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 分层一：夯实基础训练 一、单选题 1．水平抛出一物体，物体运动过程中，重力做功为30J，则物体的（　　） A．动能一定增加30J B．动能一定减少30J C．重力势能减小30J D．重力势能增加30J 2．一个物体在下列甲、乙、丙三种情形下，水平运动了相同距离，已知作用力F大小相等，角的大小如图所示，地面粗糙程度处处相同，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．三种情形中，物体对地面的压力均小于重力 B．三种情形中，作用力F做功不同 C．三种情形中，甲情形摩擦力做功最少 D．甲、丙情形中物体的动能增加，乙情形中物体的动能减小 3．运动员用大小为的力将停止在水平草地上的足球瞬间踢出，球直线运动距离后停止。已知足球的质量为，踢出瞬间球的速度为，忽略空气阻力，下列说法不正确的是（　　） A．运动员对球做正功，大小为 B．运动员对球做正功，大小为 C．草地对球做负功，大小为 D．重力对球不做功 4．一质量为2kg的物体静止于粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示。外力F对物体所做的功、物体克服摩擦力做的功W与物体位移x的关系如图乙所示，重力加速度g取10。下列分析正确的是（  ） A．物体运动的总位移为15.3m B．物体与地面之间的动摩擦因数为0.2 C．物体在前3m运动过程中的加速度为2.5 D．m时，物体的速度为3m/s 5．冰壶是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，冰壶被运动员掷出在冰面上滑行过程中动能（　　） A．保持不变 B．逐渐减小 C．逐渐变大 D．先增大再减小 6．如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度为ω，盘面上到转轴的距离为r的位置有一个小物块随圆盘一起运动。现将圆盘的角速度逐渐增加到2ω，若此过程中物块与圆盘始终保持相对静止，则（　　） A．圆盘的角速度增加到2ω时，物块所受的向心力增加为原来的2倍 B．圆盘的角速度增加到2ω时，物块的动能增加为原来的4倍 C．此过程中，物块受到的静摩擦力沿轨迹的切线方向 D．此过程中，物块受到的静摩擦力做负功 7．如图所示，质量为m的小球在水中竖直下落过程中，所受总阻力大小恒为f，在h1处的速度为v1，在h2处的速度为v2，重力加速度为g。下列关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 分层二：能力提升训练 二、多选题 8．某游乐场的滑梯可以简化为如图所示的竖直面内半径为R的四分之一固定圆弧轨道，一质量为m的小孩沿轨道滑行，由于小孩与轨道之间的动摩擦因数是变化的，使小孩从最高点A以某一初速度滑行到最低点B的过程中速率不变，不计空气阻力，重力加速度为g，则此过程中（　　） A．小孩所受摩擦力做功为mgR B．小孩所受合力始终不做功 C．小孩所受摩擦力做功的功率逐渐减小 D．小孩所受重力做功功率一直减小 9．汽车以恒定功率在平直公路上以速度匀速行驶，某时刻换挡，其功率变为并保持不变，经过时间后，汽车再次做匀速运动。已知汽车质量为，该路段汽车所受阻力大小恒为。则汽车（　　） A．再次匀速的速度为 B．再次匀速的速度为 C．从换挡到再次匀速的过程中，通过的路程为 D．从换挡到再次匀速的过程中，通过的路程为 10．如图所示，倾角为的斜面底端固定着一垂直于斜面的挡板，将一小块炸药固定在挡板上，质量为m的小滑块放在斜面底端靠近挡板的位置，引爆炸药后滑块恰好运动到斜面顶端。之后更换不同质量的小滑块，引爆炸药后，不同滑块在炸药爆炸过程中获得的动能都相同。已知炸药爆炸时间极短，不同滑块与斜面间的动摩擦因数均为，斜面的高度为h，重力加速度为g，滑块均可视为质点。下列说法不正确的是（　　） A．炸药爆炸后质量为m的滑块获得的初速度大小为 B．质量为0.5m的滑块离开地面的最大高度为 C．质量为0.5m的滑块落回地面前瞬间的速率为 D．质量为0.8m的滑块滑离斜面顶端后经时间落回地面 分层三：拓展训练 三、实验题 11．利用如图所示装置探究合外力做功与动能变化关系。一光滑小钢球置于小车内，车内后壁装有压力传感器，车顶安装有遮光条，细绳一端系于小车上，另一端跨过固定在长木板一端的定滑轮，挂上钩码。 （1）若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小，且细线需要调节至与长木板平行。则在实验过程中，还需要满足的条件是 （填选项字母）。 A．钩码质量远小于小车质量 B．长木板要调节保持水平 C．长木板要调节倾斜一特定角度以平衡摩擦力 （2）释放小车后，记录遮光条的挡光时间和遮光条的宽度d以及遮光条到光电门的距离L； （3）小车经过光电门时的速度 （用题中字母表示）； （4）多次改变钩码质量，其余物理量不变，记录每次的和传感器读数F，则最直观、合理的关系图像是下列选项中的 （填选项字母）。 A．    B．　　C．    D． 12．在“探究影响动能大小因素”的实验中，如图所示，让小球从同一光滑斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平面上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后静止的位置。（已知） (1)小球从斜面上滚下的过程中，小球的 能转化为小球的 能； (2)本实验是通过 比较小球动能的大小； (3)分析图中的三次实验可以得出的结论是：物体的 一定时， 越大，它的动能越大；通过实验结论可知，开车时要注意不能 （“超载”或“超速”）； (4)动能大小猜想还与质量有关，要探究这个猜想，应该控制小球的下落的高度相同，让小球的 不同。 四、解答题 13．如图，质量为M=0.8kg的玩具车通过轻绳拖着质量为m=0.2kg的物块在水平面上做匀速直线运动。某时刻轻绳断裂，经过t=0.4s，玩具车已做匀速直线运动。整个过程中玩具车功率恒为P=10W，玩具车和物块所受阻力均为自身重力的k=0.5倍，重力加速度g取10m/s2.求： (1)轻绳断裂前，玩具车和物块的速度大小； (2)轻绳断裂后经过t=0.4s，玩具车运动的距离。 14．如图所示，倾角为30°的粗糙斜面与粗糙水平面在B点平滑连接，一质量为m、可视为质点的物块从斜面上A点由静止滑下，A点距水平面的高度为h。当物块运动到B点时，立即给物块施加一个水平向右的拉力，拉力的功率恒为P，经过一段时间t从B点向右运动到C点（未画出）时速度刚好为B点速度的二分之一，之后以此速度做匀速运动。已知物块与斜面间的动摩擦因数，重力加速度为g，求： (1)物块运动到B点时的速度大小； (2)物块与水平面间的动摩擦因数； (3)B、C两点间的距离。 15．“激流勇进”是深受人们喜爱的水上游乐项目之一。如图所示为一游客连同保护装备沿滑道运动的示意图，游客从A点无初速度沿倾斜滑道AB下滑至B点，至B点的速度大小，然后沿水平滑道BC做匀减速直线运动至C点停止，不考虑B点处能量损失。已知游客和保护装备的总质量，A点距水平滑道的高度，B、C两点间的距离，重力加速度g取。求： (1)游客从A点到B点的过程中重力做的功； (2)游客从B点到C点的过程中受到的阻力f的大小。 8.3 动能和动能定理参考答案 1．C 【详解】AB．物体抛出过程，不确定空气阻力是否考虑，即空气阻力做功情况不确定，可知，物体动能变化关系也不确定，故AB错误； CD．重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大，可知，重力势能减小30J，故C正确，D错误。 故选C。 2．B 【详解】A．将作用力F沿水平与竖直方向正交分解，易得甲情形中物体对地面的压力大于重力，而乙、丙情形中物体对地面的压力均小于重力，A错误； B．依据恒力做功（公式），可得甲、丙情形中作用力F做正功，乙情形中作用力F做负功，且正、负功相等，故三种情形做功不相同，B正确； C．设物体重力为G，运动距离为L，物体与地面间动摩擦因数为，则求得三种情形中对应摩擦力做功分别为、、，故甲情形中摩擦力做功最多，C错误； D．乙情形中易判断物体所受合力与其运动方向反向，做减速运动，物体的动能减小，而甲、丙情形中，由于无法比较物体所受摩擦力与作用力F水平分力之大小关系，合力方向无法确定，故其动能的增减无法判断，D错误。 故选B。 3．B 【详解】AB．根据动能定理可知，运动员对足球所做的功，故A正确，B错误； C．足球在草地上需要克服摩擦力做功，故草地对足球做负功，大小为，故C正确 D．重力对球不做功，故D正确。 故选B。 4．D 【详解】AB．根据图乙 代入数据得 则 所以物体运动的总位移 A错误，B错误； C．物体在前3m运动过程中 则加速度 C错误； D．根据动能定理 代入数据解得m时，物体的速度 v=3m/s D正确。 故选D。 5．