8.3 动能和动能定理 同步练习-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

8.3 动能和动能定理 同步练习 一、单选题 1．一个作直线运动的物体，其速度v与时间t的关系曲线如图所示。设时刻t1至t2间外力做功为W1；时刻t2至t3间外力做功为W2；时刻t3至t4间外力做功为W3，则（　　） A．W1＞0，W2＜0，W3＜0 B．W1＞0，W2＜0，W3＞0 C．W1＝0，W2＜0，W3＞0 D．W1＝0，W2＜0，W3＜0 2．将质量均为m的物体从同一高度h以相同的速率v分别沿水平和竖直向上方向抛出，则它们（　　） A．落地时速度相同 B．落地时重力的功率相同 C．在空中飞行的过程中，重力的平均功率相同 D．在空中飞行的过程中，重力做功相同 3．如图所示，飞行器在距月球表面一定高度的圆形轨道I上运动，经过轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道II，到达近月点B再次点火进入近月圆轨道III绕月球做匀速圆周运动。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，不考虑月球的自转，不计点火引起飞行器质量的变化，则（　　） A．飞行器在B点处点火后，动能增加 B．飞行器在轨道I上的运行速率大于在轨道III上的运行速率 C．只有万有引力作用情况下，飞行器在轨道II上通过B点的加速度大于在轨道III上通过B点的加速度 D．飞行器在轨道III上绕月球运行一周所需的时间为 4．2022年2月4日至2022年2月20日北京和张家口联合举行了冬奥会，这是北京和张家口历史上第一次举办冬季奥运会。如图所示，两个滑雪运动员A、B分别从斜面顶端沿水平方向飞出后，A落在斜面底端，B落在斜面的中点，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．运动员A、B在空中飞行的时间之比为2∶1 B．运动员A、B从斜面顶端水平飞出的速度之比为2∶1 C．运动员A、B到达斜面时的速度之比为 D．运动员A、B先后落在斜面上动能的变化量之比为 5．“明”感不忘，同心守“沪”。图为满载三明捐赠抗疫物资的自动无人配送车，在平直路上行驶。无人配送车从静止启动，发动机始终在恒定功率下工作，经t时间速度达到v，车及车中物资总质量为m，所受阻力大小恒定，则在t时间内（　　） A．车行驶的距离等于 B．车行驶的距离小于 C．牵引力做的功大于 D．牵引力做的功等于 6．某国产新能源汽车发布的最新高端越野车百公里加速时间仅需3s多，该车以最大功率从静止启动沿直线行驶，其受到的阻力大小视为不变，根据表格中的数据，下列说法正确的是（　　） 车总质量 3.2t 牵引力最大功率 800kw 最大速度 180km/h A．启动后，越野车做匀加速运动 B．加速过程中，牵引力做的功等于越野车动能的增加量 C．越野车加速过程中所受到的阻力大小为1.6×104N D．当越野车速度为90km/h时，其加速度大小为10m/s2 7．如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块。现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中（　　）     A．支持力对小物块做功为0 B．支持力对小物块做功为mgLtanα C．摩擦力对小物块做功为mgLsinα D．滑动摩擦力对小物块做功 8．风洞是研究空气动力学的实验设备，其简易模型如图所示，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H处，杆上套一质量m且可沿杆滑动的小球，给小球一定的初速度水平向右离开杆端，假设此后的运动过程中小球受到的风力F大小不变，方向水平向左，重力加速度为g，以下说法正确的是（    ）    A．小球在空中做匀变速直线运动 B．增大风力，小球落地的时间变长 C．小球落地时离开杆端的水平位移为 D．小球落地时的速度为 9．如图，x轴在水平地面内，y轴竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个完全相同的小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的．不计空气阻力，则（   　） A．a的飞行时间最长 B．b的飞行时间比c长 C．落地瞬间b的动能大于c的动能 D．a的水平速度比b的小 10．