高中物理沪科版 (2019)必修 第二册1.3 动能定理的应用当堂检测题

这是一份高中物理沪科版 (2019)必修 第二册1.3 动能定理的应用当堂检测题，共10页。
【精编】1.3动能定理的应用课时练习一．填空题1．用50N的力将0.2kg的足球以4m/s的初速度沿水平方向踢出20m，则人对球做功为            J． 2．质量为0.1kg的小球从2m的高出落到水平地板上，又反弹回到1m的高度，整个过程中重力对小球所做的功是　    　J，重力势能的增量为　    　J（g=10m/s2）． 3．物体在水平拉力F作用下沿水平方向做直线运动，拉力F与时间t的关系和物体的速度υ，与时间t的关系如图所示，由图可知，0—7s内拉力对物体做的功是_____；拉力在第3s末的功率是_______。4．探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图所示．在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值．小球半径．摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化可忽略不计．实验过程如下：(1)(2分)测量小球      ，摆线     ；（物理量符号）(2) (2分)将小球拉离平衡位置某一高度h处无初速度释放，在传感器采集的数据中提取最大值为F，小球摆到最低点时的动能表达式为________(用上面给定物理量的符号表示)；(3) (2分)改变高度h，重复上述过程，获取多组摆动高度h与对应过程的拉力最大值F的数据，在F-h坐标系中描点连线, 通过描点连线，发现h与F成       关系（“线性”或“非线性”），证明小球摆动过程中机械能守恒．5．如图所示，一个人把质量为m的石块，从高度为h处，以初速度v0斜向上方抛出．不计空气阻力，重力加速度为g．则人对石块做的功为　      　，石块落地时的动能为                　． 6．某汽车在水平路面上以 60kW 的恒定功率沿直线行驶，所受阻力恒为 2000N，则发动机在 300s 内做的功为_____J，汽车能达到的最大速度为_____km/h.7．如图所示，一子弹以水平速度射入放置在水平面上原来静止的木块，并留在木块中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块对子弹的作用力大小为F．则木块对子弹的作用力做的功为________，子弹对木块的作用力做的功为________．这对相互作用力做功的代数和是________． 8．如图所示，静止在水平桌面上的纸带上有一质量为0.1kg的小铁块，它离纸带的右端距离为0.5m，铁块与纸带间动摩擦因数为0.1．现用力向左以2m/s2的加速度将纸带从铁块下抽出，（不计铁块大小，铁块不滚动，取g=10m/s2）则，将纸带从铁块下抽出需要　   　s；铁块从纸带上掉下来时的动能为　    　J． 9．有一种地铁，车辆进站时要上坡，出站时要下坡．如图所示，如果站台高2m，车辆到达A处时速度是25.2km/h，以后关闭发动机，不考虑阻力，车辆到达B处时速度是　   　km/h． 10．某人从水平面踢出一个质量为m的足球，足球最高能上升到H高度处，此时的速度为V，那么人对足球做的功为               11．如图所示，水平地面上有一质量为m的木箱，木箱与地面间的动摩擦因数为μ，木箱在与水平方向夹角为θ的斜向上拉力F作用下作匀速直线运动，则拉力F的大小为____　。保持木箱速度不变，改变F，当θ1＝0°和θ2＝30°时，让木箱发生相同的位移，两次拉力做的功分别为W1和W2，则W1_____W2（选填“＞”．“＝”或“＜”）12．某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达节能环保的目的。某次测试中，汽车匀速行驶一段距离后，关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移x的关系如图所示：其中①为关闭储能装置的关系图线；@为开启储能装置的关系图线。已知汽车的质量为1200kg,且汽车受阻力恒定。由图中信息可求：(1)汽车匀速行驶时的功率为_________W；(2)汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能是________J。13．如图所示，半径R=1m的圆弧导轨与水平面相接，从圆弧导轨顶端A，静止释放一个质量为m=20g的小木块，测得其滑至底端B时速度VB=3m/s，在圆弧轨道上克服摩擦力做功为　      　J（重力加速度g=10m/s2） 14．物体A．B的质量之比为MA：MB=1：4．使它们以相同的初速度沿水平地面滑行，若两物体与地面的动摩擦因数相同，那么它们停下来所用的时间之比为tA：tB=　   　；若它们受到的阻力相等，那么它们停下来的时间之比为tA：tB=　  　． 