《浙江省2019-2020學年高中物理 第六章 課時訓(xùn)練2 勢能和動能 動能定理及其應(yīng)用（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《浙江省2019-2020學年高中物理 第六章 課時訓(xùn)練2 勢能和動能 動能定理及其應(yīng)用（含解析）（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、課時訓(xùn)練2勢能和動能動能定理及其應(yīng)用基礎(chǔ)鞏固1.質(zhì)量為m的小球從光滑曲面上滑下,在到達高度為h1的位置A時,速度大小為v1,滑到高度為h2的位置B時,速度大小為v2,則(C)A.以A處為重力勢能參考面,則小球在B處的重力勢能為mgh2B.由于不清楚支持力做功,所以無法斷定機械能是否守恒C.無論以什么位置作為參考面,小球在從A滑到B的過程中,重力做功WG=mg(h1-h2)D.以曲面頂部為參考面,則小球在B處重力勢能比在A處的重力勢能大2.下列關(guān)于運動物體所受合力、合力做功和動能變化的關(guān)系,正確的說法是(A)A.物體所受合力為零,其動能一定不變B.物體所受合力不為零時,其動能一定發(fā)生變化C.物體

2、的動能保持不變,其所受合力做功可能不為零D.物體的動能保持不變,則所受合力一定為零3.下列幾個運動過程中,物體彈性勢能增加的是(B)A.如圖甲,跳高運動員從壓桿到桿伸直的過程中,桿的彈性勢能B.如圖乙,人拉長彈簧過程中彈簧的彈性勢能C.如圖丙,模型飛機用橡皮筋發(fā)射出去的過程中,橡皮筋的彈性勢能D.如圖丁,小球被彈簧向上彈起的過程中,彈簧的彈性勢能4.如圖所示,射箭運動員用力把弓拉開,然后放手讓箭射出。對此過程的判斷,下列說法正確的是(C)A.在把弓拉開過程中,運動員的動能轉(zhuǎn)化弓和弦的動能B.在把弓拉開過程中,弓和弦的彈性勢能轉(zhuǎn)化為運動員的動能C.在箭射出過程中,弓和弦的彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動能D

3、.在箭射出過程中,弓和弦的彈性勢能轉(zhuǎn)化為運動員的動能解析:在把弓拉開過程中,運動員做功把化學能轉(zhuǎn)化弓和弦彈性勢能,故A,B錯誤。在箭射出過程中,弓和弦的彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動能,故C正確,D錯誤。5.一質(zhì)量為2 kg的滑塊,以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行,從某一時刻起,在滑塊上作用一向右的水平力,經(jīng)過一段時間,滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴?大小仍為4 m/s,在這段時間里水平力所做的功為(A)A.0B.8 JC.16 JD.32 J解析:水平力所做的功等于滑塊動能變化,動能是標量,其變化值與速度方向無關(guān),故做功為0。6.子彈的速度為v,打穿一塊固定的木塊后速度剛好變?yōu)榱恪Ｈ裟緣K對子彈的阻力為

4、恒力,那么當子彈射入木塊的深度為其厚度的三分之一時,子彈的速度是(D)A.vB.vC.vD.v解析:子彈的速度為v,打穿一塊固定的木塊后速度剛好變?yōu)榱?則有-fd=-mv2當子彈射入木塊的深度為其厚度的三分之一時,子彈的速度是-f=m-mv2解得vx=v故D正確。7.幼兒園的小朋友在做滑梯游戲時,三個小朋友分別經(jīng)圖中A,B,C三條不同的路徑從滑梯的頂端滑到底端。設(shè)三位小朋友的體重相同,則比較三者的下滑過程有(D)A.到達底端的速率一定相同B.克服摩擦力做功一定相等C.沿路徑C下滑時到達底端的速率最大D.三條不同路徑重力做的功一定相等解析:由于不能確定三個小朋友所受摩擦力的大小關(guān)系,故無法比較克

5、服摩擦力做功的大小,也就無法比較到達底端的速率,故選項A,B,C均錯;重力做功只與初末位置的高度差有關(guān),與路徑無關(guān),選項D正確。8.人用手托著質(zhì)量為m的物體,從靜止開始沿水平方向運動,前進距離s后,速度為v(物體與手始終相對靜止),物體與人手掌之間的動摩擦因數(shù)為,則人對物體做的功為(D)A.mgs B.0C.mgsD.mv2解析:人對物體做的功等于物體動能的變化,故選項D正確。9.質(zhì)量為m的小物塊,在與水平方向成角的恒力F作用下,沿粗糙水平面運動,物塊通過A點和B點的速度分別是vA和vB,物塊由A運動到B的過程中,所發(fā)生的位移是l。設(shè)恒力F對物塊做功為W,以下說法中正確的是(C)A.W=m-m

