高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理复习练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理复习练习题，共11页。试卷主要包含了 动能， 动能定理等内容，欢迎下载使用。

1. 动能：
定义：动能是物体由于运动而具有的能量。换句话说，它是物体运动状态的量度。
表达式：动能的数学表达式为Ek=1/2mv²，其中Ek代表动能，m是物体的质量，v是物体的速度。这个公式说明物体的动能与其质量和速度的平方成正比。
特点：动能是一个标量，即它没有方向，只有大小。同时，它是一个状态量，描述物体在某一时刻或某一位置的运动状态。
单位：动能的单位是焦耳（J）。
2. 动能定理：
推导过程：假设一个物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下，发生一段位移l，速度由v1增大到v2。根据牛顿第二定律和运动学公式，可以推导出动能定理的表达式。
内容：动能定理表述为“力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化”。换句话说，物体动能的增量等于作用在物体上所有外力对它做的总功。
一、单选题
1．A、B两物体的质量之比为1：2，速度之比为2：1，则A、B的动能之比为（ ）
A．2：1B．1：2C．1：1D．4：1
2．一位同学特别喜欢冰壶运动，由于没有冰壶和场地，该同学就在水平地板上画了如图所示的线，并在物理实验室找来一辆质量m=0.5kg的小车，以一定的初速度从PP′推出，停在MM′和NN′之间得分，离O点越近得分越高，已知PP′和MM′之间的距离是5m，MM′和NN′之间的距离是1m，某次该同学推出小车的速度是2m/s，结果小车停在距PP′2m处，重力加速度取10m/s2，运动的小车受到的阻力与小车的重力成正比，假设小车每次都做匀减速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．推出后的小车受到的阻力与重力的比值是
B．当v0=3.5m/s时，小车可以停在MM′和NN′之间
C．当v0=3.25m/s时，经过4s小车运动到MM′
D．当v0=3.25m/s时，经过2.5s小车运动到MM′
3．如图所示，圆柱形的容器内有三个长度不同光滑直杆Oa、Ob、Oc，它们的下端均固定于容器底部圆心O，杆与水平面间的夹角分别为30°、45°、60°，上端固定在容器侧壁。三个相同的小环分别套在三个直杆的上端从静止开始下滑，下列说法正确的是（ ）
A．三个小环滑到O点速度大小相同
B．沿Oa、Oc杆下滑的，到O点速度大小相同
C．三个小环滑到O点的时间相同
D．沿Oa、Oc杆下滑的，到O点所用时间相同
4．将甲、乙两个质量相等的物体在距水平地面同一高度处，分别以v和2v的速度水平抛出，若不计空气阻力的影响，则
A．甲、乙在空中运动的时间一定相同
B．甲运动的位移一定是乙运动位移的2倍
C．甲落地时速率一定是乙落地时速率的2倍
D．甲落地时动能一定是乙落地时动能的2倍
5．质量为物体在水平面上，在水平拉力作用下物体做匀变速直线运动，撤去拉力物体运动的图像如图所示。重力加速度。则下列分析正确的是（ ）
A．物体与水平面间的动摩擦因数为
B．拉力大小为
C．整个运动过程中拉力做功
D．整个运动过程中物体克服摩擦力做功
6．如图所示，竖直平面内有一半径为的内壁光滑的固定圆形轨道，轨道底端与光滑水平地面相切，一小球（可视为质点）以的初速度进入轨道，取，则（ ）
A．小球不会脱离圆轨道运动
B．小球上升的最大高度为
C．小球脱离轨道时的速度大小为
D．小球脱离轨道的位置与圆心连线和水平方向间的夹角为
7．光滑水平面上静止的物体，受到一个水平拉力作用开始运动，拉力随时间变化如图所示．用、a、P、s分别表示物体的动能、加速度、功率和位移，如图所示四个图像中分别定性描述这些物理量随时间变化的情况，其中正确的是（ ）．
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，A、B是质量相等的两个小球，A球从高度为h的固定光滑斜面顶端静止下滑，B球从半径为h的四分之一固定光滑圆弧顶端静止下滑。关于A、B两小球的运动，下列说法正确的是（ ）
A．运动到各自底端时速度变化量相同
B．运动到各自底端时合外力做的功不同
C．B球运动过程中重力的瞬时功率先增大后减小
D．运动到斜面底端时重力的瞬时功率相等
9．为备战2022冬奥会，在河北承德雪上项目训练基地，利用工作起来似巨型“陀螺”的圆盘滑雪机模拟特定的训练环境，其转速和倾角可调，一运动员的某次训练过程简化为如下模型：圆盘滑雪机绕垂直于盘面的固定转轴以恒定的角速度ω转动，质量为60kg的运动员在盘面上离转轴10m处以固定的滑行姿势，与圆盘始终保持相对静止，他与盘面间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为15°，g取10m/s2，已知，则下列说法正确的是（ ）
A．运动员随圆盘做匀速圆周运动时，一定始终受到三个力的作用
B．ω的最大值约为0.47rad/s
C．ω取不同数值时，运动员在最高点受到的摩擦力一定随ω的增大而增大
D．运动员由最低点运动到最高点的过程中摩擦力对其所做的功约为3870J
10．在离地面高为处竖直上抛一质量为的物块，抛出时的速度为，它落到地面时的速度为，用表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于（ ）
A．B．
C．D．
二、多选题
11．图甲为的0.1kg小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4m半圈轨道后，小球速度的平方与其高度的关系图像．已知小球恰能到达最高点C，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计．g取10 m/s2，B为AC轨道中点．下列说法正确的是（ ）
A．图甲中x=5
B．小球从B到C损失了0.125J的机械能
C．小球从A到C合外力对其做的功为-1.05J
D．小球从C抛出后，落地点到A的更离为0.8m
12．在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，运动过程的v-t图像如图所示，设汽车的牵引力为F，所受摩擦力为f，全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W2，则（ ）
A．F∶f=1∶4B．F∶f=4∶1C．W1∶W2=1∶1D．W1∶W2=1∶3
13．将两轻弹簧A和B分别竖直固定在水平桌面上，把物体P先后轻放在两弹簧上端，P由静止向下运动，其加速度a与弹簧的压缩量x之间的关系如图所示，重力加速度为g。则（ ）
A．a0=g
B．弹簧A与弹簧B的劲度系数之比为1：2
C．物体P在压缩弹簧A、B过程中最大动能之比为1：2
D．弹簧A的最大压缩量与弹簧B的最大压缩量之比为1：4
14．在光滑水平面上，有一块长木板，长木块左端放一个木块，木块与长木板间有摩擦，先后两次用相同的水平力F将木块拉离木板，如图所示，第1次将长木板固定，第2次长木板不固定，比较这两种情况下，相应的物理量两次相同的应是（ ）
A．木块受到摩擦力的大小B．恒力F对木块做的功
C．因摩擦产生的热相同D．木块获得的动能相同
15．中国科学家利用“慧眼”太空望远镜观测到了银河系的MaxiJ是一个由黑洞和恒星组成的双星系统，距离地球约10000光年。如图所示，若黑洞和恒星在相互间万有引力的作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动，黑洞的质量为，恒星的质量为，黑洞的线速度为，恒星的线速度为，它们中心之间的距离为L、引力常量为G，则（ ）
A．黑洞的轨道半径为
B．黑洞和恒星的运行周期为
C．黑洞和恒星的线速度之比为
D．黑洞和恒星的动能之比为
三、填空题
16．在倾角为30°的足够长光滑斜面上，一个质量为的小球从静止开始下滑，如果不计空气阻力，那么滑下4m时的动能为 ，滑下4s末的动能为 ．
