人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理优秀课堂检测

8.2动能和动能定理同步练习-高中物理人教版（新课标）必修二

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1. 若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则

A. 物体的动能不可能总是不变的 B. 物体的加速度一定变化
C. 物体的速度方向一定变化 D. 物体所受合外力做的功可能为零

2. 质量为1kg的铅球从离地高6m处无初速度释放，到达地面时速度为。若重力加速度g取，则

A. 铅球释放时相对地面具有的重力势能是6J
B. 铅球落地时具有的动能为100J
C. 铅球整个下落过程重力做功60J
D. 铅球整个下落过程合外力做功5J

3. 在校园足球友谊赛中，一球员将质量为m的足球从A踢出，足球在空中运动到距离水平地面高度为h的最高点B后，落到水平地面上的C点，如图所示．取水平地面为零势能面，重力加速度为g，则下列说法中正确的是．

A. 足球在A点的重力势能为mgh
B. 足球在B点的动能为0
C. 足球从B点运动到C点的过程中，势能增加
D. 足球从A点运动到B点的过程中，动能减少

4. 质量均为的甲、乙两个物体同时从同地在水平拉力作用下沿同一方向沿水平面做直线运动，物块与水平面间的动摩擦因数为，二者的动能随位移的变化图像如图所示。下列说法正确的是

A. 甲，乙所受的水平拉力大小之比为1：2
B. 甲，乙所受的水平拉力大小之比为2：1
C. 甲、乙在处的速度大小为
D. 甲、乙在处相遇

5. 真空中存在一个水平向左的匀强电场，场强大小为E，一根不可伸长的绝缘细线长度为l，细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带负电小球，另一端固定在O点。把小球拉到使细线水平的位置A，由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平方向成角的位置B时速度为零。以下说法中正确的是：

A. 小球在B位置处于平衡状态
B. 小球受到的重力与电场力的关系是
C. 小球将在AB之间往复运动，且幅度将逐渐减小
D. 小球从A运动到B过程中，电场力对其做的功为

6. 近日德国的设计师推出了一款名为“抛掷式全景球形相机”，来自德国柏林的5位设计师采用了36个手机用的摄像头并将其集成入一个球体内，质量却只有200g，当你将它高高抛起，它便能记录下从你头顶上空拍摄的图像。整个过程非常简单，你只需进行设定，让相机球在飞到最高位置时自动拍摄即可。假设你从手中竖直向上抛出相机，到达离抛出点10m处进行全景拍摄，若忽略空气阻力的影响，则你在抛出过程中对相机做的功为

A. 10J B. 20J C. 40J D. 200J

7. 质量为1kg的物体以的速度运动时，它所具有的动能为

A. 1J B. 2J C. 4J D. 6J

8. 如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角的关系，将某一物体每次以不变的初速率沿足面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角，实验测得x与斜面倾角的关系如图乙所示，g取，根据图象可求出

A. 物体的初速率
B. 物体与斜面间的动摩擦因数
C. 取不同的倾角，物体在斜面上能达到的位移x的最小值
D. 当某次时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑

9. 物体在恒定的合力F作用下，做直线运动，在时间内速度由0增大到V，在时间内速度由V增大到2V，设F在内做功是，冲量是，在内做的功是，冲量是，那么

A. ， B.  ，
C. ， D. ，

10. 某人从离地350米高的桥面一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合．假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为，在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是   

A. 运动员的动能增加了 B. 运动员的重力势能增加了mgh
C. 运动员克服阻力所做的功为 D. 运动员的机械能减少了

二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）

11. 如图所示，一个质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂在O点，小球在水平恒力F作用下，从静止开始由平衡位置P点移动到Q点，此时绳与竖直方向的偏角为，则力F所做的功为__________，重力做的功为__________。
12. 物体由于运动而具有的能量叫做动能。其大小等于          。用公式可表为          。
13. 如图所示，滑块从高处的a点由静止开始经光滑曲面ab，滑入水平轨道bc，最终停在c点，滑块在bc段匀减速运动的时间为则滑块经过b点时速度大小为______，bc间距离为______

14. 一只质量为的足球以的水平速度射向墙壁，仍然以相同大小的速度弹回，在此过程中足球的速度改变了______ ，足球的动能改变了______ J。
15. 动能是物体由于______而具有的能量；质量越大，速度越大的物体其动能越______。

