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“四翼”检测评价(十五) 动能和动能定理
组—重基础·体现综合
1.(2022·江苏无锡质检)关于物体的动能,下列说法正确的是( )
A.质量相同的物体,速度大的动能一定大
B.动能相同的物体,质量相同时速度一定相同
C.质量不变的物体,速度变化,动能一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态
解析:选A 根据Ek=mv2知,质量相同的物体,速度大的动能一定大,故A正确;动能相同的物体,质量相同时速度大小一定相同,但方向可能不同,故速度可能不同,故B错误;质量不变的物体,速度变化,可能只是速度的方向发生变化,所以动能不一定变化,故C错误;动能不变的物体,不一定处于平衡状态,如匀速圆周运动,故D错误。
2.如图所示,某同学用200 N的力将质量为0.44 kg的足球踢出。足球以10 m/s的初速度沿水平草坪滚出60 m后静止,则足球在水平草坪上滚动过程中克服阻力做的功是( )
A.4.4 J B.22 J
C.132 J D.12 000 J
解析:选B 根据动能定理得-W=0-mv2,则W=mv2=×0.44×102 J=22 J,B正确。
3.如图所示,两个质量相同的物体a和b处于同一高度,a自由下落,b沿固定光滑斜面由静止开始下滑,不计空气阻力。两物体到达地面时,下列表述正确的是( )
A.a的速率大 B.b的速率大
C.动能相同 D.速度相同
解析:选C 根据动能定理有:mgh=mv2-0知:高度相同,所以末动能相等,速度的大小相等,但方向不同。故C正确。
4.将距离沙坑表面上方1 m高处质量为0.2 kg的小球由静止释放,测得小球落入沙坑静止时距离沙坑表面的深度为10 cm。若忽略空气阻力,g取10 m/s2,则小球克服沙坑的阻力所做的功为( )
A.0.4 J B.2 J
C.2.2 J D.4 J
解析:选C 由动能定理得mg(h+d)-Wf=0,解得小球克服沙坑阻力所做的功为Wf=2.2 J,故C正确,A、B、D错误。
5.(2022·江苏苏州九校检测)如图所示,在高出地面H的A点将小球m向上抛出,初速度为v0,上升一段距离h后落回地面,则下列说法中正确的是( )
A.小球在A点时,重力势能为mgH
B.小球在A点时,重力势能为零
C.整个运动过程,重力势能的变化量为-mgH
D.整个运动过程,动能的变化量为mv02
解析:选C 物体的重力势能的值与零势能面的选取有关,由于题目没有选取零势能面,所以小球在A点的重力势能不确定多少,故A、B错误;整个运动过程,小球高度下降了H,所以重力势能减小了mgH,即重力势能的变化量为-mgH,故C正确;物体动能变化量取决于合外力所做的功,整个过程,如没有空气阻力,合外力做功等于重力做功mgH,如有空气阻力,无法求出末动能,不能得到动能变化量,故D错误。
6.质量m=6×103 kg的客机,从静止开始沿平直的跑道匀加速滑行,当滑行距离l=7.2×102 m时,达到起飞速度v=60 m/s。
(1)起飞时飞机的动能是多少?
(2)若不计滑行过程中所受的阻力,则飞机受到的牵引力为多大?
(3)若滑行过程中受到的平均阻力大小为3.0×103 N,牵引力与第(2)问中求得的值相等,则要达到上述起飞速度,飞机的滑行距离应为多大?
解析:(1)飞机起飞时的动能Ek=mv2
代入数值得Ek=1.08×107 J。
(2)设飞机受到的牵引力为F,由题意知合外力为F,
由动能定理得Fl=Ek-0,
代入数值得F=1.5×104 N。
(3)设飞机的滑行距离为l′,滑行过程中受到的平均阻力大小为Ff,飞机受到的合力为F-Ff。
由动能定理得(F-Ff)l′=Ek-0
解得l′=9×102 m。
答案:(1)1.08×107 J (2)1.5×104 N (3)9×102 m
组—重应用·体现创新
7.(2022·江苏宿迁模拟)如图所示,板长为L,板的B端静止放有质量为m的小物体,物体与板的动摩擦因数为μ。开始时板水平,在缓慢转过一个不太大的角度α的过程中,小物体保持与板相对静止,则在这个过程中( )
A.摩擦力对小物体做功为μmgLcos α(1-cos α)
B.摩擦力对小物体做功为mgLsin α(1-cos α)
C.弹力对小物体做功为mgLsin α
D.板对小物体做功为mgLsin αcos α
解析:选C 小物体沿板方向没有发生位移,即沿摩擦力方向没有位移,所以摩擦力对小物体做功为零,A、B错误;根据动能定理得W弹-mgLsin α=0,解得W弹=mgLsin α,C正确;根据动能定理得W板-mgLsin α=0,解得W板=mgLsin α,D错误。
8.(2022·江苏盐城检测)如图所示,一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道,小球先进