高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理课堂检测

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18（含解析）

1．小球从地面上方某处水平抛出，抛出时的动能是7J，落地时的动能是28J，不计空气阻力，则小球落地时速度方向和水平方向的夹角是

A．30° B．37° C．45° D．60°

2．如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最大高度为h，在最高点时的速度为 v，不计空气阻力，重力加速度为g，则运动员踢球时对足球做的功为（　　）

A．mv2 B．mgh C．mgh+mv2 D．mgh+mv2

3．、两物体以相同的初动能在水平面上滑动，两个物体与水平面间的动摩擦因数相同，且，则它们能滑动的最大距离和的关系为：（　　）

A． B． C． D．

4．关于力对物体做功，以下说法正确的是：（　　）

A．一对作用力和反作用力在相同时间内做的功一定大小相等，正负相反

B．静摩擦力对物体一定不做功

C．合外力对物体不做功，物体必定做匀速直线运动

D．滑动摩擦力可以对物体做正功或负功或不做功

5．A、B两个物体的质量之比为，二者初动能相同，它们与水平桌面间的动摩擦因数相同，则A、B两物体在桌面上若只受摩擦力作用，则滑行到停止经过的距离之比为（　　）

A．

B．

C．

D．

6．如图所示，一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止。测得停止处与开始运动处的水平距离为l，不考虑物体滑至斜面底端时的碰撞作用，并认为斜面与水平面和物体的动摩擦因数相同，则动摩擦因数μ为（　　）

A． B． C． D．

7．质量为m的物体，由静止开始下落，加速下落的加速度为，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是：（　　）

A．物体的重力势能减少了 B．物体的机械能增加

C．物体的动能增加了 D．物体机械能减少了

8．如图所示，长度为的轻杆绕点在竖直平面内以的速度做匀速圆周运动，杆的另一端连有一质量为的小球（视为质点）、分别为其运动轨迹的最低点和最高点。不计空气阻力，取重力加速度大小。下列分析正确的是（　　）

A．小球运动到点时，轻杆对小球的作用力大小为

B．小球运动到点时，轻杆对小球的作用力大小为

C．小球从点运动到点过程中，轻杆对小球做功为

D．小球从点运动到点过程（转动半周）中，重力做功的平均功率为

9．两位同学同时在等高处抛出手中的篮球A、B，A以速度斜向上抛出，B以速度竖直向上抛出，它们在空中恰好相遇如图所示。A、B质量相等且均可视为质点，重力加速度大小为，不计空气阻力。下列分析正确的是（　　）

A．相遇时，A、B速度大小相等

B．相遇时，A、B两球克服重力做功的功率相等

C．两位同学抛球时，A、B两球的动能相等

D．从抛出到相遇，A、B两球动能的变化量相等

10．如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平，直径BC竖直，一个质量为m的小球自A的正上方M点以初速度，沿竖直方向向下抛出，球沿轨道到达最高点C时恰好对轨道没有压力。已知AM=2R，重力加速度为g，空气阻力不计，则小球从M到C的运动过程中（　　）