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

16. 某学习小组做“探究功与速度变化的关系”实验如图甲所示。
    

实验中，为了把重物所受的重力作为小车所受的牵引力，需要满足的条件是：

在未挂重物时，通过垫木使木板适当倾斜，目的是________________。

已知小车质量为M，重物质量为m，则M________填“”“”“”“”或“”。

选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为相邻的三个计数点。用刻度尺测得，，，已知相邻两计数点间时间间隔为T，重力加速度为g。则打下B点时小车的速度大小为________，与之对应小车所受的牵引力做功________。

17. “探究恒力做功与动能改变的关系”的实验装置如图所示。
    

实验时，打点计时器选择的电源必须是________填“A”或“B”或“C”；

A.直流电            交流电    无法确定

为了使绳子的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，实验时沙和沙桶的总质量m与小车的质量M必须满足________填“A”或“B”或“C”；

A.              M     

实验中得到如图所示的纸带，若纸带上相邻两计数点间的时间间隔为T，则纸带上计数点“B”对应的小车速度大小可表示为________填“A”或“B”或“C”。

A.       B．     C．

四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）

18. 小孩玩冰壶游戏，如图所示，将静止于O点的冰壶视为质点沿直线OB用水平恒力推到A点放手，此后冰壶沿直线滑行，最后停在B点．已知冰面与冰壶的动摩擦因数为，冰壶质量为m，，重力加速度为求：
    
    冰壶在A点的速率；
    冰壶从O点运动到A点的过程中受到小孩施加的水平推力F．
    
    
    
    
    
    
     
19. 地铁车站的轨道往往建得高些．如图所示，列车从A到O的进站过程中，在平直轨道的A处关闭发动机，“冲”到站台的O处停下来．进站上坡过程中，列车的一部分动能转化为重力势能．列车开启发动机从O到B的出站过程中，重力势能可转化为列车的动能被再次利用，从而达到节约能源的目的．设坡高为h，列车的质量为m，经过A、B时的速度大小均为，不计空气阻力，重力加速度为g．
     

求列车经过A时的动能；

求列车从A到O的进站过程中克服阻力做了多少功；

通过计算求与没有坡的情形相比，列车从A到B的过程中牵引力少做的功假设在没有坡和有坡的两种情形下，列车出站过程克服摩擦力所做的功相等．

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】

【分析】
物体在运动过程中所受到的合外力不为零，根据合力是否做功，分析动能是否变化．根据牛顿第二定律分析加速度和速度是否变化．
本题考查对运动和力关系的理解，采用举例的方法做抽象性的问题是常用方法．
【解答】
AD、物体在运动过程中所受到的合外力不为零，若合力总与速度垂直，合力不做功，由动能定理得知物体的动能不变，比如匀速圆周运动。故A错误，故D正确。
B、物体在运动过程中所受到的合外力不为零，合力可能不变，也可能变，则加速度可能不变，也可能变。故B错误。
C、力是改变物体速度的原因，合力不为零，物体的速度一定改变，但方向不一定改变。故C错误。
故选：D。  

2.【答案】C
 

【解析】

【分析】
根据重力势能的公式求出重力势能；重力做功只与初末位置有关，与运动过程无关，即可求得重力做的功，根据动能定理求出合外力的功。
本题主要考查重力势能的公式、动能的表达式、功的计算，动能定理。
【解答】
A. 铅球开始时相对于地面得高度是6m，则重力势能：，故A错误；
B. 到达地面时的动能：，故B错误；
C. 铅球下落得过程中重力做的功：，故C正确；
D. 根据动能定理可知，整个过程中合外力做的功等于动能的增加，则：，故D错误。
故选C。  

3.【答案】D
 

【解析】

【分析】
此题考察了对重力做功的理解，从1到2，足球的高度上升了h，此过程重力做负功，重力势能增加了mgh，从2到3的过程中，重力做正功，重力势能减少了mgh；1和3两位置的高度相同，所以在此两位置的重力势能是相同的，从1到3的过程中，重力做功为零．重力做功与路径无关，与零势能面的选取无关，只与物体的始末位置有关重力做正功，重力势能减少；重力做负功或表述为克服重力做功，重力势能增加但要注意，重力势能的大小与零势能面的选取有关．
【解答】
解：足球由1运动到2的过程中，高度增加，重力做负功，应用表示，足球由1运动到3的过程中，由于1和3的高度是一致的，所以此过程中重力做功为零，足球由2运动到3的过程中，足球的高度越来越低，重力做正功，重力势能减少，23两位置的高度差是h，所以重力势能减少了mgh，从1到2的过程中机械能守恒，在2处重力势能为mgh，动能大于零，所以2处的机械能大于mgh，则1处的机械能也大于mgh，1处的重力势能为零，所以动能大于mgh，在1处根据动能定理可知运动员对足球做的功大于故D正确。
故选D。  

