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4.3动能 动能定理 同步练习-2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册
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一、单选题
1.质量为10 g、以800 m/s飞行的子弹与质量为60 kg、以10 m/s奔跑的运动员相比( )
A.运动员的动能较大 B.子弹的动能较大
C.二者的动能一样大 D.无法比较他们的动能
2.一质量为2 kg的物体放在水平桌面上,物体与桌面间的动摩擦因数为0.25.现用6 N的力沿水平方向推物体,使其做匀加速直线运动5 m,则此过程中,该物体动能增加(重力加速度g取10 m/s2)( )
A.15 J B.10 J C.5 J D.2 J
3.如图,轻质弹簧左端固定且呈水平状态,用手使一木球压紧轻质弹簧并保持静止.松手后,弹簧将木球弹出.在木球被弹出的过程中,弹簧的弹性势能减少了50 J.木球克服阻力做的功为30 J,则在此过程中( )
A.阻力对木球做了30 J的功
B.弹力对木球做了-50 J功
C.木球的动能减少了30 J
D.木球的动能增加了20 J
4.关于动能定理,下列说法正确的是( )
A.在某过程中,合力做的总功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
5.如图所示,某儿童电动玩具车的发动机额定功率为15 W,质量为2 kg,运行中受地面的摩擦力恒为5 N,忽略空气阻力的影响,当玩具车以额定功率启动后,下列说法正确的是( )
A.玩具车一开始做匀加速运动
B.玩具车运行时牵引力大小不变
C.玩具车运行的最大速度为3 m/s
D.玩具车所受牵引力做的功等于克服摩擦力做的功
6.(2024·茂名高一检测)如图甲所示,一轻绳一端与静置在光滑水平面上质量为m的小物块相连,另一端绕过定滑轮,现施加竖直向上的力F使小物块从A点运动到B点,该过程中拉力F随力的作用点的位移变化如图乙所示,当物块到达B点时,轻绳与水平方向的夹角α=60°,则此时力F作用点的速度大小为( )
第6题图
A. B. C. D.2
7.绳子一端固定,另一端拴一小球,如图所示.将小球分别从水平位置A点和与水平方向成30°的B点无初速度释放,则经过最低点C时,绳子的张力之比是( )
第7题图
A.2∶1 B.3∶2 C.4∶3 D.4∶1
二、多选题
8.在光滑的水平面上,质量为m的小滑块停放在质量为M、长度为L的静止的长木板的最右端,小滑块和长木板之间的动摩擦因数为μ.现用一个大小为F的恒力作用在长木板上,当小滑块滑到长木板的最左端时,小滑块和长木板的速度大小分别为v1、v2,小滑块和长木板相对于水平面的位移大小分别为s1、s2,重力加速度为g.下列关系式正确的是( )
A.μmgs1=m
B.Fs2-μmgs2=M
C.μmgL=m
D.Fs2-μmgs2+μmgs1=M+m
9.一质量为m的物体从地面上方H高处无初速度释放,落在地面后出现一个深为h的坑,如图所示,在此过程中( )
A.重力对物体做功为mgH
B.重力对物体做功为mg(H+h)
C.合力对物体做的总功为零
D.地面对物体的平均阻力为
10.某一斜面固定在水平地面上,顶端到正下方水平面O点的高度为h,斜面与水平面平滑连接,斜面的倾角为θ.一小木块从斜面的顶端由静止开始下滑,滑到水平面上的A点停下,已知木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ,A点到O点的距离为x,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.整个过程摩擦力对小木块做的功为μmgx
B.只增加小木块的质量,其他条件不变,小木块停A点的右侧
C.只增加斜面的倾角,其他条件不变,小木块仍停在A点
D.在A点小木块获得2mgh大小的动能,小木块刚好滑到斜面顶端
三、非选择题
11.(2024·深圳高一检测)如图是一种大型户外水上游乐活动的简化图,光滑斜面轨道固定在地面上,浮板A与斜面底部平滑连接并靠在一起.游客从斜面顶端静止滑下,经过斜面底端后,沿浮板的上表面从左端水平滑上浮板.游客滑上浮板的同时,立即启动引擎,使浮板在恒定牵引力F的作用下沿直线驶向目的地.已知:斜面高h=1.8 m,游客和浮板的质量均为m=50 kg,浮板长度L=3 m,游客与浮板之间的动摩擦因数μ=0.5,水对浮板的阻力f=300 N,重力加速度g取10 m/s2.求:
(1)游客滑到斜面底端时速度的大小;
(2)游客刚滑上浮板时加速度的大小;
(3)为保证游客不会脱离浮板,牵引力F应满足的条件.