如图，一小物块从斜面上的A点静止下滑，在AB段和BC段分别做匀加速和匀减速运动，至C点恰好静止，全程斜面体保持静止状态。若小物块在AB段和BC段与斜面间的动摩擦因数分别为和 ，且AB=2BC，则（　　） A．在物块滑行的全过程中，地面对斜面的支持力始终小于物块和斜面的总重力 B．在物块滑行的全过程中，地面对斜面始终没有摩擦力作用 C．由题意知： D．小物块在下滑过程中先超重再失重 二、多选题 11．关于对动能的理解，下列说法中正确的是（　　） A．动能是能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能 B．动能总为正值，但对于不同的参考系，同一物体的动能大小是不同的 C．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；但速度变化时，动能不一定变化 D．动能不变的物体，一定处于平衡状态 12．如图所示，质量为的小球静止在竖直放置的轻弹簧上，弹簧劲度系数。现用大小为、方向竖直向下的力作用在小球上，当小球向下运动到最大速度时撤去取，已知弹簧一直处于弹性限度内，则小球（　　） A．返回到初始位置时的速度大小为 B．返回到初始位置时的速度大小为 C．由最低点返回到初始位置过程中动能一直增加 D．由最低点返回到初始位置过程中动能先增加后减少 13．质量为2.0kg的物块，在合力F的作用下由静止开始运动，F随时间t的变化如图所示，则（　　） A．时物块的速率为1.0m/s B．时物块的动能为2.0J C．内，F对物块做的总功为0 D．内F对物块一直做负功 14．质量为1kg的物体静止在光滑水平面上，第一秒内受到3N的水平外力作用，第二秒内受到同方向的2N的水平外力作用。下列判断正确的是（　　） A．2s内外力的平均功率是6.25W B．第2秒内外力所做的功是12.5J C．第2秒末外力的瞬时功率最大 D．第1秒内与第2秒内物体动能增加量的比值是9：25 15．一个人把质量为m的物体由静止举高h，并使物体获得v的速度，则下列说法中正确的是（　　） A．人对物体做功为 B．人对物体做功为 C．合外力对物体做功为 D．合外力对物体做功为 三、填空题 16．如图所示，某物体在一个与水平方向成θ角的恒力F的作用下做匀加速直线运动，发生的位移为s，在此过程中，恒力F对物体所做的功为 ，若地面光滑，物体动能的变化量为 ． 17．某人用手将1千克的物体由静止向上提起1米，这时物体的速度为2米/秒，则手对物体做的功为 J 四、解答题 18．如图所示，是运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演的简化图，AB是水平路面，BCDE是一段曲面，其中BC段是一段半径为20 m的圆弧路面．运动员驾驶的摩托车始终以P＝9 kW的恒定功率行驶，到B点时的速度v1＝20 m/s，再经t＝3s的时间通过坡面到达顶点E时关闭发动机，并以v2＝16 m/s的速度水平飞出．已知人和车的总质量m＝180 kg，坡顶高度h＝5m，重力加速度g＝10m/s2.空气阻力不计，求： (1)摩托车落地点与E点的水平距离s； (2)摩托车刚过B点时，摩托车对地面的压力大小； (3)摩托车从B点冲上坡顶的过程中克服摩擦阻力做的功． 19．一质量为，发动机额定功率为的汽车从静止开始以的加速度做匀加速直线运动后以额定功率运动，它在运动中所受阻力为车重的倍，取，求： （1）起动后末发动机的输出功率。 （2）它以的加速度做匀加速运动的时间。 （3）汽车在此路面上行驶的最大速度。 （4）若汽车经过时间速度达到最大值，求这段时间内汽车前进的距离。 20．如图，内表面粗糙的锥桶可以绕其竖直轴线转动，圆锥顶角为，在锥桶底部有一质量为m的小物块．现使锥桶绕其轴线以某一角速度匀速旋转，小物块在锥桶带动下，经过一段时间，小物块随锥桶一起转动且相对锥桶内表面静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为零，小物块与其在锥桶底部位置间的距离为L，重力加速度为g。 （1）求角速度； （2）求锥桶对物块所做的功W； （3）若锥桶绕轴线旋转的角速度突然由增大到，且，物块相对锥桶的位置不变，求物块受到的摩擦力大小和方向。    试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《8.3 动能和动能定理 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D C C C D C C C 题号 11 12 13 14 15 答案 ABC AC AD AC BC 1．