4.【答案】A
 

【解析】

【分析】
本题考查了动能定理、牛顿第二定律及位移公式的应用，根据据数学知识写出的关系式，来分析图象的斜率、截距的物理意义，从而分析出两车的运动情况。
根据动能定理表达式写出的关系式，得出拉力之比；根据图象斜率求解两者合外力大小，并求出两车的速度，根据位移关系求解两车相遇时x的值。
【解答】
A.根据动能定理，得：
对甲：，由图可知斜率，解得；
对乙：，由图可知斜率，解得；
所以：，故A正确，B错误；
C.当带入，解得：，故C错误；
D.对甲，由图可知，则，，运动3s后，9m处停下，故D错误。
故选A。  

5.【答案】D
 

【解析】

【分析】
小球从A点静止释放，运动到B点速度为0，对小球进行受力分析：小球到达B点时速度为零，向心力为零，沿细线方向合力为零，确定其合力，判断是否平衡，根据动能定理列式，求电场力的大小．根据电场力做功公式，d是沿电场线方向有效距离，求电场力做功．运用单摆进行类比，分析振幅。
此题要求同学们能正确进行受力，并能联想到已学过的物理模型，根据相关公式解题。
【解答】
A.小球到达B点时速度为零，向心力为零，则沿细线方向合力为零，而小球有沿圆弧的切向分力，故在B点小球的合力不为零，不是平衡状态．故A错误；
B.根据动能定理得：，解得，，故B错误；
C.类比单摆，小球将在AB之间往复运动，能量守恒，振幅不变．故C错误；
D.小球从A到B，沿电场线方向运动的有效距离：，所以电场力做功：，故D正确。
故选D。  

6.【答案】B
 

【解析】试题分析：人在抛出过程中对相机做的功即相机获得的动能，根据能上升到抛出点10m处， 得到，动能，选项B正确。
考点：此题考查了竖直上抛运动、动能。
 

7.【答案】B
 

【解析】

【分析】
物体由于运动而具有的能为动能，其表达式为。
掌握动能的表达式，直接代入数据即可得到答案。
【解答】
质量为1kg的物体以的速度运动时，它所具有的动能为：，故ACD错误，B正确。
故选B。  

8.【答案】C
 

【解析】

【分析】
当时物体做竖直上抛运动，根据竖直方向的运动可求得初速度；当时物体沿水平面运动，由水平运动关系可求得动摩擦因数；再由数学关系可求得位移的最小值。
本题综合考查动能定理、受力分析及竖直上抛运动；并键在于先明确图象的性质，再通过图象明确物体的运动过程；结合受力分析及动能定理等方法求解。
【解答】
A.由图可知，当时物体做竖直上抛运动，位移为；由竖直上抛运动规律可知：，代入数据解得：，故A错误；
B.当时，位移为；由动能定理可得：，代入数据解得：，故B错误；
C.由动能定理得：，解得：，当时，；此时位移最小，，故C正确；
D.若时，物体的重力沿斜面向下的分力为，最大静摩擦力为：，小球达到最高点后，不会下滑，故D错误。
故选C。  

9.【答案】D
 

【解析】

【分析】

根据动能定理研究功的关系，根据动量定理研究冲量的关系。

根据动能的变化由动能定理求合力的功、根据动量的变化由动量定理求合力的冲量是这两大定理基本的应用。

【解答】

根据动量定理得，，，所以冲量相同，由动能定理，，所以，故D正确，ABC错误。

故选D。

10.【答案】A
 

【解析】

【分析】
解决本题的关键知道合力做功与动能的变化关系，重力做功与重力势能的变化关系，以及除重力以外其它力做功与机械能的变化关系。
根据合力做功的大小得出动能的变化，根据重力做功的大小得出重力势能的减小量，从而得出机械能的变化。
【解答】
A.根据牛顿第二定律得，运动员所受的合力为，则根据动能定理得，合力做功为，则动能增加了为，故A正确；
B.在运动员下落h的过程中，重力势能减少了mgh，故B错误；
C.合力做功等于重力做功与阻力做功的代数和，因为重力做功为mgh，则克服阻力做故C错误；
D.重力势能减少了mgh，动能增加了为，故机械能减少了，故D错误。
故选A。  