1.B 解析:根据动能的定义得子弹的动能为
Ek1=m1=×0.01×8002 J =3 200 J,
运动员的动能为Ek2=m2=×60×102 J=3 000 J,
故子弹的动能大.故选B.
2.C 解析:根据动能定理可得FL-μmgL=ΔEk,
代入数据可得此过程中,该物体动能增加ΔEk=6×5 J-0.25×2×10×5 J=5 J,故选C.
3.D 解析:A.木球克服阻力做的功为30 J,则阻力对木球做了-30 J的功,故A错误;B.弹簧的弹性势能减少了50 J,则弹力做正功,对木球做了50 J功,故B错误;CD.根据动能定理,木球的动能变化量ΔEk=W合=W弹+W阻=20 J,故C错误,D正确.故选D.
4.D 解析:合力做的总功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.
5.C 解析:由P=Fv可知,当玩具车以额定功率启动后,速度增大,牵引力减小,不是做匀加速运动,故A、B错误;当玩具车匀速运动时,速度最大,为v==3 m/s,故C正确;由动能定理可知Ek=WF-Wf,玩具车所受牵引力做的功等于克服摩擦力做的功与动能增加量之和,故D错误.
6.A 解析:小物块从A点运动到B点,由动能定理可得=m-0,可得物块到达B点的速度vB=,根据速度的合成与分解可得力F作用点的速度v=vBcos 60°=, 故选A.
7.B 解析:从水平位置A点释放,根据动能定理得mgl=m,经过最低点C时FA-mg=m,从水平位置B点释放,根据动能定理mgl(1-sin 30°)=m,经过最低点C时FB-mg=m,解得=,故B正确,A、C、D错误.
8.ABD 解析:AC.小滑块在摩擦力作用下前进的距离为s1,对于小滑块,根据动能定理有μmgs1=m,A正确,C错误;B.长木板前进的距离为s2,对于长木板,根据动能定理有Fs2-μmgs2=M,B正确;D.由以上两式得Fs2-μmgs2+μmgs1=M+m,D正确,故选ABD.
9.BCD 解析:AB.重力对物体做功为WG=mg(H+h),故A错误,B正确;C.从最高点到最低点,物体动能变化为零,由动能定理得合力对物体做的总功为零,故C正确;D.设地面对物体的平均阻力为F阻,由动能定理得mg(H+h)-F阻h=0,得F阻=,故D正确.故选BCD.
10.CD 解析:A.设A到斜面底端的距离为x2,则整个过程摩擦力对小木块的功为Wf=-μmgcos θ·-μmgx2=-μmg(+x2)=-μmgx,故A错误;BC.从释放到停下,根据动能定理可得mgh-μmg(+x2)=mgh-μmgx=0,可知小木块停下位置与小木块的质量和斜面的倾角均无关,则只增加小木块的质量或只增加斜面的倾角,其他条件不变,小木块仍停在A点,故B错误,C正确;D.若小木块在A点获得大小为2mgh的动能,由于=2mgh=mgh+μmgx,可知小木块刚好滑到斜面顶端,故D正确.故选CD.
11.(1)6 m/s (2)5 m/s2 (3)100 N≤F≤800 N
解析:(1)游客从斜面滑下的过程,根据动能定理,有mgh=mv2,
解得v=6 m/s.
(2)游客刚滑上浮板时,根据牛顿第二定律,有μmg=ma,解得a=5 m/s2.
(3)设游客滑上浮板后,浮板的加速度为a',经时间t共速,要想保证游客不会脱离浮板,则有v-at=a't,vt-at2-a't2≤L,解得a'≥1 m/s2,根据F+μmg-f=ma',解得F≥100 N.
要想保证游客不会从浮板左侧脱离,则有F2-f=2ma,F2=800 N.为保证游客不会脱离浮板,牵引力:100 N≤F≤800 N.
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