高中物理沪科版 (2019)必修 第二册第1章 功和机械能1.3 动能定理的应用综合训练题

这是一份高中物理沪科版 (2019)必修 第二册第1章 功和机械能1.3 动能定理的应用综合训练题，共9页。试卷主要包含了如图所示，质量为m等内容，欢迎下载使用。
【精挑】1.3动能定理的应用课时练习一．填空题1．如图所示，物体质量为1 kg，斜向上的拉力F＝10 N，物体和水平面间的动摩擦因数μ＝0．5，物体在F的作用下由静止开始运动10s，则在这10s内拉力F对物体做功为__________J．前5s内拉力的平均功率为_______W,10s末拉力的功率为_______W，10s内摩擦力的平均功率为_______W．（g取10m/s2） 2．一弹性小球质量为m，距地面高度为h处以初速度v0竖直上抛，运动过程中所受空气阻力大小恒为f，与地面碰撞时能量损失不计，则直到它最后停在地面上重力做功为　        　，它在运动停止前通过的总路程为             ． 3．甲．乙两同学分别将质量相同的小球沿水平方向抛出，小球离开手时的速度相同，甲的抛出点...高度大于乙的抛出点高度，不计空气阻力，则甲．乙两同学在抛球时对小球做的功 W 甲_____W 乙（填 “>”．“<”或“=”），将小球抛出较远的是_____同学（填“甲”或“乙”）。4．如图所示，圆弧轨道半径R=1m，一质量m=2kg的小滑块自与圆心等高处的A点以v0=4m/s的初速开始下滑，通过最低点B时速度v=3m/s．弹力做功　    　 J，摩擦力做功是　    　J． 5．如图所示，一小滑块放在固定的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面向下运动了一段距离．已知在这过程中，拉力F所做的功为W1，滑块克服摩擦力作用所做的功为W2，重力做功为W3．则此过程中小滑块动能的变化△Ek=　       　，滑块重力势能的变化△Ep=　     　，滑块机械能的变化△E=　     　． 6．如图所示，质量为m．的小球（可视为质点）从地面上方H高处无初速度释放，落地后地而被砸出一个深为h的坑。全过程中，物体重力势能减少___，合力对物体做的总功为_________。7．用200 N的拉力将地面上的一个质量为10 kg的物体提升20 m（重力加速度g取10 m/s2，空气阻力忽略不计），物体被提高后具有的动能为__________J。8．物体沿斜面下滑一段距离的过程中，重力对物体做功200J，物体克服阻力做功30J，其它力均不做功，则该过程中物体的重力势能减少　    　J，动能增加　     　J，机械能减少　     　J. 9．(1)某人以20N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5．0m，人放手后，小车又前进了2．0m才停下来，则小车在运动过程中，人的推力所做的功为________J。(2)物体放在粗糙的水平地面上，物体重50N，受到斜向上方向与水平面成300角的力F作用，F=50N，物体仍然静止在地面上，如图所示，则物体受到的摩擦力_____N地面的支持力______ N10．一个物体从斜面底端的A点冲上斜面，滑到B点时，其动能减少100J，机械能减少30J．当它再次返回A点时，动能为100J，那么当它刚冲上斜面通过A点时具有动能为　    　J． 11．一列火车在一段时间内运动的速度﹣时间图象如图所示．由此可知，这段时间内火车的动能在　    　（选填“增大”或“减小”）；牵引力对火车所做的功　    　（选填“大于”或“小于”）阻力对火车所做的功．  12．如图所示，一质量m=2kg的小球从离地高为h处以的速度斜向上抛出，则小球落地时的速度大小______（g取）13．自由下落的物体下落1 m和4 m时的动能之比为________；下落1 s和2 s的动能之比为________.14．用200N的拉力将地面上的一个质量为10kg的物体提升10m（g=10m/s2，不计空气阻力）．拉力对物体所做的功为　        　J；物体被提高后具有的重力势能是　          　J（以地面为零势能参考面）；物体被提高后具有的动能是　            　J． 15．如图甲所示，一质量为m =1kg的小物块静止在粗糙水平面上的A点，从t = 0时刻开始，物体在受如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动，第3s末物块运动到B点时速度刚好为零，第5s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ= 0.2，则物体从A运动到B间的平均速度为____________m/s，水平力F在5s时间内对小物块所做功的功率________W。16．