2.2 动能定理 同步作业 -2023-2024学年高一下学期（中职）物理高教版（2021）通用类

中职物理高教版(2021)通用类 功和能 第二节 动能定理同步作业 一、选择题（每小题3分，共33分。每小题只有一项符合题目要求） 1. 下列关于动能的说法中，正确的是（ ） A. 动能是矢量，方向与物体运动方向相同 B. 物体的质量越大，动能一定越大 C. 物体的速度越大，动能一定越大 D. 动能是标量，只有大小没有方向 2. 动能的计算公式为Ek = ½mv²，其中m为物体质量，v为物体速度，下列说法正确的是（ ） A. 动能的单位是kg·m²/s²，也就是焦耳（J） B. 公式仅适用于匀速直线运动的物体 C. 当物体的速度为零时，动能也为零，此时合外力做功一定为零 D. 物体的速度增大一倍，动能一定增大一倍 3. 关于动能定理的内容，下列说法正确的是（ ） A. 合外力对物体做的功，等于物体动能的大小 B. 合外力对物体做的功，等于物体动能的变化量 C. 合外力对物体做正功，物体的动能一定减小 D. 合外力对物体做负功，物体的动能一定增大 4. 质量为2kg的物体，速度由3m/s增大到5m/s，则物体动能的变化量为（ ） A. 8J B. 16J C. 25J D. 50J 5. 一个质量为1kg的物体，在水平拉力的作用下，在粗糙水平面上运动，合外力对物体做了10J的功，则物体的动能（ ） A. 增加了10J B. 减少了10J C. 增加了20J D. 减少了20J 6. 物体在水平方向上受到两个共点力的作用，F1 = 5N，F2 = 3N，两力方向相同，物体在拉力作用下沿力的方向移动了4m，则合外力对物体做的功为（ ） A. 12J B. 16J C. 20J D. 32J 7. 质量为3kg的物体，在大小为10N的水平拉力作用下，从静止开始在光滑水平面上运动了2s，则合外力对物体做的功为（ ） A. 60J B. 120J C. 200J D. 300J 8. 汽车在平直公路上行驶，牵引力对汽车做正功，阻力对汽车做负功，若牵引力做的功为1000J，阻力做的功为-600J，则汽车动能的变化量为（ ） A. 400J B. 600J C. 1000J D. 1600J 9. 质量相同的甲、乙两物体，在不同的合外力作用下，从静止开始运动，经过相同的位移，若甲物体的合外力大于乙物体的合外力，则（ ） A. 甲物体的末动能大于乙物体的末动能 B. 甲物体的末动能小于乙物体的末动能 C. 甲、乙两物体的末动能相等 D. 无法比较两物体的末动能大小 10. 物体从高处自由下落，不计空气阻力，在下落过程中（ ） A. 重力对物体做正功，物体的动能增大 B. 重力对物体做负功，物体的动能减小 C. 重力对物体不做功，物体的动能不变 D. 重力对物体做正功，物体的动能不变 11. 一个质量为5kg的物体，以10m/s的速度在光滑水平面上运动，突然受到一个与运动方向相反的水平力作用，经过2s物体的速度变为6m/s，则该水平力对物体做的功为（ ） A. -160J B. -80J C. 80J D. 160J 二、填空题（本题共6小题，共24分） 1. 动能是物体由于____________而具有的能量，动能的单位是____________，符号为____________。 2. 动能定理的表达式为____________，其中W合表示____________，ΔEk表示____________。 3. 质量为4kg的物体，以5m/s的速度运动，则物体的动能为____________J；若物体的速度变为10m/s，动能变为____________J，动能的变化量为____________J。 4. 一个重为20N的物体，在竖直向上的拉力作用下，匀速上升了3m，则合外力对物体做的功为____________J，物体的动能变化量为____________J。 5. 质量为2kg的物体，在水平方向上受到大小为6N的拉力和大小为2N的阻力，物体沿拉力方向移动了5m，则合外力对物体做的功为____________J，物体动能的变化量为____________J。 6. 物体从高处自由下落，质量为0.5kg，下落高度为20m，重力加速度g = 10m/s²，不计空气阻力，则重力对物体做的功为____________J，物体落地时的动能为____________J。 三、简答题（共16分） 1. 请简要说明动能定理的物理意义，并说明合外力对物体做功的正负与物体动能变化的关系。 2. 为什么说动能定理适用于任何运动形式的物体？请结合实例说明。 四、计算题（共27分） 1. 质量为5kg的物体，在水平拉力F = 15N的作用下，在粗糙水平面上由静止开始运动，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，物体运动了4m后，求： （1）合外力对物体做的功； （2）物体的末动能； （3）物体的末速度大小。 2. 