15．质量为0.01kg的子弹，以200m/s的速度射出枪口时，其动能为　   　J． 16．人类离不开能量，我们要熟悉一些能量计算：动能计算公式：    EK=_______重力势能计算公式：EP=_______弹性势能计算公式：EP=_______17．如图所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1=3N和F2=4N 的恒力，其合力在水平方向上，从静止开始运动10m，则：（1）F1和F2分别对物体做的功是　   　J．　   　J，代数和为　   　J（2）F1和F2合力为　    　N，合力做功是　   　J． 18．质量为1kg的物体在粗糙的水平面上滑行，其动能和位移变化情况如图所示，则物体与地面间的动摩擦因数μ=　    　，滑动过程持续的时间是　  　s．（g取10m/s2） 
参考答案与试题解析1．【答案】1.6【解析】考点：动能定理.专题：动能定理的应用专题．分析：分析题意可知，由于力作用的位移未知，故不能由功的公式求解功；只能根据动能定理进行分析求解．解答：解：由动能定理可得：人对球做功为：W=mv2==1.6J；故答案为：1.6．点评：本题考查动能定理的应用，要注意特别对于变力做功，一定要注意掌握动能定理的正确应用．2．【答案】1，﹣1【解析】【考点】功能关系【分析】由重力做功的公式WG=mgh可求得重力所做的功；再由重力做功与重力势能的关系可求重力势能的变化．【解答】解：整个过程中，物体高度下降了 h=2m﹣1m=1m；则重力做正功为：W=mgh=0.1×10×1J=1J；而重力做功多少重力势能就减小多少，故小球的重力势能一定减少1J，即重力势能的增量为﹣1J．故答案为：1，﹣1．【点评】本题考查重力做功与重力势能的关系，在解题时一定要明确重力做功与路径无关，只与初末状态的高度差有关． 3．【答案】    (1). 18J    (2). 3W【解析】由v-t可知，0-2s物体静止，2-4s物体做匀加速直线运动，4-7s内做匀速运动，则在0-7s内拉力做的功： 由图可知，3s末的力为3N；此时物体的速度为2m/s，则功率为：； 4．【答案】（1）m，l；（2）（F-mg）L/2；（3）线性【解析】在F-h坐标系中描点连线，通过描点连线，发现h与F成线性关系；
故答案为：（1）m，l；（2）（F-mg）L/2；（3）线性5．【答案】：， +mgh． 【解析】【考点】 机械能守恒定律．【分析】对出人抛石块的过程，运用动能定理求人做的功．根据动能定理求出石块落地时的动能．【解答】解：人抛石块的过程，运用动能定理，人对石块做的功为：W=石块在空中运动的过程，由动能定理得：Ek﹣=mgh可得石块落地时的动能 Ek=+mgh故答案为：， +mgh．　 6．【答案】    (1). 1.8×107    (2). 108【解析】 7．【答案】－F（l＋d） Fl    - Fd【解析】试题分析：由题分析可知，子弹相对于地的位移大小为l1=d+l，阻力与子弹的位移方向相反，则阻力对子弹的功为W1=-Fl1=-F（d+l）．木块的位移大小为l，子弹对木块的力与木块的位移方向相同，则子弹对木块做的功W2=Fl；这对相互作用力做功的代数和是-F（d+l）+ Fl= - Fd。考点：功【名师点睛】本题考查了对功的概念的理解；解题关键要对功的公式中位移含义理解准确到位，位移是相对于地的位移，不是子弹相对于木块的位移。 8．【答案】1，0.05【解析】【分析】铁块在布带上滑动时，所受的合力为滑动摩擦力，根据牛顿第二定律求出铁块的加速度．在布带从铁块下抽出的过程中，布带与铁块的位移之差为L，根据匀变速直线运动公式求出所需的时间．由速度公式求出铁块的速度，再根据动能定理即可求得布带对铁块所做的功．【解答】解：设纸带的加速度为a1，铁块的加速度为a2，则a2==μg=1m/s2…①L=a1t2﹣a2t2…②①②式联立，代入数据得：t=1s铁块离开时的速度为：v=a2t=1×1=1m/s；则由动能定理可知：W=mv2=×0.1×1=0.05J．故答案为：1，0.05．【点评】本题考查牛顿第二定律的应用以及功的计算问题，对于铁块落下的摩擦力所做的功也可以先求出位移，再由功的公式求解．　 9．【答案】10.8．【解析】考点： 动能定理的应用．专题： 动能定理的应用专题．分析： 从底部到平台过程中有重力做功，运用动能定理或机械能守恒定律列式求解即可．解答： 解：车辆到达坡下A点时速度为 v0=25.2km/h=7m/s因不计摩擦，车辆上坡进站的过程中机械能守恒，则有：mv02=mgh+mv2，解得：v===3m/s=10.8km/h；故答案为：10.8．点评： 不计摩擦力，往往根据机械能守恒定律解决问题，也可以根据动能定理求解．10．【答案】mgH+．【解析】考点：动能定理． 专题：动能定理的应用专题．分析：对从踢球到球到最高点整个过程，运用动能定理列式，可求得人对足球做的功．