考點(diǎn)強(qiáng)化練15動(dòng)能和動(dòng)能定理1.(多選)一個(gè)物體做變速運(yùn)動(dòng),下列敘述中正確的是()A.物體所受的合外力一定為變力B.合外力一定不為零,物體的速度一定改變C.合外力一定對(duì)物體做功,物體的動(dòng)能一定改變D.合外力不一定對(duì)物體做功,物體的動(dòng)能不一定改變2.一輛汽車(chē)以v1=6 m/s的速度沿水平路面行駛時(shí),急剎車(chē)后能滑行x1=3.6 m,如果以v2=8 m/s的速度行駛,在同樣路面上急剎車(chē)后滑行的距離x2應(yīng)為(不計(jì)空氣阻力的影響)()A.6.4 mB.5.6 mC.7.2 mD.10.8 m3.一質(zhì)量為m的物體在水平恒力F的作用下沿水平面運(yùn)動(dòng),在t0時(shí)刻撤去力F,其v-t圖象如圖所示。已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,則下列關(guān)于力F的大小和力F做功W的大小關(guān)系式正確的是()A.F=mgB.F=2mgC.W=mgv0t0D.W=mgv0t04.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)l的輕繩懸于O點(diǎn),小球在水平恒力F的作用下從平衡位置P點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中繩與豎直方向的最大夾角為=60°,則力F的大小為()A.mgB.mgC. mgD.mg5.如圖所示,光滑斜面的頂端固定一彈簧,一小球向右滑行,并沖上固定在地面上的斜面。設(shè)小球在斜面最低點(diǎn)A的速度為v,壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短,C點(diǎn)距地面高度為h,不計(jì)小球與彈簧碰撞過(guò)程中的能量損失,則彈簧被壓縮至C點(diǎn),彈簧對(duì)小球做的功為()A.mgh-mv2B. mv2-mghC.mgh+mv2D.mgh6.在距水平地面10 m高處,以10 m/s的速度水平拋出一個(gè)質(zhì)量為1 kg的物體,已知物體落地時(shí)的速度為16 m/s,g取10 m/s2,則下列說(shuō)法正確的是()A.拋出時(shí)人對(duì)物體做功為150 JB.自拋出到落地,重力對(duì)物體做功為100 JC.飛行過(guò)程中物體克服阻力做功22 JD.物體自拋出到落地時(shí)間為 s7.(2018浙江終極適應(yīng)性)靜止在粗糙水平面上的物塊在水平向右的拉力作用下做直線運(yùn)動(dòng),t=4 s時(shí)停下,其v-t圖象如圖所示,已知物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同,則下列判斷正確的是()A.整個(gè)過(guò)程中拉力做的功等于物塊克服摩擦力做的功B.整個(gè)過(guò)程中拉力做的功等于零C.t=2 s時(shí)刻拉力的瞬時(shí)功率在整個(gè)過(guò)程中最大D.t=1 s到t=3 s這段時(shí)間內(nèi)拉力不做功8.一物體靜止在粗糙水平地面上,現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動(dòng)物體,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后其速度變?yōu)関,若將水平拉力的大小改為F2,物體從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)同樣的時(shí)間后速度變?yōu)?v,對(duì)于上述兩個(gè)過(guò)程,用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功,Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功,則()A.WF2>4WF1,Wf2>2Wf1B.WF2>4WF1,Wf2=2Wf1C.WF2<4WF1,Wf2=2Wf1D.WF2<4WF1,Wf2<2Wf19.如圖甲所示,“滑滑梯”是小朋友喜愛(ài)的游戲活動(dòng)?？梢詫⑿∨笥言谑覂?nèi)“滑滑梯”的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化成小物塊從靜止出發(fā),先沿斜板下滑,再進(jìn)入室內(nèi)水平木板的過(guò)程,如圖乙所示。假設(shè)斜板長(zhǎng)度一定,斜板與水平木板的傾角可調(diào),且房間高度足夠,斜板最高點(diǎn)在地板的垂點(diǎn)到房間右側(cè)墻面的長(zhǎng)度為斜板長(zhǎng)度的2倍。某次游戲中,一位小朋友(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜板頂端靜止出發(fā)后在到達(dá)房間右側(cè)墻面時(shí)剛好停下。已知小朋友與斜板及水平木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,不計(jì)小朋友從斜板進(jìn)入水平木板時(shí)的能量損失,則與間應(yīng)滿足()A.sin =B.sin =2C.sin =3D.sin =410.