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课时作业(十六) 动能和动能定理
[对应学生用书P269]
一、单项选择题
1.铅球运动员在比赛时投掷铅球的分解动作如图,若铅球出手时速度大小约为10 m/s,铅球质量为5 kg,则运动员在掷铅球过程(不计铅球竖直高度的变化)中对铅球做的功约为( )
A.25 J
B.250 J
C.70 J
D.270 J
B 解析:对掷铅球的过程,由动能定理得对球做的功为
W=×5×102 J=250 J,B正确。-0=mv
2.如图所示,质量为m的小球A沿高度为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度v0滑下,另一质量与A相同的小球B自相同高度同时由静止落下,结果两球同时落地。下列说法正确的是( )
A.重力对两球做的功不相等
B.落地前的瞬间A球的速度等于B球的速度
C.两球重力的平均功率不相等
D.两球重力的平均功率相等
D 解析:根据W=mgh知,重力对两球做的功相同,A错误;对A球,根据动能定理得mgh=知,重力的平均功率相等,C错误,D正确。,知vA>vB,且落地前两球速度方向不同,B错误;两球重力做的功相等,运动时间相等,根据P=mv,对B球,根据动能定理得mgh=mv-mv
3.如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高,质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为( )
A.mgRmgR
B.
C.mgRmgR
D.
C 解析:在Q点质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,两力的合力充当向心力,所以有FN-mg=m mgR,C正确。mgR,所以克服摩擦力做功mv2,解得Wf=,下滑过程中,根据动能定理可得mgR-Wf=,又FN=2mg,联立解得v=
4.静止在粗糙水平面上的物块在水平向右的拉力作用下做直线运动,t=4 s时停下,其vt图像如图所示,已知物块与水平面间的动摩擦因数处处相同,则下列判断正确的是( )
A.整个过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功
B.整个过程中拉力做的功等于零
C.t=2 s时刻拉力的瞬时功率在整个过程中最大
D.t=1 s到t=3 s这段时间内拉力不做功
A 解析:对物块运动全过程应用动能定理得WF-Wf=0,A正确,B错误;物块在加速运动过程中受到的拉力最大,结合题图可知,t=1 s时拉力的瞬时功率为整个过程中拉力功率的最大值,C错误;t=1 s到t=3 s这段时间内,拉力与摩擦力平衡,拉力做正功,D错误。
5.质量m=2 kg的物块放在粗糙水平面上,在水平拉力作用下由静止开始运动,物块动能Ek与其位移x之间的关系如图所示。已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2,则下列说法中不正确的是( )
A.x=1 m时物块的速度大小为2 m/s
B.x=3 m时物块的加速度大小为1.25 m/s2
C.在前2 m的运动过程中物块所经历的时间为2 s
D.在前4 m的运动过程中拉力对物块做的功为25 J
A 解析:根据图像知,x=1 m时,动能为2 J,即 m/s=2 m/s,根据v′=a′t得t=2 s,C正确;对前4 m的过程运用动能定理,有WF-μmgx=ΔEk″,解得WF=25 J,D正确。= m/s2=1 m/s2,末速度v′== m/s2=1.25 m/s2,B正确;对前2 m的运动过程运用动能定理,有F合1Δx′=ΔEk′,解得F合1=2 N,物块的加速度a′== m/s,A错误;对x=2 m到x=4 m的过程运用动能定理,有F合2Δx=ΔEk,解得F合2=2.5 N,物块的加速度a=mv2=2 J,解得v=
二、多项选择题
6.如图所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,在B上放一物体A,现以恒定的外力拉B,由于A、B间摩擦力的作用,A将在B上滑动,以地面为参考系,A、B都向前移动一段距离。在此过程中( )
A.外力F做的功等于A和B动能的增量
B.B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量
C.A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功
D.外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和
BD 解析:A物体所受的合外力等于B对A的摩擦力,对A物体运用动能定理,则有B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量,B正确;A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,但是由于A在B上滑动,A、B相对地的位移不相等,故二者做功不相等,C错误;对B应用动能定理有WF-Wf=ΔEkB,WF=ΔEkB+Wf,即外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和,D正确;根据功能关系可知,外力F做的功等于A和B动能的增量与产生的内能之和,A错误。
7.如图所示,斜