解答：解：设人对足球做的功为W．对从踢球到球到最高点整个过程，由动能定理得  W﹣mgH=则 W=mgH+故答案为：mgH+．点评：本题也可以对踢球的过程运用动能定理，人做的功等于足球动能的增加量，再对足球空中运动过程，由动能定理列式求解．11．【答案】    ＞    【解析】【来源】【区级联考】上海市奉贤区2019届高三第一次模拟考试物理试题 【分析】物体受力平衡，受力分析后正交分解表示出拉力F，由水平方向受力平衡可得，F在水平方向的分力始终等于摩擦力，θ增大，摩擦力逐渐减小，故F在水平方向的分力减小，由W＝Fx可得拉力F的功变化。【详解】对物体受力分析如图：因为物体匀速运动，水平竖直方向均受力平衡：水平方向：Fcosθ＝μ（mg﹣Fsinθ）竖直方向：FN+Fsinθ＝mgf＝μFN联立解得： ，则有：W＝Fxcosθ＝，由上式知，θ从0逐渐增大到90°的过程中，tanθ增大，拉力F的功W一直减小。当θ1＝0°和θ2＝30°时，让木箱发生相同的位移，两次拉力做的功分别为W1和W2，则W1＞W2【点睛】本题为平衡条件的应用问题，受力分析后应用平衡条件求解即可，得出功表达式是注意力和位移方向的夹角。12．【答案】  1.6×105W  1.2×105J【解析】（1）关闭发动机且关闭储能装置后，汽车在地面的阻力f的作用下减速至静止，由动能定理有：﹣fx=0﹣EK解得：汽车匀速运动的动能为:解得： 汽车匀速运动时牵引力大小等于阻力，故汽车的额定功率为：P=Fv=fv=8000×20=1.6×105W（2）由功能关系，汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为：E=Ek﹣fs=2.4×105J﹣8×103×15J=1.2×105J．【点睛】关闭储能装置时，根据动能定理求解汽车所受地面的阻力．在0﹣15m过程中汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，求解汽车的额定功率．由能量关系分析汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能．13．【答案】0.11J【解析】考点： 动能定理.专题： 动能定理的应用专题.分析： 对A到B的过程运用动能定理，求出小木块在圆弧轨道上摩擦力做的功解答： 解：小木块从A至B的过程中只有重力和摩擦力做功，根据动能定理有：所以可知，在圆形导轨摩擦力做的功为：=﹣0.11J故答案为：0.11J点评： 本题考查了动能定理的直接运用，运用动能定理解题，关键选择好研究的过程，分析过程中有哪些力做功，然后结合动能定理列式求解14．【答案】：1：1；1：4．【解析】【考点】 动能定理的应用．【分析】根据摩擦力由牛顿第二定律求得加速度之比，即可由匀变速规律求得运动时间之比．【解答】解：物体在水平地面上滑行，合外力为动摩擦力f=μmg，故物体做加速度a=μg的匀减速运动，初速度相同，那么由匀变速运动规律可知运动时间相同，故tA：tB=1：1；物体在水平地面上滑行，若它们受到的阻力相等，那么由牛顿第二定律可得：A．B两物体做匀减速运动的加速度aA：aB=MB：MA=4：1，所以，由匀变速运动规律可知tA：tB=aB：aA=1：4；故答案为：1：1；1：4． 15．【答案】200J 【解析】【考点】 动能．【分析】根据动能的表达式Ek=即可求出子弹离开枪口时的动能．【解答】解：子弹动能Ek==×0.01kg×2=200J故答案为：200J 16．【答案】      【解析】根据动能的定义，动能；重力势能Ep=mgh，h为相对参考面的高度；弹性势能Ep=，△x为弹簧的形变量。17．【答案】（1）18；32；50；（2）5；50【解析】【分析】（1）根据W=Fscosθ求解各个力做的功，从而求出代数和；（2）根据平行四边形定则求出合力，根据W=Fscosθ求合力做的功．【解答】解：（1）根据W=Fscosθ得：代数和为W=W1+W2=18+32=50J（2）F1和F2合力合力做功W=Fscosθ=5×10=50J故答案为：（1）18；32；50；（2）5；50【点评】合力的功与各个分力的功的和是等效的，在计算功的大小的时候要注意不能计算重复了．　 18．【答案】0.25，4． 【解析】【考点】动能定理的应用；滑动摩擦力【分析】运用动能定理把动能和位移的关系表示出来．把物理表达式与图象结合起来，根据图象中的数据求出未知物理量．【解答】解：根据动能定理得：   EK2﹣EK1=﹣fs而EK2=0，则得EK1=fs又f=μmg所以有 μmgs=EK1，得μ=由图得知：初动能EK1=50J，s=20m，m=1kg，代入解得，μ=0.25由EK1=得 初速度v=10m/s根据运动学公式得：s=解得，t=4s故答案为：0.25，4．【点评】利用数学图象处理物理问题的方法就是把物理表达式与图象结合起来，根据图象中的数据求解．一般我们通过图象的特殊值和斜率进行求解．