某同學(xué)為探究合力做功與物體速度變化的關(guān)系,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn),他的操作步驟是:按圖擺好實(shí)驗(yàn)裝置,其中小車(chē)質(zhì)量m車(chē)=0.20 kg,鉤碼總質(zhì)量m=0.05 kg;釋放小車(chē),然后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(電源頻率為f=50 Hz),打出一條紙帶。(1)他在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條,如下圖所示。把打下的第一點(diǎn)記作0,然后依次取若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出,用厘米刻度尺測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)距離分別為d1=0.004 m,d2=0.055 m,d3=0.167 m,d4=0.256 m,d5=0.360 m,d6=0.480 m,他把鉤碼重力(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取9.8 m/s2)作為小車(chē)所受合力算出打下0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)合力做功W= J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),打下第5點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度v5= m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 (2)此次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果,他沒(méi)能得到合力對(duì)物體做的功Wv2的結(jié)論,且誤差很大。通過(guò)反思,他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下,其中正確的是。 A.鉤碼質(zhì)量太大,使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多B.沒(méi)有平衡摩擦力,使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多C.釋放小車(chē)和接通電源的次序有誤,使得動(dòng)能增量的測(cè)量值比真實(shí)值偏小D.沒(méi)有使用最小刻度為毫米的刻度尺測(cè)距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因11.從某一高處平拋一個(gè)物體,物體著地時(shí)末速度與水平方向成角,取地面處重力勢(shì)能為零,則物體拋出時(shí),動(dòng)能與重力勢(shì)能之比為()A.sin2B.cos2C.tan2D.12.在粗糙的水平地面上有一靜止的質(zhì)量為1 kg的物體,在水平外力F的作用下運(yùn)動(dòng),如圖甲所示,外力F和物體克服摩擦力Ff做的功W與物體位移x的關(guān)系如圖乙所示,重力加速度g取10 m/s2。下列分析不正確的是()A.物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2B.物體運(yùn)動(dòng)的位移為13 mC.物體在前3 m運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度為3 m/s2D.x=9 m時(shí),物體的速度為3 m/s13.(20172018學(xué)年金華十校高一下)如圖,半圓形光滑軌道豎直固定在水平地面上,半圓的直徑與地面垂直。一小物塊以速度v從軌道下端滑入軌道,并從軌道上端水平飛出,小物塊落地點(diǎn)到軌道下端的距離與軌道半徑有關(guān),此距離最大時(shí),對(duì)應(yīng)的軌道半徑為(重力加速度大小為g)()A.B.C.D.14.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)之間的最大靜摩擦力為物塊重力的k倍,物塊與轉(zhuǎn)軸OO'相距R,物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)物塊速度由0增加到v時(shí),物塊即將在轉(zhuǎn)臺(tái)上滑動(dòng),此時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)恰好開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng),已知重力加速度為g,則在物塊由靜止到滑動(dòng)前的這一過(guò)程中,轉(zhuǎn)臺(tái)的摩擦力對(duì)物塊做的功為()A.0B. kmgRC. mv2D.2kmgR15.(多選)輕質(zhì)彈簧豎直放在地面上,物塊P的質(zhì)量為m,與彈簧連在一起保持靜止?，F(xiàn)用豎直向上的恒力F使P向上加速運(yùn)動(dòng)一小段距離L時(shí),速度為v,下列說(shuō)法中正確的是()A.合外力做的功是mv2B.重力做的功是mgLC.合外力做的功是FL-mgLD.彈簧彈力做的功是mgL-FL+mv216.如圖所示,傾角=37°的斜面與光滑圓弧BCD相切于B點(diǎn),整個(gè)裝置固定在豎直平面內(nèi)。