人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律3 动能和动能定理同步训练题

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1．关于做功和物体动能变化的关系，下列说法正确的是( )
A．只要有力对物体做功，物体的动能就增加
B．只要物体克服阻力做功，它的动能就减少
C．动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化
D．力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差
2．质量为2 kg的物体A以5 m/s的速度向北运动，另一个质量为0.5 kg的物体B以10 m/s的速度向西运动，它们的动能分别为EkA和EkB，则( )
A．EkA＝EkB
B．EkA>EkB
C．EkAD．因运动方向不同，所以无法比较动能大小
3.
一人用力踢质量为100 g的皮球，使球由静止以20 m/s的速度飞出．假定人踢球瞬间对球的平均作用力是200 N，球在水平方向运动了20 m停止．则人对球所做的功为( )
A．20 J B．2 000 J
C．500 J D．4 000 J
4.
如图所示，一颗质量为0.1 kg的子弹以500 m/s的速度打穿一块固定木板后，速度变为300 m/s，则这个过程中子弹克服阻力所做的功为( )
A．8 000 J B．4 500 J
C．12 500 J D．无法确定
5．如图为10米跳台跳水示意图，运动员从10 m高的跳台跳下，设水的平均阻力约为其体重的3倍，在粗略估算中，把运动员当作质点处理，为了保证运动员的人身安全，池水深度至少为(不计空气阻力)( )
A．5 m B．3 m
C．7 m D．1 m
6．一水平桌面距离地面的高度为H＝3 m，现将一质量为m＝0.2 kg、可视为质点的小球由桌子边缘的M点沿水平向右的方向抛出，抛出的速度大小为v0＝1 m/s，一段时间后经过空中的N点，已知M、N两点的高度差为h＝1 m，重力加速度为g＝10 m/s2.则小球在N点的动能大小为( )
A．4.1 J B．2.1 J
C．2 J D．6.1 J
7．如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h.若摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c点，c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2，该摩托车恰能越过坑到达b点.eq \f(E2,E1)等于( )
A．20 B．18
C．9.0 D．3.0
素养提升练
8.
(多选)如图所示，轻质弹簧竖直放在地面上，物块P的质量为m，与弹簧上端连在一起保持静止．现用竖直向上的恒力F使P向上加速运动一小段距离L时，速度为v，下列说法正确的是( )
A．合力对P做的功是eq \f(1,2)mv2
B．重力对P做的功是mgL
C．合力对P做的功是FL－mgL
D．弹簧弹力对P做的功是mgL－FL＋eq \f(1,2)mv2
9.
(多选)物体在合外力作用下做直线运动的v ­ t图像如图所示，下列表述正确的是( )
A．在0～1 s内，物体做加速运动，合外力做正功
B．在5～7 s内，物体做加速运动，合外力做负功
C．在第1 s和第4 s内，合外力做功大小之比为2:1
D．在第1 s和第4 s内，合外力做功大小之比为4:3
课时作业(十四) 动能和动能定理
1．解析：A错：合力对物体做负功时，物体的动能减少．B错：物体克服阻力做功时，还可能有动力做功，所以动能不一定减少．C错：动力和阻力都对物体做功，但所做总功可能为零，动能不变．D对：根据动能定理可知，该说法正确．
答案：D
2．解析：根据Ek＝eq \f(1,2)mv2知，EkA＝25 J，EkB＝25 J，而且动能是标量，所以EkA＝EkB，故A正确．
答案：A
3．解析：根据题意可知，球的初状态速度为零，末状态速度为20 m/s，由动能定理可知W＝eq \f(1,2)mv2－0＝eq \f(1,2)×0.1×202 J＝20 J，故选A.
