内容正文:
[对应学生用书作业(十九)P37]
[基础训练]
1.质量为2 kg的物体A以5 m/s的速度向北运动,另一个质量为0.5 kg的物体B以10 m/s的速度向西运动,则下列说法正确的是( )
A.EkA=EkB
B.EkA>EkB
C.EkA<EkB
D.因运动方向不同,无法比较动能大小
解析 根据Ek=mv2知,EkA=25 J,EkB=25 J,而且动能是标量。所以EkA=EkB,A项正确。
答案 A
2.从地面竖直向上抛出一个小球,小球运动一段时间后落回地面。忽略空气阻力,该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是( )
解析 设小球抛出瞬间的速度大小为v0,抛出后,某时刻t小球的速度v=v0-gt,故小球的动能Ek=mv2=m(v0-gt)2,结合数学知识知,选项A正确。
答案 A
3.关于动能定理,下列说法正确的是( )
A.在某过程中,动能的变化等于各个力单独做功的绝对值之和
B.只要有力对物体做功,物体的动能就一定改变
C.动能定理只适用于直线运动,不适用于曲线运动
D.动能定理既适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况
解析 动能的变化等于各个力单独做功的代数和,A错误;根据动能定理,决定动能是否改变的是总功,而不是某一个力做的功,B错误;动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动,既适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况,C错误,D正确。
答案 D
4.如图所示,物体沿曲面从A点无初速度滑下,滑至曲面的最低点B时,下滑的高度为5 m,速度为6 m/s,若物体的质量为1 kg。则下滑过程中物体克服阻力所做的功为( )
A.50 J B.18 J
C.32 J D.0
解析 由动能定理得mgh-Wf=mv2,故Wf=mgh-mv2=1×10×5 J-×1×62 J=32 J,C正确。
答案 C
5.如图所示,在水平桌面上的A点有一个质量为m的物体以初速度v0被抛出,不计空气阻力,当它到达B点时,其动能为( )
A.mv02+mgH B.mv02+mgh
C.mv02-mgh D.mv02+mg(H-h)
解析 由A到B,合外力对物体做的功W=mgh,物体的动能变化ΔEk=Ek-mv02,根据动能定理得物体在B点的动能Ek=mv02+mgh,B正确。
答案 B
6.质量为m的金属块,当初速度为v0时,在水平面上滑行的最大距离为s。如果将金属块质量增加到2m,初速度增大到2v0,在同一水平面上该金属块最多能滑行的距离为( )
A.s B.2s
C.4s D.8s
解析 设金属块与水平面间的动摩擦因数为μ。
则由动能定理得
-μmgs=-mv02①
-μ·2mg·s′=-×2m×(2v0)2②
由①②得s′=4s,C正确。
答案 C
7.一人用力踢质量为1 kg的皮球,使球由静止以10 m/s的速度飞出,假定人踢球瞬间对球平均作用力是200 N,球在水平方向运动了20 m停止,那么人对球所做的功为( )
A.50 J B.500 J
C.4000 J D.无法确定
解析 由动能定理得,人对球做的功W=mv2-0=×1×102 J=50 J,A正确。
答案 A
8.物体在合外力作用下做直线运动的v-t图像如图所示。下列叙述正确的是( )
A.在0~1 s内,合外力做正功
B.在0~2 s内,合外力总是做负功
C.在1~2 s内,合外力不做功
D.在0~3 s内,合外力总是做正功
解析 根据动能定理,合外力做的功等于物体动能的变化,0~1 s内,动能增加,所以合外力做正功,A正确;0~2 s内动能先增加后减少,合外力先做正功后做负功,B错误;1~2 s内,动能减少,合外力做负功,C错误;0~3 s内,动能变化量为零,合力做功为0,D错误。
答案 A
[能力提升]
9.(多选)甲、乙两个质量相同的物体,用大小相等的力F分别拉两个物体在水平面上从静止开始移动相同的距离s。如图所示,甲在光滑面上,乙在粗糙面上,则下面的说法中正确的是( )
A.力F对乙做功比对甲做功多
B.力F对甲、乙两个物体做功相同
C.甲、乙两物体获得的动能相等
D.甲物体获得的动能比乙大
解析 由W=Fs知,拉力的大小相同,物体的位移也相同,所以拉力对两物体做的功一样多,故A错误,B正确;由动能定理可以知道,在光滑水平面上的木块,拉力对物体做的功等于物体的动能变化,在粗糙水平面上的木块,拉力对物体做正功的同时,摩擦力对物体做了负功,所以在光滑水平面上的物体获得的动能要大于在粗糙水平面上物体的动能,即甲物体获得的动能比乙的大,故C错误,D正确。
答案 BD
10.(2024·新课标卷)福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。借助配重小车可以进行弹射测试,测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后,落到海面上。调整弹射装置,使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍。忽略空气阻力,则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的( )
A.0.25倍 B.0.5倍
C.2倍 D.4倍
解析
答案 C
11.(多选)质量为m的物体,从静止开始以a=g的加速度竖直向下运动h,下列说法正确的是( )
A.物体的动能增加了mgh
B.物体的动能减少了mgh
C.物体的重力势能减少了mgh
D.物体的重力势能减少了mgh
解析 物体的合力为ma=mg,向下运动h时合力做功mgh,根据动能定理物体的动能增加了mgh,A正确,B错误;向下运动h的过程中重力做功mgh,物体的重力势能减少了mgh,C错误,D正确。
答案 AD
12.质量为m的物体静止在水平桌面上,它与桌面之间的动摩擦因数为μ,物体在水平力F作用下开始运动,发生位移x1时撤去力F,问物体还能运动多远?
解析 法一 可将物体运动分成两个阶段进行求解。
物体开始做匀加速运动位移为x1,
根据动能定理:Fx1-μmgx1=mv12-0,①
撤去外力F后,物体做匀减速运动位移为x2,
-μmgx2=0-mv12,
即Fx1-μmgx1-μmgx2=0-0,②
x2=。
法二 对从静止开始加速,然后减速为零的全过程进行分析求解。
根据动能定理:Fx1-μmg(x1+x2)=0-0
得x2=。
答案
13.某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛,如图所示,赛车从起点A由静止出发,沿水平直线轨道运动L=10.0 m后到达B点并越过壕沟。已知赛车质量m=0.1 kg,通电后以额定功率P=1.15 W工作,水平轨道的摩擦阻力恒为0.30 N。图中h=1.25 m,s=1.5 m,重力加速度g取10 m/s2。要成功越过壕沟,赛车至少要工作多长时间?
解析 由于平抛运动的水平位移s=vt,竖直位移h=gt2,解得赛车离开水平直线轨道的速度v=3 m/s。
对AB段,根据动能定理:Pt′-FfL=mv2-0,
代入数据解得t′=3 s。
答案 3 s
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