1.3 动能和动能定理 同步练-2025-2026学年高一下学期物理鲁科版必修第二册

1.3 动能和动能定理 一、单选题 1．下列说法正确的是( ) A.物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化 B.若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零 C.物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化 D.物体的动能不变，所受的合外力必定为零 2．如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点的正下方P点.若小球在水平拉力的作用下，从P点缓慢地移动到Q点，水平拉力F做的功为；若小球在水平恒力的作用下，从P点运动到Q点，水平恒力做的功为.已知，则和的大小关系为( ) A. B. C. D.无法判断 3．如图所示，传送带通过滑道将长为L、质量为m的匀质物块以初速度向右送上水平台面（开始时物块右端位于台面左边缘），物块右端在台面上滑动s距离停下来.已知滑道上的摩擦不计，物块与台面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，且，则物块的初速度为( ) A. B. C. D. 4．如图所示，水平地面上有一固定斜面，斜面与地面夹角为。物块以180J的初动能从斜面底端沿斜面向上滑动，当它再次回到斜面底端时动能为，则物块与斜面间的动摩擦因数为( ) A. B. C. D. 5．某大型游乐园安全滑梯可以等效为如图的物理模型，斜面倾角为。图中AB段的动摩擦因数，BC段的动摩擦因数，一个小朋友从A点由静止开始下滑，滑到C点恰好静止，整个过程中滑梯保持静止状态，已知，则下列关系式正确的是( ) A. B. C. D. 6．如图所示，用轻弹簧拴接物块和水平地面，物块在压力F作用下处于静止状态。撤去压力F，物块竖直向上运动过程中，其动能与位移x、时间t的关系图像，正确的是( ) A. B. C. D. 7．运动员把质量是500g的足球踢出后，某人观察它在空中的飞行情况，估计上升的最大高度是10m，在最高点的速度为20m/s。估算出运动员踢球时对足球做的功为（重力加速度）( ) A.50J B.100J C.150J D.无法确定 8．某滑雪赛道如图所示，滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑，经圆弧滑道起跳。将运动员视为质点，不计摩擦力及空气阻力，此过程中，运动员的动能与水平位移x的关系图像正确的是( ) A. B. C. D. 9．某物体同时受到在同一直线上的两个力的作用，物体由静止开始做直线运动，力与其位移的关系图像如图所示，在这4m内，物体具有最大动能时的位移是( ) A.1m B.2m C.3m D.4m 10．南城门是曲靖市的标志性建筑之一，如图甲所示其门洞正上方为拱形结构，可简化为半圆形模型，其圆心为O，半径为R。假如一同学在墙角对地面上一质量为m的足球做功后，该足球在竖直平面内沿门洞内侧恰能通过高为的最高点。已知足球运动过程中受到墙壁和空气的平均阻力为f，运动示意图如图乙所示，则该同学对足球做的功是( ) A. B. C. D. 11．将质量为0.4kg的物体以10m/s的速度抛出，抛出时物体的动能为( ) A.10J B.20J C.40J D.80J 二、多选题 12．在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到后，立即关闭发动机直至静止，图像如图所示.设汽车的牵引力为F，受到的摩擦力为，全程中牵引力做功为，克服摩擦力做功为，则( ) A. B. C. D. 13．关于动能，下列说法正确的是( ) A.物体由于运动而具有的能量叫动能 B.动能大小与物体的速度方向有关 C.动能只有大小，没有方向，是标量 D.动能的单位是焦耳 14．质量为1kg的物体静止在粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示，运动9米后F停止作用，外力F和物体克服摩擦力f做的功与物体位移的关系如图乙所示，重力加速度。下列说法正确的是( ) A.物体与地面之间的动摩擦因数为0.1 B.物体运动的位移为13.5m C.物体在前3m运动过程中的加速度为 D.时，物体的速度为 15．风洞，被称为“飞行器的摇篮”，它看似高深莫测，却事关国家战略安全，与社会生活息息相关。从导弹、飞船、火箭到汽车、高铁、跨海大桥，只要与空气互相作用，都要在风洞里开展空气动力的试验研究，我国的风洞技术处于世界领先地位。如图所示，某次风洞实验中，风力大小和方向均恒定，一质量为m的轻质小球先后经过a、b两点，其中在a点的速度大小为，方向与ab连线成角；在b点的速度大小为，方向与ab连线成角。