A．重力做功2mgR B．机械能减少

C．合外力做功 D．克服摩擦力做功

11．如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（　　）

A．物体在传送带上的划痕长 B．传送带克服摩擦力做的功为

C．电动机多做的功为 D．电动机增加的功率为

12．一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/s

B．小汽车行驶速度为20m/s时加速度为1m/s2

C．小汽车行驶30公里用时1037.5s

D．小汽车行驶速度达到20m/s的过程中牵引力做功为4.8×105J

13．如图所示，一水平传送带以速度v匀速运动，将质量为m的小工件轻轻放到水平传送带上，工件在传送带上滑行一段时间后与传送带保持相对静止，在上述过程中（　　）

A．工件先受滑动摩擦力后受静摩檫力 B．传送带与工件间摩擦产生热量为

C．工件对传送带做的功为－ D．传送带因为传送工件需要多做的功为

14．如图所示，A、B质量相等，它们与地面之间的动摩擦系数也相等，且。A、B在拉力作用下由静止开始运动，那么在相同的时间内，下列说法正确的是：（　　）

A．对A做的功大于对B做的功

B．物体A的末动能大于物体B的末动能

C．对A做的平均功率等于对B做功的平均功率

D．到终点时做功瞬时功率大于做功瞬时功率

15．如图所示，质量为m的物体，在汽车的牵引下由静止开始运动，当物体上升h高度时，汽车的速度为v，细绳与水平面间的夹角为，则下列说法中正确的是（　　）

A．此时物体的速度大小为v B．此时物体的速度大小为

C．汽车对物体做的功为 D．汽车对物体做的功为

16．如图，悬挂在天花板上的长为L的轻绳下面系着一质量为m的小球，求：

(1)用水平恒力F把小球从A位置拉到如图的B位置，拉力做的功W1；

(2)用力缓慢地把小球从A位置拉到B位置，拉力做的功W2。

17．如图所示，某小型电动机通过轻绳以P=12W的恒定功率在1s内将质量m=1kg重物向上提升了h=1m。由于机械故障，重物上升1m后电动机突然被卡死不再转动（g取10m/s2），重物在以后的运动过程中电动机不碰撞。求:

（1）电动机1s内做的功及1s末重物的速度大小；

（2）电动机被卡死后重物继续上升的高度及轻绳松弛的总时间（重物下降至最低点时不反弹）。

18．如图所示，所有轨道均在同一竖直平面内、所有的连接处均平滑，已知竖直圆轨道半径，小球质量且可视为质点，不变，。某次游戏时，小球从高为（可调）的斜轨道端点由静止释放，沿斜轨道下滑通过竖直圆轨道和水平轨道，与位于同一竖直平面内的三段光滑管道（、、）且、分别是半径为和的圆弧管均在、处平滑对接（圆心平行水平面），点是管道上端出口点，切线水平方向。小球与、及长为（可调）水平轨道间摩擦因数均为，小球与其它轨道摩擦及空气阻力忽略不计，管道粗细可以忽略，取。小球刚好不脱离轨道且恰能滑上粗糙水平轨道，则：

(1)试求大圆弧半径？

(2)在(1)问情况下，小球经过圆轨道运动到与圆心等高的点时对轨道的压力与滑块运动到小圆弧管最低点时对轨道的压力大小之比？

(3)在(1)问中大圆弧半径不变情况下，调节斜轨道的高度，使小球从点静止下滑后，问应调节长度为何值时，小球在水平面上的落点（图中未画出）与点水平距离最大？并计算出最大距离。

19．风洞是研究空气动力学的实验设备．如图，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H=3.2 m处，杆上套一质量m=3 kg，可沿杆滑动的小球．将小球所受的风力调节为F=15 N，方向水平向左．小球以初速度v0=8 m/s向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取g=10m/s2．求：

（1）小球落地所需时间和离开杆端的水平距离；

（2）小球落地时的动能．

（3）小球离开杆端后经过多少时间动能为78 J？

20．如图甲所示，AB、CD分别是竖直面内半径为R、4R的圆弧轨道，光滑AB圆弧与粗糙平面BC在B点平滑连接，圆弧CD的圆心与C在同一高度。一个质量为m的物块从A点上方高度为R的P点由静止释放，刚好从A进入圆弧轨道，物块与BC平面间的动摩擦因数随物块从B点向右滑行的距离d之间的关系如图乙所示，物块从C点抛出后，落在CD弧上的某点E，且E点与CD弧对应圆心O的连线跟水平方向的夹角为，重力加速度为g，，，求：