一个人把质量为1kg的物体由静止向上提升1m，同时物体获得2m/s的速度，重力加速度g=10m/s2，此过程中人对物体做功　     　 J，合力对物体做功　    　J． 17．用一直流电动机提升重物，设被提升的重物的质量m＝50kg，电动机的输入电压是110V，不计各处的摩擦，当电动机以1m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为I＝5A，由此可知，电动机的线圈电阻为______Ω.(g取10m/s2)18．如图所示，物块以100J的初动能从斜面底端向上滑行，第一次经过P点时，它的动能比最初减小了60J，重力势能比最初增加了45J，那么，物体滑到最高处时的势能等于　   　J，返回底端时的末动能等于　   　J（斜面底端所在平面为零势能面） 
参考答案与试题解析1．【答案】2400J ；120W；480W；60W【解析】试题分析：对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律得：，则10s内的位移x=at2＝×6×102m＝300m，则在10s内拉力F对物体所做的功W=Fxcos37°=10×300×0．8=2400J；前5s内物体的位移：，拉力的功：W1=Fx1cos37°=10×75×0．8=600J，拉力的平均功率为；10s末的速度v=at=60m/s；10s末拉力的功率为P=Fv=10×60W=600W；摩擦力为： ,10s内摩擦力的功：，平均功率为。考点：【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律．运动学基本公式及恒力做功公式直接应用，关键是受力分析，熟记求解平均功率和瞬时功率的基本公式；难度不大，属于基础2．【答案】mgh，【解析】考点： 动能定理的应用；竖直上抛运动；功的计算．分析： 位移是初位置指向末位置的有向线段，由此确定物体的位移，然后结合重力做功的计算公式W=mgh即可求出物体重力所做的功；整个的过程中，重力和阻力做功，根据动能定理可算出运动的总路程．解答： 解：从初位置指向末位置的有向线段的长度为h，所以位移为h，物体下降的高度是h，则重力做功为mgh；设运动的路程为s，根据动能定理得：0﹣=mgh﹣fs解得：s=故答案为：mgh，点评： 本题考查重力做功的特点以及动能定理的应用，解答的关键是区别路程和位移的含义，牢记重力做功和路径无关．3．【答案】    (1). =    (2). 甲【解析】人对小球做的功等于小球得到的动能，即 ,则甲．乙两同学在抛球时对小球做的功 W 甲=W 乙；根据，且x=v0t可知，甲的抛出点高度大于乙的抛出点高度，则甲球运动时间较大，抛出的较远. 4．【答案】0，﹣27．【解析】【考点】动能定理【分析】根据弹力与速度的关系分析弹力做功情况．对滑块由A到B的过程，运用动能定理，求出摩擦力做功．【解答】解：在滑块下滑的过程中，轨道对小滑块的弹力方向指向圆心，与小滑块的速度方向始终垂直，所以弹力对小滑块不做功，即弹力做功为0．根据动能定理得：mgR+Wf=﹣代入数据解得 Wf=﹣27J故答案为：0，﹣27．【点评】本题中摩擦力是变力，不能根据功的计算公式来求摩擦力做的功，运用动能定理求变力做功，这是常用的方法． 5．【答案】W1﹣W2+W3，﹣W3，W1﹣W2【解析】【考点】功能关系；重力势能．【分析】物体重力势能的变化等于克服重力做的功；由动能定理知，动能的变化等于各个力做功的代数和；物体机械能的变化量等于除重力外其它力做功之和．【解答】解：由动能定理得知：物体动能的变化为△Ek=W1﹣W2+W3；重力做功等于重力势能的减少量，重力做功W3，物体重力势能的变化为△Ep=﹣W3；机械能的改变量就取决于等于除重力外其它力做功之和，则物体机械能的变化为△E=W1﹣W2；故答案为：W1﹣W2+W3，﹣W3，W1﹣W2 6．【答案】    (1).     (2). 0【解析】小球共下降了（H+h）高度，故重力势能一定减小了mg（H+h）；下降的整个过程动能的增加量为零，故整个过程中合力做功一定为零；点睛：功是能量转化的量度有一些具体形式：重力做功是重力势能的变化的量度；合力做功是动能变化的量度． 7．【答案】2000【解析】【详解】根据动能定理可知，拉力和重力的合力对物体做的功，等于物体动能的增量即：解得：故本题答案为：2000J 8．【答案】200；170；30【解析】考点： 功能关系.分析： 物体的重力势能减少等于重力做的功.动能增加等于总功.机械能减少等于物体克服阻力做功.由功能关系求解.解答： 解：重力对物体做功200J，则物体的重力势能减少200J.外力对物体所做的总功为 200J﹣300J=170J，由动能定理可得动能增加170J.物体克服阻力做功30J，则机械能减少30J.故答案为：200；170；30.点评： 本题关键要掌握常见的几对功能关系：总功与动能变化有关，重力做功与重力势能变化有关，除了重力以外的力做功与机械能变化有关.9．