高中必修第二册物理《3 动能和动能定理》课堂检测 素养达标-统编人教版

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课堂检测·素养达标1. 关于动能的理解,下列说法正确的是 (　　)A.凡是运动的物体都具有动能B.重力势能可以为负值,动能也可以为负值C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,速度变化时,动能也一定变化D.动能不变的物体,一定处于平衡状态【解析】选A。物体由于运动而具有的能叫动能,所以运动的物体具有动能,A正确;由公式:Ek=mv2,可知动能不能是负值,B错误;一定质量的物体做匀速圆周运动时,由于速度方向改变即速度变化,但速度的大小不变,由公式:Ek=mv2,可知动能不变,故C错误;物体做匀速圆周运动时,动能不变,但物体的运动状态改变,不处于平衡状态,D错误。2.如图所示,一颗质量为0.1 kg的子弹以500 m/s的速度打穿第一块固定木板后,速度变为300 m/s,则这个过程中子弹克服阻力所做的功为(　　)A.8 000 J　　　　　　　　　 B.4 500 JC.12 500 J D.无法确定【解析】选A。在子弹穿过木块的过程中,设它克服阻力做功为Wf,根据动能定理得:-Wf=mv2-m,代入数据得:Wf=8 000 J,故选项A正确。3.质量为1 kg的物体沿直线运动的v-t图像如图所示,则 (　　)A.从第1 s末到第3 s末合外力做的功为2 JB.第1s末物体具有的动能为4 JC.前3 s内合外力对物体做的功为2 JD.第1 s内合外力对物体做的功为4 J【解析】选C。由图可知,第1 s末之后的速度均为2 m/s,故第1 s 末至第3 s末合外力不做功,故A错误;第1 s末物体的动能Ek=mv2=×1×22 J=2 J,故B错误;由动能定理可知,前 3 s 内合外力对物体做的功等于动能的改变量,故W=ΔEk=mv2=×1×4 J=2 J,故C正确;第1s内合外力对物体做功也为2 J,故D错误。【补偿训练】 (多选)在平直公路上,汽车由静止开始做匀加速直线运动,当速度达到vmax后,立即关闭发动机直至静止,v-t图像如图所示,设汽车的牵引力为F,受到的摩擦力为Ff,全程中牵引力做功为W1,克服摩擦力做功为W2,则 (　　)A.F∶Ff=1∶3　　　　　　 B.W1∶W2=1∶1C.F∶Ff=4∶1　　 D.W1∶W2=1∶3【解析】选B、C。对汽车运动的全过程,由动能定理得:W1-W2=ΔEk=0,所以W1=W2,选项B正确,选项D错误;设牵引力、摩擦力作用下的位移分别为x1、x2,由图像知x1∶x2=1∶4。由动能定理得Fx1-Ffx2=0,所以F∶Ff=4∶1,选项A错误,选项C正确。4.如图所示,物体在离斜面底端5 m处由静止开始下滑,然后滑上与斜面平滑连接的水平面,若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为0.4,斜面倾角为37°。求物体能在水平面上滑行的距离。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) 【解析】对物体在斜面上和水平面上受力分析如图所示。解法一　分过程设物体滑到斜面底端时的速度为v,物体下滑阶段 FN1=mgcos 37°,故Ff1=μFN1=μmgcos 37°。由动能定理得:mgsin 37°·x1-μmgcos 37°·x1=mv2-0设物体在水平面上滑行的距离为x2,摩擦力Ff2=μFN2=μmg由动能定理得:-μmgx2=0-mv2由以上各式可得x2=3.5 m。解法二　全过程mgx1sin 37°-μmgcos 37°x1-μmgx2=0代入数值解得x2=3.5 m。答案:3.5 m情境:2018年11月11日,在百度世界大会上,百度与一汽共同宣布:L4级别完全自动化无人驾驶乘用车将批量生产。有关资料检测表明,当无人驾驶车正以20 m/s的速度在平直公路上行驶时,遇到紧急情况需立即刹车(忽略无人驾驶汽车反应时间)。设该车刹车时产生的加速度大小为8 m/s2。问题:将上述运动简化为匀减速直线运动,直到汽车停下。已知无人驾驶汽车质量为1.8 t。求:在此过程中该无人驾驶汽车(1)动能如何变化?(2)前进的距离x是多少?【解析】(1)无人驾驶汽车做匀减速直线运动,其速度不断减小,质量不变,由Ek=mv2得汽车的动能不断减小。(2)由牛顿第二定律知受到阻力的大小:f=ma解得:f=1.44×104 N初动能:Ek=mv2解得:Ek=3.6×105 J减速过程由动能定理得:-fx=0-Ek解得:x=25 m答案:(1)减小　(2)25 m