11.【答案】，。
 

【解析】略
 

12.【答案】质量与速度二次方乘积的一半  
 

【解析】

【分析】
本题考查动能的基本概念和表达式，熟记其概念和表达式即可求解。
【解答】
物体动能的大小等于质量与速度二次方乘积的一半，表达式为 。
故答案为：质量与速度二次方乘积的一半  ；  

13.【答案】2；3
 

【解析】解：从a到b过程，根据动能定理有：

解得：
b到c过程，根据平均速度公式有：bc间距离为：

故答案为：2，3
从a到b过程，根据动能定理列式求解到b点时的速度，再根据平均速度公式求解bc间距离．
本题主要考查了动能定理、运动学公式的应用，解决本题的关键是运用动能定理求解速度，运用动能定理解题时需确定合适的研究过程．
 

14.【答案】10  0
 

【解析】解：速度为矢量，设弹回的方向为正方向，则末速度为，而初速度为，所以速度的变化；
因动能为标量，初末动能相同，因此动能的变化量为零。
故答案为：10；0。
明确动能和速度的性质，知道速度为矢量，其变化量要根据矢量的计算方法求出，而动能为标量，根据代数计算的方法求解动能变化。
本题考查动能和速度，要注意明确矢量和标量的性质，知道矢量运算应采用平行四边形定则，同一直线上要注意各物理量的正负。
 

15.【答案】运动  大
 

【解析】解：A、动能是由于物体运动而具有的能，根据动能的表达式可知，，则可知，质量越大，速度越大的物体其动能越大。
故答案为：运动，大。
动能是由于物体运动而具有的能，动能的大小与质量和速度有关，速度越大，质量越大，物体的动能越大，根据以上知识解答此题。
理解动能是由于物体运动而具有的能这一概念，知道动能的大小与质量和速度有关，才能很好的解答此题。
 

16.【答案】平衡小车运动中所受的阻力；；
；。
 

【解析】

【分析】
实验中认为绳子的拉力等于小车的合力，需要平衡摩擦力，认为重物的重力等于绳子的拉力，需要满足M远大于m。
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时求出B点的速度，根据拉力大小以及移动的距离求出牵引力做功的大小。
解决本题的关键知道实验的原理，知道实验中的两个认为：认为绳子的拉力为小车的合力，前提需平衡摩擦力，认为重物的重力为绳子的拉力，前提是m远远小于M。
【解答】

在未挂重物时，通过垫木使木板适当倾斜，目的是平衡小车运动中所受的阻力。
实验中认为重物的重力等于绳子的拉力，需要满足。
点的瞬时速度，过程中牵引力做功。
故答案为：平衡小车运动中所受的阻力，，，。
 

17.【答案】   
 

【解析】

【分析】

实验时，打点计时器选择的电源必须是交流电源；

只有当小车质量M远远大于钩码的质量时，才可以用钩码的重力代替绳子的拉力；

纸带上计数点“B”对应的小车速度等于相邻两点的平均速度。

本题考查“探究恒力做功与动能改变的关系”的实验的基础规则，注意识记理解。

【解答】

实验时，打点计时器选择的电源必须是交流电源，故B正确，AC错误；

只有当小车质量M远远大于钩码的质量时，才可以用钩码的重力代替绳子的拉力，故B正确，AC错误；

纸带上计数点“B”对应的小车速度等于相邻两点的平均速度，故B正确，AC错误。

故答案为：；；。

18.【答案】解：冰壶从A到B过程，由动能定理得：
，
解得：；
从O到A过程，由动能定理得：

解得：
 

【解析】冰壶从A到B过程做减速运动，由动能定理可以求出在A点的速度。
从O到A过程，由动能定理可以求出推力大小。
本题考查了求速度、推力大小，分析清楚冰壶的运动过程、应用动能定理即可正确解题。
 

19.【答案】解：列车经过A时的动能；  列车进站过程中损失的机械能等于机械能的减少量，取地面为参考平面，
则得 ；
与没有坡的情形相比，列车从A到B的过程中牵引力少做的功。

答：列车经过A时的动能是；

列车进站过程中损失的机械能是；

与没有坡的情形相比，列车从A到B的过程中牵引力少做的功mgh。

【解析】该题主要是要掌握动能的表达式和机械能守恒的条件，以及能量之间的转化关系，并能解决实际问题。

已知列车的质量m和经过A时的速度大小，根据动能的计算公式求动能；
列车进站过程中损失的机械能等于机械能的减少量；
根据动能定理求列车从A到B的过程中牵引力少做的功。