【答案】100    25    25    【解析】【来源】吉林省乾安县第七中学2018-2019学年高一下学期第一次质量检测物理试题 【详解】（1）人的推力所做的功为：W=Fx=20×5J=100J；（2）物体受到的摩擦力：f=Fcos30°=50×N=25N；地面的支持力：FN=mg-Fsin30°=50-50×=25N 10．【答案】250J．【解析】【考点】动能定理．【分析】对于物体从开始到P点的过程，运用动能定理列出方程，运用除了重力之外的力所做的功量度机械能的变化关系列出等式，两者结合求得摩擦力与重力沿斜面向下的分力关系，再用同样的方法对从开始到斜面顶点的过程列式，求出克服摩擦力做功，从而得到下滑过程，克服摩擦力做功，最后由动能定理求解物体的初动能．【解答】解：物体从开始到B点的过程，由动能定理得：损失的动能为：△EK=mgLsinθ+fL损失的机械能等于克服摩擦阻力做功，则得：△E=fL则可得， =．比值与L无关．设物体的初动能为EK0，则有：上滑至速度为零：上滑和下滑过程机械能损失相等：EK0﹣2△E=100联立两式可得：EK0=250J．故答案为：250J． 11．【答案】增大；大于【解析】【考点】动能定理的应用．【分析】由速度图象可知：火车做匀加速直线运动，速度增大，根据动能的表达式．牛顿第二定律及恒力做功表达式即可求解．【解答】解：由速度图象可知：火车做匀加速直线运动，速度增大，所以增大，F﹣f=ma＞0所以F大于f所以Fx＞fx即牵引力对火车所做的功大于火车克服阻力所做的功．故答案为：增大；大于 12．【答案】【解析】小球在整个运动过程中，只有重力做功，由动能定理： ，解得小球落地时的速度。 13．【答案】1:41:4【解析】【分析】物体做自由落体运动，若已知下降的距离，可以根据动能定理公式求解动能；已知时间，根据求解速度，根据求解动能之比；【详解】根据动能定理公式，有：
下降过程：
下降过程：，故：；物体做自由落体运动，根据，下落和下落的速度之比为：；
故下落和下落的动能之比为：。【点睛】本题关键根据自由落体运动的规律求解速度，然后根据动能定义式求解动能之比。14．【答案】2000；1000；1000 【解析】【考点】 机械能守恒定律；62：功的计算．【分析】根据W=Flcosα求出拉力做的功，根据重力做功求出重力势能的增加量．根据动能定理求出物体提高后具有的动能．【解答】解：根据W=Flcosα得物体从静止开始提起5m拉力做功W=2000J物体从静止提升10m时，重力做负功为﹣mgh=﹣1000J，所以物体被提高后具有的重力势能是1000J．物体合力做的功等于动能变化，W合=F合l=1000J=△Ek则物体提高后增加的重力势能是1000J．故答案为：2000；1000；1000 15．【答案】4.8【解析】【详解】(1)因为第5s末物体刚好回到A点，可知A到B的位移等于3-5s内的位移大小。根据牛顿第二定律得，物体返回的加速度大小则3-5s内的位移大小 可知A到B的位移为4m，则物体从A运动到B间的平均速度.(2) 5s末的速度v=at=2×2m/s=4m/s，对全过程运用动能定理得，代入数据解得水平力F在5s内做功的大小WF=24J，则水平力F在5s时间内对小物块做功的功率【点睛】在前3s内物体是做变速运动，不能分析物体的运动规律，但是根据动能定理可以知道，此时拉力的功与摩擦力做的功大小相同，本题的关键是对物体的第二个运动过程的分析。16．【答案】12，2 【解析】【考点】功的计算；牛顿第二定律【分析】由动能定理可求得合外力对物体做功；即可求出手对物体所做的功．【解答】解：由W合=mv2可得，合外力的功为：W=×1×4=2J；由WF﹣mgh=mv2，可得：WF=mgh+mv2=1×10×1+×1×4=12J故答案为：12，2【点评】本题考查了动能定理得应用，重力势能的变化与重力做功的关系，难度不大，属于基础题 17．【答案】2【解析】由能量守恒知，电动机的输入功率应等于提升重物时克服重力做功的功率和线圈电阻上消耗的热功率之和，UI＝mgv+I2rr＝2Ω.答案：2 18．【答案】75，50． 【解析】【考点】 动能定理的应用．【分析】根据物体受力情况得到做功情况，然后根据O到P过程中各力做的功，得到上滑过程和整个过程重力．摩擦力做功情况，进而求得势能和末动能．【解答】解：物块以100J的初动能从斜面底端向上滑行，第一次经过P点时，它的动能比最初减小了60J，重力势能比最初增加了45J，故由动能定理可知克服摩擦力做功15J；又有物块受力不变，重力．支持力．摩擦力不变，所以，物块在斜面上向上滑行任一距离，重力做功和克服摩擦力做功之比不变；那么，物块滑到最高点时动能为零，故物体滑到最高处时的势能等于；故物体上滑过程克服摩擦力做功，物体下滑过程摩擦力大小不变，位移不变，故摩擦力做功不变，所以，由动能定理可知：返回底端时的末动能为100J﹣2W=50J；故答案为：75，50．