C 【详解】根据动能定理 ＜0 ＞0 故选C。 2．D 【详解】A．两种情况落地时速度方向不同，所以落地时速度不同，故A错误； B．根据动能定理 得 即落地时速度大小相同，但由于落地速度方向不同，竖直分速度不同，根据 落地时重力的功率不同，故B错误； C．在空中飞行的过程中，重力做功 两种情况高度变化相同，重力做功相同，平抛的竖直分运动为自由落体运动，与竖直上抛运动相比较，两种情况在空中运动时间不同，根据 在空中飞行的过程中，重力的平均功率不同，故C错误； D．在空中飞行的过程中，重力做功 两种情况高度变化相同，重力做功相同，故D正确。 故选D。 3．D 【详解】A．飞行器从轨道II变轨到在轨道III需要在B点处点火减速，则飞行器在B点处点火后，动能减小，故A错误； B．飞行器绕月球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 可得 可知飞行器在轨道I上的运行速率小于在轨道III上的运行速率，故B错误； C．根据牛顿第二定律可得 可得 可知飞行器在轨道II上通过B点的加速度等于在轨道III上通过B点的加速度，故C错误； D．飞行器在近月圆轨道III绕月球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 又 联立解得飞行器在轨道III上绕月球运行一周所需的时间为，故D正确。 故选D。 4．C 【详解】A．根据平抛运动公式，在竖直方向上 解得 则时间之比为，故A错误； B．根据 根据题意可知水平位移之比为2:1，则运动员A、B从斜面顶端水平飞出的速度之比为，故B错误； C．由竖直方向上做自由落体运动，有 合速度为 所以到达斜面底端时速度大小之比为，故C正确； D．因为不知到两个人的质量关系，所以无法求出落在斜面上动能的变化量之比，故D错误。 故选C。 5．C 【详解】AB．发动机始终在恒定功率下工作，故配送车以加速度不断减小做加速运动，根据运动学关系可知经t时间速度达到v，过程中的平均速度大于，故这段时间车行驶的距离大于，AB错误； CD．这段时间根据动能定理得 故牵引力做的功大于，C正确，D错误。 故选C。 6．C 【详解】A．车以最大功率从静止启动，根据 可知牵引力随速度的增大先要减少，动车先做加速度减小的加速运动，故A错误； B．加速过程中，根据动能定理有 可知牵引力做的功大于越野车动能的增加量，故B错误； C．动车行驶的最大速度时，有 故C正确； D．当越野车速度为90km/h=25m/s时，有 根据牛顿第二定律有 解得 故D错误。 故选C。 7．D 【详解】AB．物块在缓慢提高过程中，由动能定理可得 则有 物块下滑过程中，支持力的方向与运动方向垂直，支持力不做功，所以整个过程中支持力对小物块做功为mgLsinα，AB错误； C．物块在缓慢提高过程中，静摩擦力始终与运动方向垂直，所以静摩擦力不做功，当下滑时，滑动摩擦力做功为 全程摩擦力对小物块做功为mgLcosα，C错误； D．物块在缓慢提高过程中，静摩擦力始终与运动方向垂直，所以静摩擦力不做功；物块在滑动过程中，由动能定理可得 解得 在整个过程中滑动摩擦力做功为，D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．依题意，小球受到重力及水平恒定风力的作用，合力不变且与速度不在同一直线上，所以小球在空中做匀变速曲线运动，故A错误； B．小球竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀减速直线运动，根据合运动与分运动的独立性及等时性，可知增大风力，小球落地的时间不变，故B错误； C．小球落地时间为 小球水平方向，根据牛顿第二定律知 所以，小球离开杆端的水平位移大小为 故C正确； D．根据动能定理，有 所以小球落地时的速度为 故D错误。 故选C。 9．C 【详解】A．由题意知，三个小球均做平抛运动，根据 可判断a的飞行时间最短，A错误； B．b、c的飞行的高度相同，故飞行的时间相同，B错误； C．水平方向上，根据 知，b的水平速度大于c的水平速度，根据动能定理 可得落地瞬间b的动能大于c的动能，C正确； D．a的水平位移最大，下落的高度最小，故a的水平速度最大，D错误。 故选C。 考点：本题考查平抛运动 10．C 【详解】AD．在物块匀加速下滑时，其有竖直向下的分加速度，处于失重状态，地面对斜面的支持力小于物块和斜面的总重力，但是在物块匀减速下滑时，其有竖直向上的分加速度，处于超重状态，地面对斜面的支持力大于物块和斜面的总重力，所以AD错误； B．