有一質(zhì)量m=2.0 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物體,從斜面上的A處?kù)o止下滑,AB長(zhǎng)L=3.0 m,物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5,不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:(1)物體第一次從A點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程克服摩擦力做功;(2)物體第一次回到斜面的最高位置距A點(diǎn)距離;(3)簡(jiǎn)要說(shuō)明物體最終的運(yùn)動(dòng)情況。17.如圖甲所示,在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m=4 kg的物體,讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運(yùn)動(dòng),推力F隨位移x變化的圖象如圖乙所示,已知物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.5,g取10 m/s2,求:(1)出發(fā)時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小;(2)物體能夠運(yùn)動(dòng)的最大位移。考點(diǎn)強(qiáng)化練15動(dòng)能和動(dòng)能定理1.BD一個(gè)物體做變速運(yùn)動(dòng),合外力不一定是變力,如勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)等,故A錯(cuò)誤;物體做變速運(yùn)動(dòng),加速度一定不為零,由牛頓第二定律可知,合外力一定不為零,速度一定變化,故B正確;物體做變速運(yùn)動(dòng),合外力對(duì)物體不一定做功,如勻速圓周運(yùn)動(dòng),其動(dòng)能不變,故C錯(cuò)誤,D正確。2.A急剎車(chē)后,車(chē)只受摩擦阻力Ff的作用,且兩種情況下摩擦力大小是相同的,汽車(chē)的末速度皆為零,則有-Ffx1=0-,-Ffx2=0-得,故汽車(chē)滑行距離x2=x1=()2×3.6 m=6.4 m。3.D在t0時(shí)刻前,F-mg=m,在t0時(shí)刻以后,-mg=-m,由以上兩式可得F=3mg,因此選項(xiàng)A、選項(xiàng)B均不正確;在0至t0時(shí)間內(nèi),W-mg·v0t0=,在t0至3t0時(shí)間內(nèi),-mg·v0(2t0)=-,因此力F做的功為W=mgv0t0,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。4.D小球在水平恒力作用下從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至與豎直方向成60°夾角位置的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得Flsin 60°-mgl(1-cos 60°)=0,解得F=mg,D正確。5.A小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中,重力和彈簧彈力對(duì)小球做負(fù)功,由于支持力與位移方向始終垂直,則支持力對(duì)小球不做功,由動(dòng)能定理,可得WG+WF=0-mv2,重力做功為WG=-mgh,則彈簧彈力對(duì)小球做的功為WF=mgh-mv2,A正確。6.BC根據(jù)動(dòng)能定理,拋出時(shí)人對(duì)物體做功等于物體的初動(dòng)能,即W1=×1×102 J=50 J,故A錯(cuò)誤;自拋出到落地,重力對(duì)物體做功:WG=mgh=1×10×10 J=100 J,故B正確;飛行過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理得:mgh-Wf=Ek2-Ek1,代入解得物體克服阻力做的功:Wf=mgh-=22 J,故C正確;由于空氣阻力的影響,物體不是平拋運(yùn)動(dòng),故豎直分運(yùn)動(dòng)不是自由落體運(yùn)動(dòng),且空氣阻力是變力,無(wú)法求解運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,故D錯(cuò)誤。7.A對(duì)物塊運(yùn)動(dòng)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理得:WF-Wf=0,故A正確,B錯(cuò)誤;物塊在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的拉力最大,故t=1 s時(shí)拉力的瞬時(shí)功率為整個(gè)過(guò)程中拉力功率的最大值,C錯(cuò)誤;t=1 s到t=3 s這段時(shí)間內(nèi),物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),拉力與物塊速度同向,拉力做正功,D錯(cuò)誤。8.C由題意可知,兩次物體均做勻加速運(yùn)動(dòng),則在同樣的時(shí)間內(nèi),它們的位移之比為s1s2=vt=12;兩次物體所受的摩擦力不變,根據(jù)力做功表達(dá)式,則有滑動(dòng)摩擦力做功之比Wf1Wf2=Ff·s1Ff·s2=12;再由動(dòng)能定理,則有:WF-Wf=mv2-0;可知,WF1-Wf1=mv2;WF2-Wf2=m(2v)2;由上兩式可解得:WF2=4WF1-2Wf1,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。