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课时跟踪检测(二十) 动能和动能定理
A级——学考达标
1.关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化,下列说法中正确的是( )
A.运动物体所受的合力不为零,合力一定做功,物体的动能一定变化
B.运动物体所受的合力为零,则物体的动能一定不变
C.运动物体的动能保持不变,则该物体所受合力一定为零
D.运动物体所受合力不为零,则该物体不一定做变速运动
解析:选B 运动物体所受的合力不为零,合力不一定做功,A错误;运动物体所受的合力为零,则合力不做功,动能一定不变,B正确;动能保持不变,合力不一定为零,但合力一定不做功,C错误;合力不为零时,物体一定有加速度,则该物体一定做变速运动,D错误。
2.(2023·宿迁高一检测)若足球被踢出后的运动轨迹如图所示,则在所标识的位置上,足球具有最大动能的是( )
A.位置4 B.位置3 C.位置2 D.位置1
解析:选D 足球被踢出后,其他位置都比位置1的高度高,所以从位置1到其他位置的过程中,重力做负功,空气阻力也做负功,所以足球具有最大动能的是位置1。故选D。
3.手提物体上升的过程中,拉力对物体做的功为6 J,物体克服重力做的功为4 J。不计空气阻力,此过程中物体的动能( )
A.增加10 J B.减小6 J
C.增加2 J D.减小4 J
解析:选C 根据动能定理得ΔEk=W+WG=6 J+(-4)J=2 J,故物体的动能增加2 J,C正确。
4.(2023·徐州高一检测)一个人站在实验室高台上,从高台边缘以相同的速率v0分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出,不计空气阻力,则三球落地时的动能( )
A.上抛球最大 B.下抛球最大
C.平抛球最大 D.一样大
解析:选D 设抛出点离地面的高度为h,根据动能定理得mgh=Ek-mv02,三个小球质量相同,初速度相同,下落高度相同,所以三球落地时动能相同,D正确。
5.如图所示,小球从竖直放置的轻弹簧正上方自由下落。在小球接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的动能( )
A.变小 B.先变大后变小
C.变大 D.先变小后变大
解析:选B 根据题意可知,小球与弹簧接触后,受到竖直向下的重力与竖直向上的弹簧弹力作用,开始小球的重力大于弹力,合力向下,加速度向下,小球向下做加速运动,随小球向下运动,弹簧的弹力增大,合力减小,加速度减小,小球做加速度减小的加速运动,合力为零时,小球速度最大;当弹簧的弹力大于小球重力后,合力向上,加速度向上,速度方向与加速度方向相反,小球做减速运动,随小球向下运动,弹力增大,小球受到的合力增大,加速度增大,小球做加速度增大的减速运动,直到减速到零。由以上分析可知,小球的速度先增大后减小,动能先增大后减小。故选B。
6.某小组制作了一遥控快艇模型,质量为2 kg,将其放入水中,快艇模型从静止开始加速运动一段时间,速度达到5 m/s,则这段时间内快艇模型( )
A.动能的增加量为15 J B.动能的增加量为5 J
C.所受合力做功为25 J D.所受合力做功为5 J
解析:选C 动能的增加量ΔEk=mv2=25 J,故A、B错误;根据动能定理可知,所受合力做功等于动能的增加量25 J,故C正确,D错误。
7.(2023·新课标卷)无风时,雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中,克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g)( )
A.0 B.mgh
C.mv2-mgh D.mv2+mgh
解析:选B 地面附近的雨滴做匀速运动,根据动能定理得mgh-Wf=0,故雨滴克服空气阻力做功为mgh。故选B。
8.2023年5月28日,国产大飞机C919圆满完成全球首次商业载客飞行,正式进入民航市场,开启市场化运营、产业化发展新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为0的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103 m 时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s。已知飞机质量m=7.0×104 kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1,取重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)飞机起飞时的动能;
(2)飞机滑跑过程中受到的牵引力。
解析:(1)飞机起飞时的动能Ek=mv2=×7.0×104×802 J=2.24×108 J。
(2)设飞机滑跑过程中受到的牵引力为F,由动能定理得:Fx-kmgx=mv2-0,
可解得:F=kmg+=2.1×105 N。
答案:(1)2.24×108 J (2)2.1×105 N
B级——选考进阶
9.(2023·太仓高一检测)如图所示,AB为圆弧轨道,BC为水平直轨道,圆弧的半径为R,BC的长度也是R,一质量为m的物体,与两个轨道间的动摩擦因数