在物块滑行的全过程中，地面对斜面始终有摩擦力作用，加速下滑时，整体有水平向右的加速度，则地面对斜面有向右的摩擦力作用，减速下滑时，整体有水平向左的加速度，则地面对斜面有向左的摩擦力作用，所以B错误； C．全程由动能定理可得 联立解得 所以C正确； 故选C。 11．ABC 【详解】A．动能是由于物体运动而具有的能量，所以运动的物体就有动能 故A正确； B．由于Ek＝mv2，而v与参考系的选取有关 故B正确； C．由于速度是矢量，一定质量的物体，当速度方向变化，而大小不变时，动能并不改变，而当动能变化时，速度大小一定变化，即速度一定变化 故C正确； D．做匀速圆周运动的物体动能不变，但并不处于平衡状态，平衡状态指合力为零 故D错误。 12．AC 【详解】AB．初始时弹簧的压缩量 小球向下运动到最大速度时合力为零，由平衡条件得 得，则小球从开始向下到速度最大的位置通过的位移 从开始到返回初始位置的过程，运用动能定理得 解得小球返回到初始位置时的速度大小为，故A正确，B错误。 C．由最低点返回到初始位置过程中，弹簧对小球的弹力一直大于重力，则小球做加速运动，动能一直增加，故C正确，D错误。 故选AC。 13．AD 【详解】A．时物块的速率为 所以A正确； B．时物块的速度为 时物块的动能为 所以B错误； C．物体在前2s做匀加速直线运动，后2s做匀减速直线运动，则时物块的速度为 根据动能定理有 所以内，F对物块做的总功为1.0J，则C错误； D．内F对物块一直做负功，所以D正确； 故选AD。 14．AC 【详解】A．第1s内，质点的加速度为 1s末的速度为 第1s内的位移为 第2s内，质点的加速度为 2s末的速度为 第2s内的位移为 则0−2s内外力做功为 则平均功率为 故A正确； B．由对A的分析知，第2秒内外力所做的功是 故B错误； C．由对A的分析知，第1秒末外力的瞬时功率为 第2秒末外力的瞬时功率为 故C正确； D．第1s内动能的增加量为 第2s内动能的增加量为 则第1s内与第2s内质点动能增加量的比值是9：16，故D错误。 故选AC。 15．BC 【详解】AB．根据动能定理得 解得人对重物所做的功 故B正确，A错误； CD．根据动能定理知：重物所受合外力对它做的功等于 故C正确，D错误。 故选BC。 16． Fscosθ Fscosθ 【详解】[1][2]拉力做功 W=Flcosα=Fscosθ 如果地面光滑，物体不受摩擦力，在整个过程中只有拉力做功，由动能定理得：物体动能的变化量△EK=Fscosθ 17． 【详解】根据动能定理，设手对物体的功为W，则： 代入数据可以得到： 点睛：本题考查动能定理的应用问题，注意重力做负功． 18．(1)16 m　(2)5400 N　(3)3.096×104J 【详解】(1)摩托车从E点飞出后，做平抛运动． 水平方向：s＝v2t 竖直方向： 解得：s＝16m (2)刚过B点，对摩托车受力分析， 解得：FN＝5400N 根据牛顿第三定律，摩托车对地面的压力大小为5400N (3)摩托车从B点冲上坡顶的过程中，牵引力做功 W牵＝Pt＝2.7×104J 根据动能定理： 解得：Wf＝3.096×104J 【点睛】对于圆周运动分析关键要找到向心力的来源；动能定理的应用范围很广，可以求速度、力、功等物理量，特别是可以去求变力功；一个题目可能需要选择不同的过程多次运用动能定理研究． 19．（1）6kW；（2）20s；（3）15m/s；（4）1237.5m 【详解】（1）汽车受到的阻力 由牛顿第二定律可知 得 N 2s末的速度为 起动后2s末发动机的输出功率 kW （2）汽车做匀加速运动过程中，当汽车的实际功率达到额定功率时，由 得匀加速运动的末速度 汽车做匀加速运动的时间 （3）当牵引力等于阻力时速度达到最大 （4）汽车匀加速行驶时的位移 达到额定功率后直到速度最大行驶的时间为 由动能定理 解得 x2=1137.5m 这段时间内汽车前进的距离 x=x1+x2=1237.5m 20．（1）；（2）；（3），方向沿桶壁向下 【详解】（1）使锥桶绕其轴线以某一角速度匀速旋转，此时小物块受到的摩擦力恰好为零，小物块与其在锥桶底部位置间的距离为L；以小物块为对象，根据牛顿第二定律可得 又 联立解得 （2）此时小物块的线速度大小为 根据动能定理可得 解得锥桶对物块所做的功为 （3）若锥桶绕轴线旋转的角速度突然由增大到，则物块相对桶壁有向上的运动趋势，小物块受到沿桶壁向下的静摩擦力，以小物块为对象，竖直方向根据受力平衡可得 水平方向根据牛顿第二定律可得 联立解得物块受到的摩擦力大小为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $