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微练(十四) 动能定理及其应用
一、单项选择题
1.关于运动物体的受力、速度和动能,下列说法正确的是 ( )
A.物体受到的合外力不为零,其速度必定变化
B.物体的动能不变,其所受的合外力必定为零
C.物体受到的合外力对物体做功,它的速度一定变大
D.物体受到的合外力对物体不做功,它的速度必定不变
解析 物体受到的合外力不为零,将具有加速度,其速度必定变化,A项正确;物体的动能不变,只能说明物体速度大小不变,而物体速度方向可能改变,所以其所受合外力不一定为零,例如匀速圆周运动,B项错误;物体受到的合外力对物体做正功,它的速度一定变大,物体受到的合外力对物体做负功,它的速度一定变小,C项错误;物体受到的合外力对物体不做功,它的速度大小一定不变,但方向可能改变,例如匀速圆周运动,D项错误。
答案 A
2.质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,A、B的水平距离为s。下列说法正确的是 ( )
A.小车运动的路程大于s,所以推力对小车做功大于Fs
B.合力对小车做的功是mv2+mgh
C.推力对小车做的功是Fs-mgh
D.摩擦阻力对小车做的功是mv2+mgh-Fs
解析 推力为恒力,推力对小车做的功为Fs,A、C两项错误;根据动能定理可知,合外力对小车做的功为W合=mv2,B项错误;根据动能定理可知Fs-mgh+Wf=mv2,则阻力对小车做的功是Wf=mv2+mgh-Fs,D项正确。
答案 D
3.质量不等,但有相同动能的两个物体,在动摩擦因数相同的水平地面上滑行,直至停止,则 ( )
A.质量大的物体滑行的距离大
B.质量小的物体滑行的距离大
C.它们滑行的距离一样大
D.它们克服摩擦力所做的功不相等
解析 由动能定理可得-Ffx=0-Ek,即μmgx=Ek,由于动能相同,动摩擦因数相同,故质量小的物体滑行的距离大,它们克服摩擦力所做的功都等于Ek。故本题只有B项正确。
答案 B
4.某消防队员从一平台上跳下,下落2 m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5 m,在着地过程中地面对他双腿的平均作用力是其自身重力的 ( )
A.2倍 B.5倍
C.8倍 D.10倍
解析 设地面对双腿的平均作用力为F,对全过程利用动能定理得mg(h+Δh)-FΔh=0,F= mg=5mg,故B项正确。
答案 B
5.一质量为m=0.8 kg的电动玩具小车放在水平地面上,现在遥控小车从静止开始运动,地面对小车的摩擦力恒定,牵引力的功率与运动时间的图像如图所示,已知从t0=1.6 s开始小车以恒定的速度vm=5 m/s做匀速运动,重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是 ( )
A.地面对小车的摩擦力大小为2 N
B.0到t0时间内,小车的位移为11 m
C.当小车的速度为v0=2 m/s时牵引力为10 N
D.当小车的速度为v0=2 m/s时加速度为20 m/s2
解析 根据题意,t0=1.6 s后小车开始做匀速直线运动,则F=Ff,F=,解得Ff=4 N,A项错误;0~t0时间内,小车做加速度减小的加速运动,根据动能定理有P1t0-Ffx=m,代入数据解得x=13.5 m,B项错误;当小车的速度为2 m/s时,牵引力的功率为P1=40 W,此时牵引力为F1==20 N,根据牛顿第二定律得F1-Ff=ma,此时小车的加速度为a=20 m/s2,C项错误,D项正确。
答案 D
6.如图所示,一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功,则 ( )
A.W=mgR,质点恰好可以到达Q点
B.W>mgR,质点不能到达Q点
C.W=mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离
D.W<mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离
解析 根据质点滑到轨道最低点N时,对轨道压力为4mg,利用牛顿第三定律可知,轨道对质点的支持力为4mg,则在最低点有4mg-mg=m,解得质点滑到最低点时的速度为v=,对质点从开始下落到滑到最低点的过程,由动能定理得2mgR-W=mv2-0,解得W=mgR,对质点由最低点继续上滑的过程,到达Q点时克服摩擦力做功W'要小于W,由此可知,质点到达Q点后,可继续上升一段距离。综上所述,C项正确。
答案 C
二、多项选择题
7.如图所示,电梯质量为M,在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动,当电梯的速度由v1增加到v2时,上升高度为H,则在这个过程中,下列说法或表达式正确的是 ( )
A.对物体,动