6、B.W=FlC.W=Flcos D.W=0解析:小物塊受重力、支持力FN、恒力F、摩擦力Ff四個力作用,重力,支持力不做功,恒力F做正功,摩擦力Ff做負功,則W+WFf=m-m,故選項A錯誤;根據(jù)公式W=Flcos 可知選項C正確,B,D錯誤。10.某同學用200 N的力將質(zhì)量為0.44 kg 的足球踢出,足球以10 m/s的初速度沿水平草坪滾出60 m后靜止,則足球在水平草坪上滾動過程中克服阻力做的功是(B)A.4.4 JB.22 JC.132 JD.12 000 J解析:根據(jù)動能定理,W克=mv2=0.44102 J=22 J,故選項B正確。能力提高11.如圖顯示跳水運動員從離開跳板到入水

7、前的過程。下列正確反映運動員的動能Ek隨時間t變化的曲線圖是(忽略空氣阻力)(C)解析:運動員從離開跳板到入水前的過程中先減速后加速,且動能與時間之間是一種非線性關(guān)系,故C正確。12.運動員一般采用蹲踞式起跑,在發(fā)令槍響后,左腳迅速蹬離起跑器,在向前加速的同時提升身體重心,如圖所示。假設(shè)質(zhì)量為m的運動員,在起跑時重心升高h,獲得的速度為v,在此過程中運動員對自身做功為W,若不計其他阻力,則有(C)A.W=mv2 B.W+mgh=mv2C.W-mgh=mv2D.W+mv2=mgh解析:起跑時重心升高,運動員克服重力做功,故總功為W-mgh,則根據(jù)動能定理,選項C正確。13.某人騎自行車在平直的路

8、面上運動。當人停止蹬車后,阻力做功使自行車最終停止。在此過程中,下列關(guān)于克服阻力做的功W與人剛停止蹬車時自行車的速度v的Wv曲線中符合實際情況的是(C)解析:根據(jù)動能定理有-W=0-mv2,則W=mv2,即選項C正確。14.某特技演員成功挑戰(zhàn)一項世界吉尼斯紀錄駕駛汽車通過半徑為6.4 m、豎直平面內(nèi)的環(huán)形車道。在最后一次嘗試中,他的汽車以16 m/s的速度從最低點進入車道,以速度10 m/s通過最高點。已知演員與汽車的總質(zhì)量為1 t,汽車可視為質(zhì)點,則汽車在進入車道從最低點上升到最高點的過程中(C)A.在軌道最低點時,軌道受到的壓力為4104 NB.在環(huán)形軌道運動中,演員始終處于超重狀態(tài)C.只

9、有汽車克服合力做的功小于9.6104 J,才可能挑戰(zhàn)成功D.最后一次嘗試的過程中機械能減小了5104 J解析:在軌道最低點時,有FN-mg=m,則FN=mg+=5104 N,選項A錯誤;在環(huán)形軌道運動中,演員在最低點處于超重狀態(tài),在最高點處于失重狀態(tài),選項B錯誤;汽車到達最高點的最小速度為v=8 m/s,只有到達最高點時速度不小于8 m/s,才可能挑戰(zhàn)成功,由動能定理可知,W合=mv2-m=-9.6104 J,選項C正確;以最低處為重力勢能參考面,最低處的機械能E1=m=1.28105 J,在最高點的機械能E2=m+mg2R=1.78105 J,因此整個過程中機械能增加了5104 J,選項D錯

10、誤。15.如圖所示,DO是水平面,AB是斜面,初速度為v0的物體從D點出發(fā)沿DBA滑動到頂點A時速度剛好為零。已知物體與路面之間的動摩擦因數(shù)處處相同且不為零,軌道交接處均由很小的圓弧平滑連接。如果斜面改為AC,讓該物體從D點出發(fā)沿DCA滑動到A點且速度剛好為零,則物體具有的初速度(B)A.大于v0B.等于v0C.小于v0D.決定于斜面的傾角解析:根據(jù)動能定理有-mgh-WFf=0-m,其中WFf為物體在滑行過程中克服摩擦力做的功,WFf=mgcos xAB+mgxBD=mg(xOB+xBD),即WFf只與滑過的水平方向距離有關(guān),即沿DBA和沿DCA兩軌道滑行過程中WFf相同,選項B正確。16.