已知ab连线长为d，小球只受风力的作用小球（小球不计重力），，。下列说法中正确的是( ) A.风力方向与ab连线夹角为 B.风力大小为 C.从a点运动到b点所用的时间为 D.小球的最小速度为 三、填空题 16．动能定理适用范围：动能定理是物体在恒力作用下，并且做直线运动的情况下得到的，当物体受到__________作用，或者做__________运动时，可以采用把整个过程分成许多小段，也能得到动能定理。 17．甲、乙两辆汽车以相同的速率匀速行驶，甲车质量是乙车质量的2倍，则甲车动能是乙车动能的___倍。 18．物体由于运动而具有的能量叫作动能。汽车减速运动过程中，动能___（选填“增大”或“减小”）；汽车停止运动时，动能___零（选填“等于”或“不等于”）。 四、计算题 19．一个做直线运动的物体，其速度—时间图像如图所示，若外力对物体做功外力对物体做功外力对物体做功，试着给出、、与0的关系（时刻的速度和时刻的速度大小相等）. 20．如图所示，质量为m的木板A静置于光滑水平地面上，A板右方有一固定竖直挡板C。质量为2m的小物块B以初速度从木板A左端水平向右滑行，A、B之间的动摩擦因数为。A与竖直挡板C每次碰撞时，A与B均已达到共同速度，且A每次与C碰撞前后速率不变。假设滑块不会从木板上掉下，重力加速度为g。求 (1)A第二次刚要与挡板C碰撞时的速度大小； (2)木板的最小长度； (3)A与C第一次碰后A的总路程。 21．如图甲所示，一可视为质点的小物块，从平台左端以初速度滑上平台，小物块从平台右端离开后做平抛运动，小物块击中平台右下侧挡板上的P点时动能为平抛初始动能的17倍。以平台右端为坐标原点O，在竖直面内建立平面直角坐标系，x轴和y轴分别沿水平方向和竖直方向，挡板形状满足方程（单位：m）。已知小物块与平台间的动摩擦因数与小物块沿平台位移之间的关系如图乙所示，重力加速度g取求： (1)P点的坐标； (2)小物块离开平台时的速度大小及平台左右两端之间的距离。 五、实验题 22．图甲为小明同学设计的“验证动能定理”的实验装置，图乙是其中一次实验得到的纸带，起始点O至各计数点A、B、C、D、E、F的距离如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，小车所受拉力，小车质量。在从O到E的运动过程中： （1）拉力F所做的功__________J（保留两位有效数字）； （2）小车动能增加量__________J（保留两位有效数字）； （3）通过计算，小明发现拉力所做的功略大于小车增加的动能，请分析原因：__________。 23．某实验小组设计如图所示的实验装置来验证“动能定理”。小球的质量为m、直径为d，小球从释放装置处由静止下落，沿竖直方向通过光电门。请回答下列问题： （1）用数字计时器测得小球通过光电门的遮光时间为t，则小球通过光电门的瞬时速度可表示为__________（用字母d、t表示）； （2）用刻度尺测量小球在释放点处球心到光电门的竖直高度h，若空气阻力不计，小球下落过程中合力做的功可表示为__________（用字母m、h、g表示）、动能的变化量可表示为__________（用字母表示），根据动能定理，物理量应满足的关系式为__________。 参考答案 1．答案：C 解析：物体做变速运动，合外力一定不为零，但是动能不一定变化，例如做匀速圆周运动的物体，A错误；合外力对物体做功为零，合外力不一定为零，例如做匀速圆周运动的物体，B错误；根据动能定理可知，物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化，C正确；物体的动能不变，所受的合外力不一定为零，例如做匀速圆周运动的物体，D错误. 2．答案：C 解析：当用水平拉力F缓慢拉动小球时，根据动能定理可得，由几何关系可知，解得水平拉力F做的功；当小球在水平恒力的作用下从P点运动到Q点时，水平恒力做的功，故C正确. 3．答案：B 解析：从物块右端刚到台面左边缘，至完全滑上台面期间，随着物块右端滑上台面的距离增大，物块与台面间的压力增大，摩擦力增大，且因为物块为匀质，因此在此期间物块与台面间的摩擦力与物块右端滑上台面的距离成正比，当物块完全滑上台面后，物块与台面间的摩擦力达到最大并保持不变，此时摩擦力的大小为，综上，作出物块与台面间的摩擦力f与物块右端滑上台面的距离x之间的关系，如图所示，根据动能定理可知，物块的动能变化量等于摩擦力做功的大小，且图像中，图线与x轴围成的面积表示这段距离内摩擦力做功的大小，可知，解得，B正确. 4．答案：B 解析:设物块沿斜面向上滑行的位移大小为x，则上滑过程根据动能定理有 下滑过程根据动能定理有 联立解得 故选B。 5．答案：C 解析:一个小朋友从A点由静止开始下滑，滑到C点恰好静止，已知，由动能定理有 解得 故选C。 6．答案：D 解析:AB.根据动能定理可得 又因为 即 所以图线的斜率表示。