答案：A
4．解析：在子弹穿过木块的过程中，设它克服阻力做功为Wf，根据动能定理得：－Wf＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)，代入数据得：Wf＝8 000 J，故选项A正确．
答案：A
5．解析：设水的深度为h，由动能定理得mg×(10 m＋h)－3mgh＝0，解得h＝5 m，选项A正确．
答案：A
6．解析：由M到N，合外力对小球做的功W＝mgh，小球的动能变化ΔEk＝Ek－eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)，根据动能定理得小球在B点的动能Ek＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)＋mgh，代入数据得Ek＝2.1 J，B正确．
答案：B
7．解析：由平抛运动规律有x＝v0t，y＝eq \f(1,2)gt2，得v0＝xeq \r(\f(g,2y))；动能Ek＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)＝eq \f(mgx2,4y)∝eq \f(x2,y)，故eq \f(E2,E1)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x2,x1)))2·eq \f(y1,y2)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3h,h)))2·eq \f(h,0.5h)＝18，故B正确．
答案：B
8．解析：对P分析，根据动能定理得合力做的功W合＝ΔEk＝eq \f(1,2)mv2，故A正确，C错误；P上升L时，克服重力做的功为mgL，即重力做功为－mgL，故B错误；根据动能定理，对全过程有－mgL＋FL＋W弹＝eq \f(1,2)mv2，解得W弹＝mgL－FL＋eq \f(1,2)mv2，故D正确．
答案：AD
9．解析：由动能定理W＝Ek2－Ek1＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,2)－eq \f(1,2)mveq \\al(2,1)知，合外力做的功等于物体动能的变化．
A对：在0～1 s内，物体做加速运动，动能增加，合外力做正功．
B错：在5～7 s内，物体做加速运动，动能增加，合外力做正功．
C错，D对：在第1 s内，W1＝eq \f(1,2)mv2，在第4 s内，W2＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,2)－eq \f(1,2)mv2，其中v2＝eq \f(v,2)，故W1与W2大小之比为4:3.
答案：AD
10．解析：(1)该物体到达B点的速度大小为v，对物体从A到B的过程，由动能定理有：mgh＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)
得v＝6 m/s，方向水平向右
(2)设物体在BC轨道滑行的距离为x，对物体从B到C的过程中，由动能定理有：
－μmgx＝0－eq \f(1,2)mv2
得：x＝4.5 m
答案：(1)6 m/s，方向水平向右 (2)4.5 m
11．解析：由题可知抛出时动能：Ek0＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)＝9×103 J；
(2)根据平抛运动规律，在竖直方向有：h＝eq \f(1,2)gt2，解得：t＝1 s；则水平距离s＝v0t＝10 m；
(3)摩托车冲上高台过程中，由动能定理得：Pt－mgh－Wf＝0，解得：Wf＝1×103 J.
答案：(1)9×103 J (2)10 m (3)1×103 J
12．解析：(1)由题意知，在B点冰壶有最大速度，设为vmax，在BO段运用动能定理有－μmgL2＝0－eq \f(1,2)mveq \\al(2,max)，解得vmax＝eq \r(2μgL2).
(2)方法一 全过程用动能定理：
对AO过程：W－μmg(L1＋L2)＝0，
得W＝μmg(L1＋L2)．
方法二 分过程运用动能定理：
对AB段：W－μmgL1＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,B)－0.
对BO段：－μmgL2＝0－eq \f(1,2)mveq \\al(2,B).
解以上两式得W＝μmg(L1＋L2)．
答案：(1)eq \r(2μgL2) (2)μmg(L1＋L2)
10.
如图所示，质量为m的物体在竖直平面内的光滑弧形轨道上，由高h＝1 m的A点，以v0＝4 m/s的初速度沿轨道滑下，进入BC轨道，已知BC段的动摩擦因数μ＝0.4，重力加速度g＝10 m/s2，求：
(1)物体滑至B点时的速度．
(2)物体最后停止在离B点多远的位置上．
11．如图所示，摩托车做特技表演时，以v0＝10 m/s的速度从地面冲上高台，t＝5 s后以同样大小的速度从高台水平飞出．人和车的总质量m＝1.8×102 kg，台高h＝5.0 m．摩托车冲上高台过程中功率恒定为P＝2 kW，不计空气阻力，取g＝10 m/s2.求：
(1)人和摩托车从高台飞出时的动能Ek；
(2)摩托车落地点到高台的水平距离s；
(3)摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功Wf.
12．冰壶运动逐渐成为人们所关注的一项运动．场地如图所示，假设质量为m的冰壶在运动员的操控下，先从起滑架A点由静止开始加速启动，经过投掷线B时释放，以后匀减速自由滑行刚好能滑至营垒中心O停下．已知A、B相距L1，B、O相距L2，冰壶与冰面各处的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g.求：
(1)冰壶运动的最大速度vmax；
(2)在AB段，运动员水平推冰壶做的功W是多少？