8.3 动能和动能定理 分层作业-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（分层作业） A层 1．中小学生运动会足球比赛在某市体育中心举行，如图为某学生踢出的足球在空中的运动轨迹，把足球视为质点，空气阻力不计。关于足球从踢出到落地的过程（　　） A．重力一直做负功 B．重力一直做正功 C．重力势能先增大后减小 D．动能先增大后减小 2．质量为10g的子弹，以300m/s的速度射入固定木板，射穿后的速度是100m/s。子弹射穿木板的过程中，子弹克服阻力做功为（　　） A．200 J B．300 J C．400 J D．500 J 3．（多选）如图所示，质量为的小球（可视为质点）用长为的细线悬挂于点，自由静止在位置。现用水平力缓慢地将小球从位置拉到位置后静止，此时细线与竖直方向的夹角为，细线的拉力为，然后放手让小球从静止返回，到点时细线的拉力为，重力加速度为，则（　　） A．从到的过程中，小球重力的瞬时功率一直增大 B．从到，拉力做的功为 C．从到的过程中，小球受到的合力大小不变 D． 4．（多选）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先增大后减小 5．我国第一艘电磁弹射型航空母舰福建舰入列。某次弹射试验，质量为的歼-35舰载机的速度在前2s内从0增加到，将此过程看作匀加速直线运动。求此过程 (1)歼-35运动的距离； (2)合外力对歼-35做的功W； (3)前内合外力的平均功率。 6．如图所示，静止在水平桌面上的物体，在水平拉力的作用下运动了，物体与桌面之间的滑动摩擦力。求此过程中∶ (1)拉力对物体所做的功； (2)物体克服滑动摩擦力所做的功； (3)物体动能的变化量。 B层 7．某同学用水平恒力推一质量为500g的静止在水平桌面上的物块，并利用传感器测出物块的速度，1s后撤去恒力，得出物块的速度—时间图像如图所示。取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．物块与桌面间的动摩擦因数为0.1 B．恒力做的功为1J C．恒力做的功为3J D．摩擦力对物块做的功为 8．（多选）如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数相同，物体滑至斜面底部C点时的动能分别为Ek1和Ek2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则（    ） A．Ek1＞Ek2 B．Ek1=Ek2 C．W1=W2 D．W1＞W2 9．如图甲，竖直平面内轨道ABCDE由水平轨道AB与DE及两段光滑圆弧BC、CD组成，AB长为4m，AB与DE高度差为0.2m；圆弧BC、CD半径均为0.4m，弧长相等，在C点相切；AB与BC相切于B点，CD与DE相切于D点。可视为质点的滑块，质量为0.2kg，与AB间动摩擦因数为0.25。该滑块受水平向左推力F，从A点由静止开始运动，F与位移x的关系如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度取10m/s2。 (1)求滑块在AB段运动过程中推力F做的功； (2)求滑块运动至圆弧轨道上B点时对轨道的压力； (3)若滑块从A点以某一速度滑入，此后无推力，为使滑块始终不脱离轨道，求滑块在A点的最大速度。 C层 10．某智能配送机器人总质量为，在平直路线上由静止开始配送货物。行驶阻力包含恒定阻力以及与速度平方成正比的空气阻力（其中为已知常量）。机器人先以恒定加速度启动，当输出功率达到额定功率后保持功率不变，最终以最大速度匀速行驶。已知重力加速度为，忽略其他阻力，下列说法正确的是（　　） A．匀加速运动阶段，牵引力与速度的平方成正比 B．匀加速运动阶段的最大速度满足方程 C．当机器人的速度为时，其加速度大小可能为 D．在匀加速阶段，机器人从静止开始运动至最大速度所用时间为，则该过程克服阻力所做的功为 11．（多选）由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是如图所示的“弹道曲线”，图中实线为实际轨迹，虚线为不考虑空气阻力时的理想轨迹。为弹道曲线上的五点，其中点为发射点，点为落地爆炸点，点为轨迹的最高点，两点等高。