17．挥动的锤子能把钉子敲进木板，也能把钢板敲平。若锤子的速度不变，质量增大为原来的2倍，则锤子的动能变为原来的 倍；若锤子的质量不变，速度减小为原来的一半，锤子动能将变为原来的 倍。
18．万有引力公式为F= ；
动能定理公式： ；
恒力做功的计算公式：W= 。
19．机车在水平公路上运动，在某个过程中，合外力做了6.0×106J的功，汽车的动能增加了 J，若在这个过程中，车子的初动能为4.0×106J，那车子的末动能为 J。
20．质量为10kg的物体以10m/s的初速度在水平路面上滑行了20m后停下，在这个过程中，物体动能减少了 J，物体与水平面间的动摩擦因数为 。（g=10m/s2）
四、解答题
21．如图甲所示是滑板运动的其中一种场地，可以简化为如图乙所示的模型．AB和CD为光滑的圆弧，半径R=1m， BC为粗糙的水平面，长L=2m，动摩擦因数μ=0.1．现有一运动员在BC中点处用力蹬地，立即获得一个初速度v0=4m/s向右运动，中途不在蹬地，不计空气阻力，运动员的质量m=60kg，g取10m/s2．求：
（1）第一次进入圆弧轨道CD的C点时对场地的压力；
（2）判断运动员能否运动到AB圆弧；
（3）运动员最终停止的位置．
22．如图所示，绷紧的传送带始终保持着大小v=6m/s的速度匀速运动．一质量m=1kg的小物块无初速地放在皮带的左端A处，A与B之间距离S=9m，小物块到达B端时速度恰好与传送带速度相等，取g=10m/s2，求物块从A运动到B的过程中，
（1）摩擦力对物块做的功W；
（2）物块和传送带相对滑动产生的热量Q.
23．科技馆有一套儿童喜爱的机械装置，其结构简图如图所示，传送带A、B两端间的距离L=1.2m，AB部分水平，以v1=3m/s的速度顺时针转动，大皮带轮的半径r=0.4m，其下端C点与圆弧轨道DEF的D点在同一水平线上，E点为圆弧轨道的最低点，圆弧EF对应的圆心角θ=37°，且圆弧的半径R=0.5m，F点和倾斜传送带GH的下端G点平滑连接，倾斜传送带G、H两端间的距离x=2.6m，其倾角θ=37°。某同学将一质量m=0.5kg、可视为质点的物块由静止放在水平传送带的左端A点，物块经过B点后恰能无碰撞地从D点进入圆弧轨道，物块经过圆弧轨道DEF后滑上倾斜传送带。已知物块与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5，sin37°=0.6，g=10m/s2。
（1）求物块从A点到B点所经历的时间；
（2）若圆弧轨道光滑，求物块在圆弧轨道最低点受到的支持力；
（3）若圆弧轨道粗糙，当经过F点时圆弧轨道对物块的支持力为20N，现要物块恰能被送到H点，求倾斜传送带顺时针运动的最小速度。
24．如图所示，由竖直平面内的细管做成的轨道固定在水平地面上，其中段是半径为的四分之一光滑圆弧，段是半径均为的四分之一光滑圆弧，段水平，长度可调。一质量为的小球自点由静止进入轨道，从点离开轨道后做平抛运动，落到水平地面上的点（图中未画出）。已知小球在段运动时受到的阻力始终等于小球所受重力的一半，重力加速度大小为。求：
（1）段的长度需要满足的条件；
（2）小球对轨道的最大作用力；
（3）落点距点最远时，小球着地时的动能。
25．质量为m的汽车在平直公路上加速行驶，当速度为时，立即以不变的功率P继续加速行驶，再通过s路程时速度增加至最大速度。设汽车行驶中所受阻力不变，求:
（1）求汽车行驶中所受阻力；
（2）汽车速度由v1增至v2所用的时间。
参考答案：
1．A
2．D
3．D
4．A
5．C
6．C
7．C
8．C
9．B
10．C
11．CD
12．BC
13．AC
14．AC
15．AD
16． 4J 40J
17． 2
18．
19． 6.0×106J 1.0×107
20． 500 0.25
21．（1）240N，方向竖直向下（2）能（3）距B或距C1m处
22．（1）18J（2）18J
23．（1）0.7s；（2）34N；（3）3m/s
24．（1）；（2）；（3）
25．（1）；（2）