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第3节 动能和动能定理 课时检测
A组:基础巩固
一、选择题:
1.关于物体的动能,下列说法正确的是( )
A.质量相同的物体,速度大的动能一定大
B.动能相同的物体,质量相同时速度一定相同
C.质量不变的物体,速度变化,动能一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态
2.如图所示,某同学用200 N的力将质量为0.44 kg的足球踢出。足球以10 m/s 的初速度沿水平草坪滚出60 m 后静止,则足球在水平草坪上滚动过程中克服阻力做的功是( )
A.4.4 J B.22 J
C.132 J D.12 000 J
3.如图所示,两个质量相同的物体a和b处于同一高度,a自由下落,b沿固定光滑斜面由静止开始下滑,不计空气阻力。两物体到达地面时,下列表述正确的是( )
A.a的速率大 B.b的速率大
C.动能相同 D.速度相同
4.两个物体A、B的质量之比mA∶mB=2∶1,二者初动能相同,它们和水平桌面间的动摩擦因数相同,则二者在桌面上滑行到停止运动经过的距离之比为( )
A.xA∶xB=2∶1 B.xA∶xB=1∶2
C.xA∶xB=4∶1 D.xA∶xB=1∶4
5.某学生在体育场上抛出铅球,其运动轨迹如图所示。已知在B点时的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是( )
A.从A到D加速度与速度的夹角先减小后增大
B.D点的加速度比C点加速度大
C.D点的速率比C点的速率大
D.从A到D速率逐渐增大
6.如图所示,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定( )
A.小于拉力所做的功
B.等于拉力所做的功
C.等于克服摩擦力所做的功
D.大于克服摩擦力所做的功
7.(多选)改变汽车的质量和速度大小,都能使汽车的动能发生变化,则下列说法中正确的是( )
A.质量不变,速度增大到原来的2倍,动能增大为原来的2倍
B.速度不变,质量增大到原来的2倍,动能增大为原来的2倍
C.质量减半,速度增大到原来的4倍,动能增大为原来的2倍
D.速度减半,质量增大到原来的4倍,动能不变
二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
8.我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,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 倍,重力加速度g=10 m/s2。求飞机滑跑过程中牵引力的大小。
B组:能力强化
一、选择题:
9.在篮球比赛中,某位运动员获得罚球机会,他站在罚球线处用力将篮球投出,篮球以约为1 m/s的速度撞击篮筐。已知篮球质量约为0.8 kg,篮筐离地高度约为3 m,忽略篮球受到的空气阻力,则该运动员罚球时对篮球做的功最接近( )
A.1 J B.10 J
C.25 J D.50 J
10.如图所示,斜面高h,质量为m的物块,在沿固定斜面向上的恒力F作用下,能匀速沿斜面向上运动,已知重力加速度为g,若把此物块放在斜面顶端,在沿斜面向下同样大小的恒力F作用下物块由静止向下滑动,滑至底端时其动能为( )
A.mgh B.2mgh
C.2Fh D.Fh
11.如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一小球向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面。设小球在斜面最低点A的速度为v,压缩弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为h,则从A到C的过程中弹簧弹力做功是( )
A.mgh-mv2 B.mv2-mgh
C.-mgh D.-
二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
12.将质量为m的物体,以初速度v0竖直向上抛出。已知抛出过程中阻力大小恒为重力大小的,重力加速度为g。求:
(1)物体上升的最大高度;
(2)物体落回抛出点时的速度大小。
13.如图所示,物体在距斜面底端5 m处由静止开始下滑,然后滑上与斜面平滑连接的水平面,若物体与斜面及水平面间的动摩擦因数均为0.4,斜面倾角为37°,求物体能在水平面上滑行的距离。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2)
参考答案:
A组:1.解析:A 根据Ek=mv2知,质量相同的物体,速度大的动能一定大,故A正确;根据Ek=mv2知,动能相同的物体,质量相同时速度大小一定相同,但方向可能不同,速度可能不同,故B错误;质量不变的物体,速度变化,可能只是速度的方向发生变化,所以动能不一定变化,故C错误;动能不变的物体,不一定处于平衡状态,如匀速圆周运动,故D错误。
2.解析:B 根据动能定理得-W=0-mv2,则W=mv2=×0.44×102 J=22 J,B正确。
3.解析:C 根据动能定理有mgh=mv2-0,高度相同,所以末动能相等,速度的大小相等,但方向不同。故选C。
4.解析:B 物体滑行过程中只有摩擦力做功,根据动能定理,对A,有-μmAgxA=0-Ek,对B,有-μmBgxB=0-Ek,故==,B正确,A、C、D错误。
5.解析:C 从A到D是斜抛运动,加速度竖直向下,速度方向沿切线方向,则夹角不断减小,故A错误;抛体运动,只受重力,加速度恒为g,不变,故B错误;从C到D合力做正功,由动能定理可知,动能增大,则D点的速率比C点的速率大,故C正确;从A到D,重力先做负功后做正功,则速率先减小后增大,故D错误。
6.解析:A 由题意知,W拉-W克阻=ΔEk,则W拉>ΔEk,A正确,B错误;W克阻与ΔEk的大小关系不确定,C、D错误。
7.解析:BD 动能Ek = mv2,质量m不变,速度v增大为原来的2倍时,动能Ek增大为原来的4倍,A错误;当速度不变,质量m增大为原来的2倍时,动能Ek也增大为原来的2倍,B正确;若质量减半,速度增大为原来的4倍,则动能增大为原来的8倍,C错误;速度v减半,质量增大为原来的4倍,则Ek′ = × 4m = mv2=Ek,即动能不变,D正确。
8.解析:飞机从开始运动至起飞的过程中,水平牵引力F和滑动摩擦力同时对其做功,由动能定理得
(F-0.1mg)x=mv2,代入数据解得F=2.1×105 N。
答案:2.1×105 N
B组:9.解析:B 由题知篮球上升的高度大约为h=1.2 m,对篮球运动的整个过程,由动能定理得W-mgh=mv2-0得W=mgh+mv2=0.8×10×1.2 J+×0.8×12 J=10.0 J,故B正确,A、C、D错误。
10.解析:B 物块匀速上滑时,根据动能定理得WF-mgh-Wf=0,物块下滑时,根据动能定理得WF+mgh-Wf=Ek-0,联立两式解得Ek=2mgh,选项B正确。
11.解析:A 由A到C的过程运用动能定理可得:-mgh+W=0-mv2,
所以W=mgh-mv2,故A正确。
12.解析:(1)上升过程,由动能定理得:-mgh-Ffh=0-mv02
Ff=mg 联立解得h=。
(2)对物体上抛又落回抛出点的全过程,由动能定理得:
-2Ffh=mv2-mv02 解得v=v0。
答案:(1) (2)v0
13.解析:对物体在斜面上和水平面上分别受力分析如图所示
解法一 分过程列方程
设物体滑到斜面底端时的速度为v,物体下滑阶段
FN1=mg cos 37°,故Ff1=μFN1=μmg cos 37°
由动能定理得:
mg sin 37°·l1-μmg cos 37°·l1=mv2-0
设物体在水平面上滑行的距离为l2,摩擦力Ff2=μFN2=μmg
由动能定理得:-μmgl2=0-mv2
联立以上各式可得l2=3.5 m。
解法二 对全过程由动能定理列方程
mgl1sin 37°-μmg cos 37°·l1-μmgl2=0
解得:l2=3.5 m。
答案:3.5 m
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