9.B初始狀態(tài)速度為0,停止時(shí)速度仍為0,設(shè)斜板的長(zhǎng)度為L(zhǎng),對(duì)整個(gè)過(guò)程,由動(dòng)能定理得:mgLsin -mgcos ·L-mg(2L-Lcos )=0,解得:sin =2,故選B。10.答案 (1)0.1761.12(2)AB解析 (1)根據(jù)題意物體所受合外力為F=mg=0.05×9.8=0.49 N,根據(jù)功的定義可知W=Fd5=0.176 J;根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度,可以求出第5個(gè)點(diǎn)的速度大小為v5= m/s=1.12 m/s。(2)設(shè)繩子上拉力為F,根據(jù)牛頓第二定律,對(duì)小車(chē):F=m車(chē)a;對(duì)鉤碼:mg-F=ma;可得F=,由此可知當(dāng)m車(chē)m時(shí),鉤碼的重力等于繩子的拉力,因此當(dāng)鉤碼質(zhì)量太大時(shí),會(huì)造成較大誤差,故A正確;實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行平衡摩擦力操作,若沒(méi)有平衡摩擦力直接將鉤碼重力做的功當(dāng)作小車(chē)合外力做的功,會(huì)造成較大誤差,故B正確;釋放小車(chē)和接通電源的順序有誤,影響打點(diǎn)多少,不一定會(huì)使動(dòng)能的測(cè)量值偏小,故C錯(cuò)誤;距離的測(cè)量產(chǎn)生的誤差不是該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的主要誤差,故D錯(cuò)誤。11.D物體做平拋運(yùn)動(dòng),假設(shè)落地速度為v,由于落地的速度方向與水平方向的夾角為,故水平分速度:v0=vx=vcos 豎直分速度:vy=vsin 由于平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng),故高度:h=拋出時(shí)的動(dòng)能為:Ek0=拋出時(shí)的勢(shì)能為:Ep0=mgh=因而動(dòng)能與勢(shì)能之比為,故選項(xiàng)D正確。12.B由題意可知,摩擦力做功W與x關(guān)系圖線為一條傾斜直線,故由圖象知Wf=mgx,解得=0.2,A正確;由乙圖可知,拉力F在x=9 m后,F=0,即拉力F做的總功WF=27 J,故摩擦力做的總功為27 J,Wf=Ff·x=mg·x,代入數(shù)據(jù)得x=13.5 m,B錯(cuò)誤;前3 m運(yùn)動(dòng)過(guò)程中F=5 N,根據(jù)牛頓第二定律F-Ff=ma得a=3 m/s2,C正確;x=9 m時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理:WF-Wf=mv2,得物體速度v=3 m/s,D正確。13.A設(shè)小物塊從軌道上端飛出的速度為v1,軌道半徑為R。小物塊從滑入軌道到從軌道上端水平飛出,由動(dòng)能定理可知-mg·2R=mv2小物塊從軌道上端水平飛出后,做平拋運(yùn)動(dòng),則豎直方向上2R=gt2水平方向上x(chóng)=v1t可解得:x=由數(shù)學(xué)知識(shí)知,當(dāng)R=時(shí),小物塊落地點(diǎn)離軌道下端的距離最大,故A正確。14.BC根據(jù)牛頓第二定律得:Ff=kmg=,根據(jù)動(dòng)能定理得:轉(zhuǎn)臺(tái)的摩擦力對(duì)物塊做的功為W=mv2=kmgR,故B、C正確,A、D錯(cuò)誤。15.AD根據(jù)動(dòng)能定理,合外力做功:W合=Ek=mv2,故A正確,C錯(cuò)誤;物體上升L時(shí),克服重力做功為mgL,即重力做功為-mgL,故B錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理有:-mgL+FL+W彈=mv2,解得:W彈=mgL-FL+mv2,故D正確,故選A、D。16.答案 (1)24 J(2)2.4 m(3)物體最終在弧BCD間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)解析 (1)物體第一次從A點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程克服摩擦力做功:Wf=mgLcos =0.5×2×10×3×cos 37°=24 J(2)設(shè)最高位置距A點(diǎn)距離為x,據(jù)動(dòng)能定理有:mgxsin -mg(2L-x)cos =0代入數(shù)據(jù)解得:x=2.4 m(3)物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)速度減為零后最終在弧BCD間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。17.答案 (1)20 m/s2(2)12.5 m解析 (1)由牛頓第二定律得F-mg=ma,出發(fā)時(shí)x=0,F=100 N,代入數(shù)據(jù)得a=20 m/s2;(2)由圖象可知,推力對(duì)物體做的功等于圖線與x軸圍成的面積,于是推力對(duì)物體做功:W=250 J,根據(jù)動(dòng)能定理可得W-mgxm=0,解得xm=12.5 m。7