(1)物块运动到圆弧B点时对轨道的压力大小；

(2)水平面BC部分的长度。

参考答案

1．D

【解析】

试题分析：我们设小球做平v抛运动的初速度为，小球落地速度为v，小球落地时速度方向和水平方向的夹角为a，由几何知识我们得，故选D

考点：考查平抛运动

点评：难度较小，明确两个分运动的运动性质

2．C

【详解】

足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒，足球到达最高点时，机械能为E=mgh+mv2，由于足球的机械能守恒，则足球刚被踢起时的机械能为E=mgh+mv2，足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球做功：W=mgh+mv2，故ABD错误，C正确；故选C．

【点睛】

本题可以对踢球的过程运用动能定理，足球动能的增加量等于小明做的功；同时足球离开脚后，由于惯性继续飞行，只有重力做功，机械能守恒．

3．A

【详解】

物体滑动过程中，由动能定理得

解得， 它们能滑动的最大距离

所以它们能滑动的最大距离之比

解得

故A正确，BCD错误。

故选A。

4．D

【详解】

A．一对作用力和反作用力在相同时间内的位移不一定相同，则做的功不一定大小相等；一对作用力和反作用力可能同时做正功，选项A错误；

B．静摩擦力对物体可做正功、负功或者不做功，选项B错误；

C．合外力对物体不做功，物体不一定做匀速直线运动，例如匀速圆周运动的物体，选项C错误；

D．滑动摩擦力可以对物体做正功或负功或不做功，选项D正确。

故选D。

5．B

【详解】

两个物体滑行过程中只有滑动摩擦力做功，根据动能定理，有
对A

-μmAgxA=0-Ek…①

对B

-μmBgxB=0-Ek…②

结合mA：mB=5：1可得

xA：xB=1：5

故ACD错误，B正确。
故选B。

6．A

【详解】

设斜面的倾角为θ，对物体运动的全过程，只有重力和摩擦力做功，由动能定理得

解得

故选A。

7．CD

【详解】

A．物体的重力势能减少

选项A错误；

BCD．物体的动能增加了

物体机械能减少了

选项B错误，CD正确。

故选CD。

8．BD

【详解】

A．小球运动到点时

解得

F1=4.2N

即轻杆对小球的作用力大小为4.2N，选项A错误；

B．小球运动到点时

解得

F2=-1.8N

即轻杆对小球的支持力大小为1.8N，选项B正确；

C．小球从点运动到点过程中，轻杆对小球做功为

选项C错误；

D．小球从点运动到点过程（转动半周）中，重力做功的平均功率为

选项D正确。

故选BD。

9．BD

【详解】

AC．将A分解为竖直向的匀减速直线运动与水平向的匀速直线运动，两球能在空中相遇，可知竖直位移相等，则A的竖直分初速度等于B的初速度，相遇时两球的竖直速度相等，而A还有水平分速度，可知相遇时，A、B速度大小不相等，动能也不相等，故AC错误；