11、如圖所示,豎直固定放置的斜面DE與一光滑的圓弧軌道ABC相連,C為切點,圓弧軌道的半徑為R,斜面的傾角為?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的滑塊從D點無初速下滑,滑塊可在斜面和圓弧軌道之間做往復(fù)運動,已知圓弧軌道的圓心O與A,D在同一水平面上,滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為,求:(1)滑塊第一次滑至左側(cè)弧上時距A點的最小高度差h;(2)滑塊在斜面上能通過的最大路程s。解析:(1)滑塊從D到達左側(cè)最高點F經(jīng)歷DC,CB,BF三個過程,現(xiàn)以DF整個過程為研究過程,運用動能定理得mgh-mgcos =0,解得h=。(2)通過分析可知,滑塊最終至C點的速度為0時對應(yīng)在斜面上的總路程最大,由動能定理得mgRcos -mgco

12、s s=0,解得s=。答案:(1)(2)17.如圖所示是公路上的“避險車道”,車道表面是粗糙的碎石,其作用是供下坡的汽車在剎車失靈的情況下避險。質(zhì)量m=2.0103 kg的汽車沿下坡行駛,當駕駛員發(fā)現(xiàn)剎車失靈的同時發(fā)動機失去動力,此時速度表示數(shù)v1=36 km/h,汽車繼續(xù)沿下坡勻加速直行l(wèi)=350 m、下降高度h=50 m時到達“避險車道”,此時速度表示數(shù)v2=72 km/h。(g取 10 m/s2)(1)求從發(fā)現(xiàn)剎車失靈至到達“避險車道”這一過程汽車動能的變化量;(2)求汽車在下坡過程中所受的阻力;(3)若“避險車道”與水平面間的夾角為17,汽車在“避險車道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍

13、,求汽車在“避險車道”上運動的最大位移(sin 170.3)。解析:(1)由Ek=m-m,得Ek=3.0105 J。(2)由動能定理mgh-Ffl=m-m,得Ff=2103 N。(3)設(shè)向上運動的最大位移是l,由動能定理-(mgsin 17+3Ff)l=0-m,得l=33.3 m。答案:(1)3.0105 J(2)2103 N(3)33.3 m18.某?？萍寂d趣小組設(shè)計了如圖所示的賽車軌道,軌道由水平直軌道AB、圓軌道BCD(B點與D點在同一水平面上但不重合)、水平直軌道DE、圓弧軌道EP和管道式圓弧軌道PF組成,整個軌道處在同一豎直面內(nèi),AB段粗糙,其他軌道均光滑,EO2和FO3均沿豎直方向

14、。已知R1=0.5 m,R2=1.2 m,=60。一遙控電動賽車(可視為質(zhì)點)質(zhì)量m=1 kg,其電動機額定輸出功率P=10 W,靜止放在A點。通電后,賽車開始向B點運動,t0=5 s后關(guān)閉電源,賽車繼續(xù)運動,到達B點時速度vB=5 m/s。求:(g取10 m/s2)(1)賽車運動到C點時的速度及其對軌道的壓力;(2)賽車克服阻力所做的功;(3)要使賽車沿軌道運動到達F點水平飛出,且對管道F處的上壁無壓力,賽車的通電時間應(yīng)滿足的條件。(假定賽車關(guān)閉電源時仍處于AB軌道上,管道上下壁間距比小車自身高度略大)解析:(1)從BC過程,根據(jù)動能定理可得-mg2R1=m-m解得vC= m/s在C點,根據(jù)牛頓第二定律有mg+FN=m,解得FN=0。(2)AB過程,設(shè)賽車克服阻力所做的功為Wf根據(jù)動能定理,則有Pt0-Wf=m解得Wf=37.5 J。(3)CF過程,有-mg(R2-2R1)=m-m解得vF=1 m/s,可知,在恰好能過C點的臨界情況下,賽車到達F點時速度為1 m/s。而要使賽車在F點對管道上壁無壓力并從F點水平飛出,在F點的速度應(yīng)滿足0vF= m/s綜合上述結(jié)論,可得1 m/svF m/sAF過程,有Pt-Wf-mgR2=m解得5 st5.55 s。答案:(1) m/s0(2)37.5 J(3)5 st5.55 s- 8 -