高中物理必修第二册《3 动能和动能定理》课堂检测 素养达标-统编人教版

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3　动能和动能定理课后篇巩固提升基础巩固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解析速度是矢量,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,动能可以不变;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。答案BC2.A、B两物体的速度之比为2∶1,质量的大小之比为1∶3,则它们的动能之比为(　　)A.12∶1 B.12∶3 C.12∶5 D.4∶3解析根据动能的定义Ek=12mv2,有EkAEkB=mAvA2mBvB2=1×223×12=43,选项D正确。答案D3.一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,汽车动能减少解析关闭发动机后,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。答案C4.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.Wf=Ek B.Wf=Ek+WC.Wf+Ek=W D.Wf=W-Ek解析对物块应用动能定理,有W-Wf=Ek,得Wf=W-Ek,选项D正确。答案D5.(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中正确的是(　　)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大D.甲、乙两个物体获得的动能相同解析由功的公式W=Flcos α=F·s可知,两种情况下力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-Ffs=Ek2,可知Ek1>Ek2,即甲物体获得的动能比乙大,C正确,D错误。答案BC6.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?解析对物体运动的全过程,由动能定理可得-μmgscos θ=12mvC2-12mv02所以vC=v02-2μgscosθ。答案v02-2μgscosθ7.质量为m的物体,在竖直平面内高h=1 m的光滑弧形轨道A点,以v0=4 m/s的初速度沿轨道滑下,并进入BC轨道,如图所示。已知BC段的动摩擦因数μ=0.4(g取10 m/s2),求:(1)物体滑至B点时的速度。(2)物体最后停在离B点多远的位置。解析(1)物体从A到B过程,根据动能定理得mgh=12mvB2-12mv02,代入数据得vB=6 m/s。(2)物体从B点经过位移x停止,根据动能定理得-μmgx=-12mvB2,代入数据得x=4.5 m,即物体停在离B点4.5 m的位置。答案(1)6 m/s　(2)4.5 m能力提升1.(多选)质点在恒力作用下,从静止开始做匀加速直线运动,则质点的动能(　　)A.与它通过的位移成正比B.与它通过的位移的二次方成正比C.与它运动的时间成正比D.与它运动的时间的二次方成正比解析由动能定理得Fx=12mv2,运动的位移x=12at2,质点的动能在恒力F一定的条件下与质点的位移成正比,与物体运动的时间的二次方成正比。答案AD2.有一质量为m的木块,从半径为r的圆弧曲面上的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解析物体做曲线运动,速度方向变化,加速度不为零,故合外力不为零,A错;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对,B、D错。答案C3.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(g取10 m/s2,不计空气阻力)(　　)A.14 m/s B.12 m/sC.28 m/s D.20 m/s解析由动能定理,重力对物体所做的功等于物体动能的变化,则mgh=12mv22-12mv12,v2=v12+2gh=102 m/s,A对。答案A4.物体在合外力作用下做直线运动的v-t图象如图所示,下列表述正确的是(　　)A.在0~1 s内,合外力做正功B.在0~2 s内,合外力总是做负功C.在1~2 s内,合外力不做功D.在0~3 s内,合外力总是做正功解析由v-t图知0~1 s内,v增加,动能增加,由动能定理可知合外力做正功,A对。1~2 s内v减小,动能减小,合外力做负功,可见B、C、D错。答案A5.(多选)某人用手将1 kg的物体由静止向上提起1 m,这时物体的速度为2 m/s(g取10 m/s2),则下列说法正确的是(　　)A.手对物体做功12 JB.合力做功2 JC.合力做功12 JD.物体克服重力做功10 J解析WG=-mgh=-10 J,D正确。由动能定理W合=ΔEk=12mv2-0=2 J,B对,C错。又因W合=W手+WG,故W手=W合-WG=12 J,A对。答案ABD6.将质量为m的物体,以初速度v0竖直向上抛出。已知抛出过程中阻力大小恒为重力的15。求:(1)物体上升的最大高度。(2)物体落回抛出点时的速度大小。解析(1)上升过程,由动能定理-mgh-Ffh=0-12mv02 ①将Ff=0.2mg ②代入①可得h=5v0212g。 ③(2)全过程,由动能定理-2Ffh=12mv2-12mv02 ④将②③代入得v=63v0。答案(1)5v0212g　(2)63v07.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)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=0-12mv02联立以上各式并代入数据解得s2=2μ1gs-v022g(μ1-μ2)=10 m。答案10 m