B．相遇时两球竖直分速度相等，根据P=mgvy可知A、B两球克服重力做功的功率相等，选项B正确；

D．两者受到的外力为重力，相遇时重力做功相等，根据动能定理可知，A、B两球动能的变化量相等，故D正确。

故选BD。

10．BC

【详解】

A．重力做功

A错误；

B．小球沿轨道到达最高点C时恰好对轨道没有压力，则有

解得

机械能减少

B正确；

C．根据动能定理

C正确；

D．根据动能定理

解得

所以克服摩擦力做功为，D错误。

故选BC。

11．ACD

【详解】

A．对物体，根据牛顿第二定律可知

物体与传送带共速用时

划痕即传动带与物块的相对位移

故A正确；

B．所以传送带克服摩擦力做的功为

故B错误；

C．电动机所做的功等于传送带克服摩擦力做的功，即为

故C正确；

D．电动机增加的功率大小等于克服摩擦力的功率，即为

故D正确。

故选ACD。

12．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。

13．BD

【详解】

A．工件放到传送带上后，先受到滑动摩擦力，工件与传送带保持相对静止后不受摩擦力，故A错误；

BC．工件匀加速的过程，根据牛顿第二定律得，工件的加速度为

工件的速度由零增大到v用时为

该段时间内传送带的位移为

所以工件对传送带做功为

传送带与工件间相对位移大小为

因此，摩擦产生热量为

故B正确，C错误；

D．传送带因为传送工件需要多做的功为

故D正确。

故选BD。

14．ABD

【详解】

A．对A，加速度为

对B，加速度为

可知A的加速度大于B的加速度，根据

x＝at2

知，在相同时间内A的位移大于B的位移，根据

W=Fscosθ

因两个力的大小相等，与水平方向的夹角相等，则FA对A做的功大于FB对B做的功，故A正确。
B．根据v=at可知，A的末速度大于B的末速度，则物体A的末动能大于物体B的末动能，选项B正确；

C．根据

FA对A做的平均功率大于FB对B做功的平均功率。故C错误；
D．A的末速度大于B的末速度，根据

P=Fvcosα

知，到终点时FA做功瞬时功率大于FB做功瞬时功率，故D正确。

故选ABD。

15．BD

【详解】

AB．小车参与两个分运动，沿绳子拉伸方向和垂直绳子方向（绕滑轮转动）的两个分运动，将小车合速度正交分解，物体上升速度等于小车沿绳子拉伸方向的分速度为

v物=vcosθ

故A错误，B正确；

CD．对物体的运动过程，根据动能定理得

mv物2−0＝−mgh+W车

解得

W车=mgh+

故C错误，D正确。

故选BD。

16．(1) FLsinθ；(2)

【详解】

(1) 由题意可知，在水平方向上有

(2)由于小球缓慢从A位置拉到B位置，根据动能定理可得

解得

17．（1）； （2）；

【详解】

（1）轻绳的恒定功率P=12W，电动机1s内做的功

由动能定理得

解得1s末重物的速度
 

（2）电动机被卡死后重物继续上升的高度

重物开始竖直上抛

，

轻绳松弛的总时间

18．(1)0.8m；(2)3：11；(3) L=1.5m时有最大距离

【详解】

(1)在最高点，由向心力公式得

滑块恰好从最高点F至J点，由动能定理得

解得

R=0.8m

(2)滑块恰好从最高点F至J点，由动能定理得

在P点，由向心力公式得

滑块从点J至H点，由动能定理得

在F点，由向心力公式得

F2=11mg

联立解得

(3)滑块从高为h的斜轨道B点由静止至J过程中

解得

滑块运动到距J点L处的速度为v，动能定理

小球做平抛运动，则有

S=L+vt

联立以上可得L=1.5m时有最大距离，且为

19．（1）4.8 m  （2）120 J   （3）0.24 s

【详解】

（1）由题意可得小球在竖直方向做自由落体运动，由公式

代入数据可得运动时间为

小球在水平方向做匀减速运动，由牛顿第二定律

代入数据可得加速度为：

水平位移公式为：

代入数据可得位移为：

（2）以小球为研究对象，令小球的初动能为，末动能为

由动能定理

代入数据可得

（3）小球离开杆后经过时间t的水平位移

下落的高度为H，

由动能定理

将和代入得

代入数据得，

20．(1)5mg；(2)6R

【分析】

根据动能定理求出物块运动到圆弧B点时的速度，在B点，对物块利用牛顿运动定律求物块对轨道的压力大小；物块从C点离开后做平抛运动，由平抛运动的规律和几何知识结合求出物块经过C点的速度。对于物块从B到C的过程，利用动能定理求水平面BC部分的长度。

【详解】

(1)物块从P到B的过程，由动能定理得

 解得

在B点，对物块，根据牛顿第二定律得

可得

N=5mg

根据牛顿第三定律知，物块对轨道的压力大小为N′=N=5mg。

(2)物块从C点离开后做平抛运动，由平抛运动的规律得

由几何关系有

由以上四式联立解得

设水平面BC部分的长度为L，物块在水平面BC上运动时，μ随滑行的距离d均匀增大，则物块所受的滑动摩擦力增大，滑动摩擦力的平均值大小为

从B到C，根据动能定理得

可得

L=6R