一辆质量为1000kg的汽车，以20m/s的速度在平直公路上行驶，突然刹车，刹车过程中汽车受到的阻力大小为5000N，求： （1）刹车过程中阻力对汽车做的功； （2）汽车刹车后滑行的距离； （3）汽车刹车后3s内的位移大小（提示：先判断汽车刹车到停止的时间）。 参考答案 一、选择题（每小题3分，共36分） 1. D 解析：动能是标量，只有大小没有方向，A错误，D正确；动能与质量和速度的平方都有关，质量大或速度大，动能不一定大，B、C错误。 2. A 解析：动能单位是kg·m²/s²，即焦耳（J），A正确；公式适用于任何运动形式的物体，B错误；速度为零时动能为零，但合外力做功不一定为零（如物体从静止开始受合外力作用），C错误；速度增大一倍，动能增大三倍，D错误。 3. B 解析：动能定理的内容是合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，B正确，A错误；合外力做正功，动能增大，合外力做负功，动能减小，C、D错误。 4. B 解析：动能变化量ΔEk = ½mv2² - ½mv1² = ½×2×（5² - 3²）= 1×（25 - 9）= 16J，B正确。 5. A 解析：根据动能定理，合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，合外力做功10J，动能增加10J，A正确。 6. D 解析：合外力F合 = F1 + F2 = 5N + 3N = 8N，合外力做功W合 = F合s = 8N×4m = 32J，D正确。 7. C 解析：ΔEk = ½×3×（10/3×2）² = 200/3 ≈ 66.7J。 8. A 解析：合外力做功W合 = 1000J + （-600J）= 400J，动能变化量为400J，A正确。 9. A 解析：由动能定理W合 = ΔEk = Ek末 - 0，合外力越大、位移相同，合外力做功越多，末动能越大，A正确。 10. A 解析：自由下落时重力做正功，合外力做功不为零，动能增大，A正确。 11. A 解析：ΔEk = ½×5×（6² - 10²）= 2.5×（36 - 100）= 2.5×（-64）= -160J，A正确。 二、填空题（每空2分，共24分） 1. 运动；焦耳；J 2. W合 = ΔEk；合外力对物体做的功；物体动能的变化量 3. 50；200；150 解析：Ek1 = ½×4×5² = 50J，Ek2 = ½×4×10² = 200J，ΔEk = 200J - 50J = 150J。 4. 0；0 解析：匀速上升，合外力为零，合外力做功为零，动能变化量为零。 5. 20；20 解析：合外力F合 = 6N - 2N = 4N，W合 = 4N×5m = 20J，动能变化量等于合外力做功，为20J。 6. 100；100 解析：重力做功W重 = mgh = 0.5kg×10m/s²×20m = 100J，不计空气阻力，合外力做功等于重力做功，动能变化量为100J，初动能为零，末动能为100J。 三、简答题（每小题8分，共16分） 1. 解析：动能定理的物理意义是：合外力对物体做的功是物体动能变化的量度，它揭示了功与能之间的定量关系（4分）。合外力对物体做正功时，物体的动能增大，增大的动能等于合外力做的功；合外力对物体做负功时，物体的动能减小，减小的动能等于合外力做功的绝对值；合外力对物体不做功时，物体的动能保持不变（4分）。 2. 解析：动能定理的推导过程不涉及物体运动的具体形式，只与物体的初末动能和合外力做功有关，因此适用于任何运动形式的物体，包括直线运动、曲线运动、匀速运动、变速运动等（4分）。例如：平抛运动的物体，重力对物体做功，由动能定理可计算物体落地时的动能；匀速圆周运动的物体，合外力不做功，动能保持不变（4分）。 四、计算题（共24分） 1. 解析：（1）摩擦力f = μN = μmg = 0.2×5kg×10m/s² = 10N，合外力F合 = F - f = 15N - 10N = 5N，合外力做功W合 = F合s = 5N×4m = 20J（5分）； （2）由动能定理，末动能Ek末 = W合 = 20J（4分）； （3）由Ek末 = ½mv末²，得v末 = √（2Ek末/m）= √（2×20J/5kg）= √8 = 2√2 ≈ 2.83m/s（4分）。 答：（1）20J；（2）20J；（3）约2.83m/s。 2. 解析：（1）汽车刹车到停止时的动能变化量ΔEk = 0 - ½mv0² = 0 - ½×1000kg×20² = -2×10^5J，由动能定理，阻力做功W阻 = ΔEk = -2×10^5J（4分）； （2）由W阻 = -fs，得滑行距离s = -W阻/f = 2×10^5J/5000N = 40m（4分）； （3）刹车时间t0 = v0/a，a = f/m = 5000N/1000kg = 5m/s²，t0 = 20m/s/5m/s² = 4s，3s < 4s，位移s3 = v0t - ½at² = 20×3 - ½×5×3² = 60m - 22.5m = 37.5m（6分）。 答：（1）-2×10^5J；（2）40m；（3）37.5m。 学科网（北京）股份有限公司 $