人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理优秀习题

这是一份人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理优秀习题，共14页。
A．1JB．10JC．25JD．50J
2．如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定 ( )
A．等于拉力所做的功；
B．小于拉力所做的功；
C．等于克服摩擦力所做的功；
D．大于克服摩擦力所做的功；
3．如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g，质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为（ ）
A．mgRB．mgRC．mgRD．mgR
4．如图所示，小物块从倾角为θ的倾斜轨道上A点由静止释放滑下，最终停在水平轨道上的B点，小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同，A、B两点的连线与水平方向的夹角为α，不计物块在轨道转折时的机械能损失，则动摩擦因数为( )
A．tan θB．tan αC．tan(θ＋α)D．tan(θ－α)
5．物体沿直线运动的v-t图像如图所示，已知在第1 s内合力对物体做功为W，则（ ）
A．从第1 s末到第3 s末合力做功为4W
B．从第3 s末到第5 s末合力做功为-2W
C．从第5 s末到第7 s末合力做功为W
D．从第3 s末到第4 s末合力做功为-0.5W
6．从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是（ ）
A．
B．
C．
D．
7．在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为，当它落到地面时速度为v，用g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．
8．一质量为2 kg的物体，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动，当运动一段时间后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像，取g=10 m/s2，则据此可以求得（ ）
A．物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25
B．拉力在减速过程中做的功为16 J
C．物体匀速运动时的速度大小为v=4 m/s
D．在整个过程中合外力对物体所做的功为W合=32 J
9．关于质量一定的物体的速度和动能，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的速度发生变化时，其动能一定发生变化
B．物体的速度保持不变时，其动能一定保持不变
C．物体的动能发生变化时，其速度一定发生变化
D．物体的动能保持不变时，其速度可能发生变化
10．质量为m的物体，从静止开始以a＝g的加速度竖直向下运动h，下列说法中正确的是( )
A．物体的动能增加了mghB．物体的动能减少了mgh
C．物体的势能减少了mghD．物体的势能减少了mgh
11．如图所示，质量为M的木块静止在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射中木块并最终留在木块中与木块一起以速度v运动。已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为L′，若木块对子弹的阻力F视为恒力，则下列关系式中正确的是（ ）
A．FL＝Mv2B．FL′＝mv2
C．FL′＝mv02－（M＋m）v2D．F（L＋L′）＝mv02－mv2
12．质量为的汽车，发动机的功率恒为，摩擦阻力恒为，牵引力为，汽车由静止开始，经过时间行驶了位移时，速度达到最大值，则发动机所做的功为（ ）
A．B．C．D．
13．如图所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒定的外力拉B，以地面为参考系，A、B都向前发生相对滑动，A、B间有摩擦力的作用。在此过程中（ ）
A．外力F做的功等于A和B动能的增量
B．B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量
C．A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功
D．外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和
14．如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v1增加到v2时，上升高度为H，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是（ ）
A．对物体，动能定理的表达式为WN＝，其中WN为支持力的功
B．对物体，动能定理的表达式为W合＝0，其中W合为合力的功
C．对物体，动能定理的表达式为WN－mgH＝－，其中WN为支持力的功
D．对电梯，其所受合力做功为－
15．如图甲所示，质量m＝2 kg的物体以100 J的初动能在粗糙的水平地面上滑行，其动能Ek随位移x变化的关系图象如图乙所示，则下列判断中正确的是（ ）
A．物体运动的总位移大小为10 m
B．物体运动的加速度大小为10 m/s2
C．物体运动的初速度大小为10 m/s
D．物体所受的摩擦力大小为10 N
16．在距地面高12 m处，以12 m/s的水平速度抛出质量为0.5 kg的小球，其落地时速度大小为18 m/s，求小球在运动过程中克服阻力做的功。（g取10 m/s2）
17．质量M＝6.0×103kg的客机，从静止开始沿平直的跑道匀加速滑行，当滑行距离l＝7.2×102m时，达到起飞速度v＝60m/s。求：
（1）起飞时飞机的动能多大？
（2）若不计滑行过程中所受的阻力，则飞机受到的牵引力为多大？
（3）若滑行过程中受到的平均阻力大小为F＝3.0×103N，牵引力与第（2）问中求得的值相等，则要达到上述起飞速度，飞机的滑行距离应为多大？