物块竖直向上运动过程中，取竖直向上为正方向则 所以，先向上减小，后向下增大，即图线的斜率先为正值减小，后为负值增大，故AB错误； CD.根据 结合 可得 则图线斜率绝对值表示，又因为 由以上分析可知，先向上减小到零，后向下增大；物块向上的速度先由零增大后减小为零，所以先增大后减小为零，再由零增大，后减小为零，故C错误，D正确。 故选D。 7．答案：C 解析：设运动员踢球时对足球做的功为W，根据动能定理有 解得 故选C。 8．答案：A 解析：设斜面倾角为θ，不计摩擦力和空气阻力，由题意可知运动员在沿斜面下滑过程中根据动能定理有 即 下滑过程中开始阶段倾角θ不变，图像为一条直线；经过圆弧轨道过程中θ先减小后增大，即图像斜率先减小后增大。 故选A。 9．答案：B 解析：由题图像可看出，前2m内合力对物体做正功，物体的动能增加，后2m内合力对物体做负功，物体的动能减小，所以物体的位移为2m时动能最大。 故选B。 10．答案：C 解析：设足球恰能通过门洞最高点的速度为v，根据牛顿第二定律可得 足球从静止到门洞最高点，根据动能定理可得 联立可得该同学对足球做的功 故选C。 11．答案：B 解析:根据动能的计算公式可得故选B。 12．答案：BC 解析：AC.设加速位移为，总位移为，图像与横轴围成的面积表示位移，由图像知 由动能定理得 所以 故A错误、C正确； BD.对汽车运动的全过程，由动能定理得 所以 故B正确、D错误。 故选BC。 13．答案：ACD 解析：A.根据动能的定义可知，物体由于运动而具有的能量叫动能，A正确； B.根据 可知，动能是标量，动能大小与物体的速度方向无关，B错误； C.动能只有大小，没有方向，是标量，C正确； D.动能的单位为焦耳，D正确。 故选ACD。 14．答案：BD 解析：A.图像的斜率表示力，由于外力F是水平方向的，则滑动摩擦力为定值，即直线对应为克服摩擦力做功的图线，由 可得物体与地面之间的滑动摩擦力为 由 解得物体与地面之间的动摩擦因数为 故A错误； B.从物体开始运动到停止运动的过程，根据动能定理得 可得物体运动的位移为 故B正确； C.由图像可知，前运动过程中，水平外力恒为 根据牛顿第二定律可知，物体在前运动过程中的加速度为 故C错误； D.物体在前运动过程中，根据动能定理可得 其中 可得时，物体的速度为 故D正确。 故选BD。 15．答案：AD 解析:A.小球只受风力作用，则垂直风力方向的速度不变，设风力方向与夹角为，如图 则 解得 故A正确； C.从a点运动到b点沿ab方向的平均速度 所用的时间为 故C错误； B.从a点运动到b点加速度 则风力大小为 故B错误； D.当小球沿风力方向的速度最小时，小球的速度最小，此时小球的最小速度为 故D正确。 故选AD。 16．答案：变力；曲线 解析：适用范围：动能定理是物体在恒力作用下，并且做直线运动的情况下得到的，当物体受到变力作用，或者做曲线运动时，可以采用把整个过程分成许多小段，也能得到动能定理。 17．答案：2 解析:甲、乙两辆汽车以相同的速率匀速行驶，设速率为v，则甲车动能为 ，乙车动能为 又 可得 18．答案：减小；等于 解析:根据可知汽车减速运动过程中，速度减小，动能减小；汽车停止运动时，速度为零，动能等于零。 19．答案：； 解析：过程，由动能定理可得，过程，由动能定理可得. 20．答案：(1)(2)(3) 解析:（1）设A第一次刚要与挡板C碰撞时的速度为，由动量守恒定律，有 解得 设A第二次刚要与挡板C碰撞时的速度为，由动量守恒定律，有 解得 （2）设木板的最小长度为L，B从A左端滑上到系统静止，全过程利用功能关系 解得 （3）A与C第一次碰后向左的最大距离为，对A由动能定理得 解得 A与C第二次碰后向左的最大距离为，对A由动能定理得 解得 同理解得 A与C第一次碰后的总路程为 解得 21．答案：(1) (2)， 解析:（1）由题意可知 则有 解得 设在P点时速度方向与水平方向成角，位移与水平方向成角，则有 即 解得， 即P点坐标为。 （2）对平抛过程，根据动能定理有 解得 设平台左、右两端之间距离为L，小物块在平台上运动过程中，根据动能定理有 其中， 联立代入数据解得 22．答案：（1）0.092/ （2）0.090/ （3）见解析 解析：（1）从O到E的运动过程中，拉力F所做的功 （2）匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度 则小车动能增加量 （3）因为在运动过程中，除了拉力做功以外，还存在着阻力（包括摩擦阻力以及空气阻力等）做负功，我们只计算了拉力做的功，而忽略了阻力做的功，因此造成了这种误差，使得拉力所做的功略大于小车增加的动能。 23．答案：（1） （2）；； 解析：（1）小球经过光电门的速度为 （2）若空气阻力不计，小球下落过程中只受重力，则合力做的功可表示为 动能的变化量可表示为 根据动能定理有 代入上述表达式可得 化简可得 学科网（北京）股份有限公司 $