功,甲的动能增大D.乙对甲做正功,乙的动能增大【解析】选C。甲对乙的作用力方向向后,与乙的速度方向相反,对乙做负功,乙的动能减小;乙对甲的作用力向前,与甲的速度方向相同,对甲做正功,甲的动能增大,故C正确,A、B、D错误。11.(6分)(2019·全国卷Ⅲ)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的质量为 (　　)A.2 kg　　　B.1.5 kg　　　C.1 kg　　　D.0.5 kg【解析】选C。对上升过程,由动能定理,-(F+mg)h=Ek-Ek0,得Ek=Ek0-(F+mg)h,即F+mg=-k=12 N;下落过程中,设物体从最高处下落到地面的距离为l,由动能定理可得(mg-F)(l-h)=Ek,转换可得Ek=(mg-F)l-(mg-F)h,即mg-F=-k′=8 N,联立两公式,得到m=1 kg、F=2 N,故C正确。12.(22分)如图所示,AB是固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道,末端B处的切线方向水平。一物体P(可视为质点)从圆弧最高点A处由静止释放,滑到B端飞出,落到地面上的C点。测得C点和B点的水平距离OC=L,B点距地面的高度OB=h。现在轨道下方紧贴B端安装一个水平传送带,传送带的右端与B点的距离为。当传送带静止时,让物体P从A处由静止释放,物体P沿轨道滑过B点后又在传送带上滑行并从传送带右端水平飞出,仍落在地面上的C点。(1)求物体P与传送带之间的动摩擦因数。(2)若传送带驱动轮顺时针转动,带动传送带以速度v匀速运动。再把物体P从A处由静止释放,物体P落在地面上。设着地点与O点的距离为x,求出x可能的范围。【解析】(1)无传送带时,物体由B运动到C,做平抛运动,设物体在B点的速度为vB,则L=vBth=gt2解得:vB=L有传送带时,设物体离开传送带时的速度为v2,则有:=v2t-=m-m解得:μ=。(2)物体在传送带上全程减速时,离开传送带的末速度vⅠ=,则x min=L物体在传送带上全程加速时,离开传送带的末速度为 vⅡ,由动能定理有μmg=m-m,得:vⅡ==。则xmax=+vⅡ=L故L≤x≤L。答案:(1)　(2)L≤x≤L