18．如图所示，一质量为m=10kg的物体，由光滑圆弧轨道上端A点从静止开始下滑，到达圆弧轨道底端B后，又沿水平面向右滑动1m距离后到达C点停止。已知轨道半径R=0.8m，g=10m/s2，求：
(1)物体滑至圆弧底端时的速度大小；
(2)物体滑至圆弧底端时对轨道的压力大小；
(3)物体沿水平面滑动过程中，摩擦力做的功。
参考答案
1．B
【详解】
由题知篮球上升的高度大约为，对篮球运动的整个过程，由动能定理得
得
故B正确，ACD错误。
故选B。
2．B
【详解】
木箱受力如图所示：
木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，
根据动能定理可知即： ，所以动能小于拉力做的功，故B正确；无法比较动能与摩擦力做功的大小，ACD错误．
故选B。
3．C
【详解】
据题意，质点在位置P是具有的重力势能为：；当质点沿着曲面下滑到位置Q时具有的动能为：，此时质点对轨道压力为：，由能量守恒定律得到：。
故选C．
4．B
【详解】
如图所示，设B、O间距离为s1，A点离水平面的高度为h，A、O间的水平距离为s2，物块的质量为m，在物块下滑的全过程中，应用动能定理可得mgh－μmgcs θ－μmg·s1＝0，解得μ＝＝tan α．
A. tan θ，与结论不相符，选项A错误；
B. tan α，与结论相符，选项B正确；
C. tan(θ＋α) ，与结论不相符，选项C错误；
D. tan(θ－α) ，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
5．C
【详解】
由题图可知物体速度变化情况，根据动能定理分别可得
A．第1s内
W=mv02
第1s末到第3s末
W1=mv02-mv02=0
A错误；
B．第3s末到第5s末
W2=0-mv02=-W
B错误；
C．第5s末到第7s末
W3=m(-v0)2-0=W
C正确；
D.第3s末到第4s末
W4=m()2-mv02=-0.75W
D错误。
故选C。
6．A
【详解】
小球做竖直上抛运动时，速度
根据动能
得
故选A。
7．D
【详解】
选取物体从刚抛出到正好落地为研究过程，由动能定理可得
解得
即克服摩擦力做功为，故D正确，ABC错误。
故选D。
8．B
【详解】
A．物体做匀速运动时，受力平衡，则Ff=8 N
故A错误；
B．F-x图线与x轴围成的面积表示拉力做的功，则由题图可知，在减速过程中拉力做功
WF=×4×8 J=16 J
故选项B正确；
C．在减速过程中
Wf=-8×4=-32 J
由动能定理得
WF＋Wf=0-mv02
解得
v0=4 m/s
选项C错误；
D．在整个过程
W合=ΔEk=0-mv02=-16 J
选项D错误。
故选B。
9．BCD
【详解】
A．当物体的速度大小不变，方向变化时，物体的动能不变，故A错误；
B．当物体的速度不变时，物体的动能一定不变，故B正确；
C．当物体的动能变化时，物体的速度大小一定变化，故物体的速度一定变化，故C正确；
D．当物体的动能保持不变时，物体的速度大小可能不变，但物体的速度的方向可能变化，故物体的速度可能变化，故D正确。
故选BCD。
10．AD
【详解】
AB．根据牛顿第二定律，合力为
根据动能定理，动能增加量为
故A正确，B错误；
CD．重力所做功等于重力势能的减小量，重力做功mgh，故重力势能减小mgh，故C错误，D正确；
故选AD。
11．ACD
【详解】
D．根据动能定理：对子弹
－F（L＋L′）＝mv2－mv02
选项D正确；
A．对木块
FL＝Mv2
A正确；
BC．由以上两式整理可得
FL′＝mv02－（M＋m）v2
C正确，B错误。
故选ACD。
12．AD
【详解】
A．发动机的功率恒为，经过时间，发动机做的功为
故A正确。
BCD．当达到最大速度时，有
得
从功能关系的角度，整个过程中发动机做的功应等于克服阻力做的功与汽车获得的动能之和，则
故BC错误，D正确。
故选AD。
13．BD
【详解】
A.外力F做的功等于A和B的动能增量及内能增量的和，故A错误；
B.对A分析，由动能定理知，B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量，故B正确；
C.A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但由于A在B上发生相对滑动，A、B对地的位移不等，故二者做功不等，故C错误；
D.对B分析，由动能定理知
B克服摩擦力所做的功，即
即外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做功之和，故D正确。
故选BD。
14．CD
【详解】
ABC．电梯上升的过程中，对物体做功的有重力mg、支持力FN，这两个力的总功才等于物体动能的增量
WN－mgH=ΔEk＝－
故选项AB错误；C正确；
D．对电梯，无论有几个力对它做功，由动能定理可知，其合力的功一定等于其动能的增量，故选项D正确；
故选CD。
15．ACD
【详解】
A.由图乙可知物体运动的总位移大小为10 m，故A正确；
BD. 由动能定理得：
－fx＝ΔEk＝－100 J，
则：
f＝10 N，
由牛顿第二定律得：
f＝ma，
则：
a＝＝5 m/s2，
故B错误，D正确；
C. 物体的初动能：
Ek0＝＝100 J，
则
v0＝＝10 m/s，
故C正确；
故选ACD
16．15 J
【详解】
对小球自抛出至落地过程，由动能定理得
mgh-W克阻=mv22-mv12
则小球克服阻力做功为
W克阻=mgh-（mv22-mv12）=0.5×10×12 J-（×0.5×182-×0.5×122）J=15J
17．（1）1.08×107J；（2）1.5×104N；（3）9.0×102m
【详解】
(1)飞机起飞时的动能
Ek＝Mv2
代入数值得
Ek＝1.08×107J
(2)设牵引力为F1，由动能定理得
F1l＝Ek－0
代入数值，解得
F1＝1.5×104N
(3)设滑行距离为l′，由动能定理得
F1l′－Fl′＝Ek－0
整理得
l′＝
代入数值，得
l′＝9.0×102m
18．(1)4m/s；(2)300N；(3)-80J
【详解】
(1)由A到B由机械能守恒定律可知
解得

(2)在最低点时
解得
由牛顿第三定律可知，物体滑至圆弧底端时对轨道的压力大小F′=300N。
(3)物体沿水平面滑动过程中根据动能定理

解得