B 【详解】冰壶运动过程中水平方向只受到与速度方向相反的摩擦力作用，速度减小，所以动能逐渐减小。 故选B。 6．B 【详解】A．根据向心力表达式可知，圆盘的角速度由ω增加到2ω时，物块所受的向心力增加为原来的4倍，故A错误； B．根据， 可知圆盘的角速度由ω增加到2ω时，物块的动能增加为原来的4倍，故B正确； C．此过程中，物块受到的静摩擦力存在沿轨迹的切线方向的分量改变线速度大小，还存在指向圆心的分量提供所需的向心力，则物块受到的静摩擦力方向不沿轨迹的切线方向，故C错误； D．此过程中，物块的动能增加，根据动能定理可知物块受到的静摩擦力做正功，故D不正确。 故选B。 7．B 【详解】小球下落过程中，根据动能定理可得 故选B。 8．BCD 【详解】A．根据动能定理有 解得，故A错误； B．由于小孩沿轨道匀速率下滑，所受合力方向始终与速度方向垂直，所以合力始终不做功，故B正确； CD．根据 小孩沿圆弧轨道下滑的速度大小不变，则在竖直方向的速度逐渐减小，所以小孩所受摩擦力和重力做功功率均一直减小，故CD正确。 故选BCD。 9．AC 【详解】AB．以恒定功率匀速行驶时满足 当功率变为后，阻力不变，再次匀速的速度满足 故A错误，B正确； CD．从换挡到再次匀速的过程中，设通过的路程为，由动能定理可知 解得 故C正确，D错误。 故选AC。 10．AC 【详解】A．对质量为m的滑块进行分析，由动能定理有 其中，解得，A错误； B．对质量为0.5m的滑块进行分析，由动能定理得 解得 离开斜面后滑块做斜抛运动，能够上升的最大高度 所以该滑块离地面的最大高度为，B正确； C．在滑块从离开斜面底端到落回地面的过程中，对质量为0.5m的滑块进行分析，由动能定理有 解得，C错误； D．对质量为0.8m的滑块进行分析，由动能定理有 解得 离开斜面后滑块做斜抛运动，设经过时间t落回地面，有 解得，D正确。 故选AC。 11． B D 【详解】（1）[1] BC．实验中研究对象是小球，由于小球光滑，不受摩擦力作用，若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小，则小球的重力一定与小车对小球的支持力平衡，即长木板要调节保持水平，故B正确，C错误； A．由于实验中并没有认为钩码的重力近似等于绳的拉力，则不需要满足钩码质量远小于小车质量，故A错误。 故选B。 （3）[2]根据光电门的测速原理，小车经过光电门时的速度 （4）[3]令小球质量为m，对小球进行分析，根据动能定理有 结合上述有 由于图像是一条过原点的倾斜直线，可知，最直观、合理的关系图像是。 故选D。 12．(1) 重力势 动 (2)木块滑动的距离 (3) 质量 速度 超速 (4)质量 【详解】（1）[1][2]实验中，小球从高处滑下，小球的质量不变，高度降低，重力势能减小，小球运动速度越来越快，动能增大，故球从斜面上滚下的过程中，小球的重力势能转化为动能。 （2）小球的动能无法直接看出，实验中通过小球撞击木块后，木块滑动的距离来反映小球动能的大小，即木块移动的越远小球的动能越大。 （3）[1][2]由图中的三次实验可知，小球在斜面上的高度越高，下滑到斜面底端时速度越大，推动木块移动的距离越远；可以得出的结论是：物体质量一定时，速度越大，小球的动能越大。 [3]通过实验结论可知，汽车的速度越大，动能越大；开车时要注意不能超速，超速一旦发生危险，造成的伤害会较大。 （4）动能大小猜想还与质量有关，要探究这个猜想，应该控制小球的下落的高度相同，让小球的质量不同，即让不同质量的小球从斜面的同一高度滑下，比较小球推动木块移动的距离，得出动能大小与质量的关系。 13．(1) (2) 【详解】（1）由题意可知，玩具车和物块受到地面的阻力为 玩具车功率恒为P=10W，且轻绳断裂前已做匀速直线运动，设速度为，满足 解得 （2）轻绳断裂，经过t=0.4s，玩具车已做匀速直线运动，所受阻力为 故绳断后，玩具车匀速运动的速度满足 解得 故玩具车运动的距离满足 解得 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）设物块运动到B点时的速度为，由动能定理可得 解得 （2）由题意可得物块运动到C点，开始以速度做匀速运动 由二力平衡可得 结合 联立解得 由 解得 （3）物块从B到C由动能定理可得 解得 15．(1) (2) 【详解】（1）A点距水平滑道的高度，可得游客从A点到B点的过程中重力做的功 （2）B、C两点间的距离，游客在B点的速度大小，根据动能定理有 可得游客从B点到C点的过程中受到的阻力f的大小 2 学科网（北京）股份有限公司 $