新教材2023_2024学年高中物理第1章功和机械能第3节动能和动能定理分层作业鲁科版必修第二册
展开第3节 动能和动能定理
A级 必备知识基础练
1.(多选)质量一定的物体( )
A.速度发生变化时其动能一定变化
B.速度发生变化时其动能不一定变化
C.速度不变时其动能一定不变
D.动能不变时其速度一定不变
2.A、B两物体的速度之比为2∶1,质量之比为1∶3,则它们的动能之比为( )
A.12∶1 B.12∶3
C.12∶5 D.4∶3
3.一辆在水平路面上行驶的汽车,关闭发动机后继续运动了一段距离停下来。在这一过程中,下列说法正确的是( )
A.阻力对汽车做正功,汽车动能增加
B.阻力对汽车做负功,汽车动能增加
C.阻力对汽车做负功,汽车动能减少
D.阻力对汽车做正功,汽车动能减少
4.如图所示,左端固定的轻质弹簧被物块压缩,物块被释放后,由静止开始从A点沿粗糙水平面向右运动。离开弹簧后,经过B点的动能为Ek,该过程中,弹簧对物块做的功为W,则物块克服摩擦力做的功Wf为( )
A.Ek B.Ek+W
C.W D.W-Ek
5.(2023福建福州高一期末)质量m=2 kg的滑块,以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起给滑块一向右的水平力,经过一段时间,滑块的速度方向变为向右、大小为4 m/s,则在这段时间内水平力做功为 。
6.如图所示,斜面长为s,倾角为θ,一物体质量为m,从斜面底端的A点开始以初速度v0沿斜面向上滑行,斜面与物体间的动摩擦因数为μ,物体滑到斜面顶端B点时飞出斜面,最后落在与A点处于同一水平面上的C处,则物体落地时的速度大小为多少?
7.如图所示,质量为m=10 kg的滑块,从光滑弧形面的某一高处A点以初速度v0=1 m/s往下滑行,到达弧形面的底端P处时速度为vP=4 m/s,又沿水平面滑行LPQ=1 m到达Q点而静止。g取10 m/s2。求:
(1)起始位置A点距离水平面的高度;
(2)滑块与水平面间的动摩擦因数。
B级 关键能力提升练
8.质量为2 kg的物体以某一初速度在水平面上滑行,由于摩擦力的作用,其动能随位移变化的关系图线如图所示,重力加速度g取10 m/s2,以下说法不正确的是( )
A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.25
B.物体与水平面间的摩擦力大小为5 N
C.物体滑行过程中动能的变化量为100 J
D.物体滑行的加速度大小为2.5 m/s2
9.(多选)甲、乙两个质量相同的物体,用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s。如图所示,甲在光滑面上,乙在粗糙面上,则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法正确的是( )
A.力F对甲物体做功多
B.力F对甲、乙两个物体做的功一样多
C.甲物体获得的动能比乙的大
D.甲、乙两个物体获得的动能相同
10.(多选)有一质量为m的木块,从斜面上的a点滑向b点,如图所示。如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变,则以下叙述正确的是( )
A.木块所受的合外力为零
B.因木块所受的力都不对其做功,所以合外力做的功为零
C.重力和摩擦力的合力做的功为零
D.重力和摩擦力的合力为零
11.某人把质量为0.1 kg的一块小石头,从距地面为5 m的高处以60°角斜向上抛出,抛出时的初速度大小为10 m/s,则当石头着地时,其速度大小约为 m/s。(g取10 m/s2,不计空气阻力)
12.冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意图如图所示。比赛时,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出,使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O,为使冰壶滑行得更远,运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1=0.008,用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至μ2=0.004。在某次比赛中,运动员使冰壶C在投掷线中点处以2 m/s的速度沿虚线滑出。为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点,运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少?(g取10 m/s2)
第3节 动能和动能定理
1.BC 速度是矢量,速度变化时可能只有方向变化,而大小不变,动能是标量,所以速度只有方向变化时,动能不变;动能不变时,只能说明速度大小不变,但速度方向不一定不变,故只有B、C正确。
2.D 根据动能的定义Ek=mv2,有,选项D正确。
3.C 关闭发动机后,汽车受重力、支持力和阻力,重力、支持力不做功,阻力的方向与汽车运动的方向相反,因而做负功,根据动能定理可知,汽车的动能减少,选项C正确。
4.D 对物块应用动能定理,有W-Wf=Ek,得Wf=W-Ek,选项D正确。
5.解析 由动能定理可知在这段时间内水平力做功为W=mv2-=0。
答案 0
6.解析 对物体运动的全过程,由动能定理可得
-μmgscosθ=
所以vC=。
答案
7.解析 (1)对滑块从A到P过程,根据动能定理
mgh=
代入数据解得h=0.75m。
(2)滑块沿水平面滑行过程,根据动能定理
-μmgLPQ=0-
代入数据解得μ=0.8。
答案 (1)0.75 m (2)0.8
8.C 根据动能定理Ek=Ek0-μmgx,由图像可知μmg=N=5N,解得μ=0.25,选项A、B正确;物体滑行过程中的动能的变化量为-100J,选项C错误;加速度为a=μg=2.5m/s2,选项D正确。选不正确的,故选C。
9.BC 由功的公式W=Fs可知,力F对甲、乙两个物体做的功一样多,A错误,B正确;根据动能定理,对甲有Fs=Ek1,对乙有Fs-fs=Ek2,可知Ek1>Ek2,即甲物体获得的动能比乙的大,C正确,D错误。
10.AC 木块做匀速直线运动,处于平衡状态,故合力为零,A正确;速率不变,动能不变,由动能定理知,合外力做的功为零,而支持力始终不做功,重力做正功,所以重力做的功与摩擦力做的功的代数和为零,但重力和摩擦力的合力不为零,C正确,B、D错误。
11.解析 由动能定理知,重力对物体所做的功等于物体动能的变化,则mgh=,v2==10m/s。
答案 10
12.解析 设投掷线到圆心O的距离为s,冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为s1,所受摩擦力的大小为f1,在被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为s2,所受摩擦力的大小为f2。则有s1+s2=s,f1=μ1mg,f2=μ2mg
设冰壶的初速度为v0,由动能定理得
-f1s1-f2s2=0-
联立以上各式并代入数据解得s2==10m。
答案 10 m