重力加速度为，则（    ） A．炮弹到达点时速度为零 B．炮弹到达点时加速度为 C．炮弹从点到点的时间小于从点到点的时间 D．从点到点，空气阻力所做的功等于炮弹的动能变化量 12．图甲所示，长为4m的水平轨道与半径为的竖直半圆轨道在处平滑连接，点在点的正上方，有一质量为的滑块（大小不计）受水平外力的作用，从处由静止开始向右运动，与滑块位移的关系图像如图乙所示，滑块与轨道间的动摩擦因数，与轨道间的动摩擦因数未知，取。（规定水平向右为力的正方向） (1)求滑块到达处时的速度大小； (2)求滑块在水平轨道上运动前2m所用的时间； (3)若滑块到达点时撤去外力，滑块沿半圆轨道内侧上滑，到达最高点时的速度为，则滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功是多少。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 C C BD BC C AC C CD 1．C 【详解】AB．足球从最低点到最高点再到最低点过程中，重力先做负功，后做正功，故AB错误； CD．足球从最低点到最高点再到最低点过程中，重力势能先增大后减小，动能先减小后增大，故C正确；D错误。 故选C。 2．C 【详解】根据动能定理，子弹克服阻力做功等于其动能的减少量 故选C。 3．BD 【详解】A．在位置，重力的功率为零，在最低点，重力的方向与速度方向垂直，重力的功率为零，可知从到的过程中，重力的功率先增大后减小，故A错误； B．从到，小球缓慢移动，根据动能定理得， 解得 故B正确； C．从到的过程中，小球的速度大小在变化，沿径向的合力在变化，故C错误； D．在位置，根据平衡条件有 解得， 从到，根据动能定理得， 根据牛顿第二定律得 联立两式解得，故D正确。 故选BD。 4．BC 【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C正确，D错误。 故选BC。 5．(1)60m (2) (3) 【详解】（1）根据平均速度公式推论可知，歼-35运动的距离 解得 （2）根据动能定理可知，合外力对歼-35做的功 解得 （3）合外力的平均功率 = 解得 = 6．(1) (2) (3) 【详解】（1）拉力做的功为 代入数据得 （2）物体克服摩擦力做的功为 代入数据得 （3）由动能定理得 代入数据得 7．C 【详解】A．1s后撤去恒力，物块在摩擦力作用下做匀减速直线运动，由可知物块做减速直线运动的加速度大小为 由牛顿第二定律可得 解得物块与桌面间的动摩擦因数为，故A错误； BCD．由与横轴围成的面积表示位移可知，物块通过的总位移大小为 摩擦力对物块做的功为 根据动能定理可得 可得恒力做的功为，故BD错误，C正确。 故选C。 8．AC 【详解】CD．物体下滑时，斜面支持力 滑动摩擦力 因此克服摩擦力做功 两个斜面的水平投影相同，物体质量、动摩擦因数相同，因此，故C正确、D错误； AB．根据动能定理，末动能 其中为斜面顶端的高度，初始动能为0。由图可知顶端高度，且，因此，故A正确、B错误。 故选AC。 9．(1) (2)，方向竖直向下 (3) 【详解】（1）根据图像与横轴围成的面积表示功的大小，可知滑块在AB段运动过程中推力F做的功为 （2）滑块在AB段运动过程中，由动能定理得 解得 在B点，由牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律可知滑块运动至圆弧轨道上B点时对轨道的压力大小为，方向竖直向下。 （3）分析知滑块在C点恰好不脱离轨道，支持力为零，A点的速度最大；设圆弧对应的圆心角为，由几何关系得 由牛顿第二定律得 滑块从A到C，由动能定理得 联立解得滑块在A点的最大速度为 10．C 【详解】A．匀加速运动阶段，由牛顿第二定律可得 即 可见F不与成正比，故A错误。 B．匀加速阶段结束时，速度达，功率达额定功率，此时 牵引力 因此，故B错误； C．当机器人最大速度时匀速行驶，牵引力等于总阻力 功率 当速度 时，若处于功率恒定阶段（即)，牵引力 加速度 代入 解得 因时可能存在 ，故此加速度可能成立，故C正确； D．匀加速阶段，根据动能定理可得 在匀加速阶段，瞬时功率 不随时间线性变化，因此牵引力做功，故D错误。 故选C。 11．CD 【详解】A．在最高点，炮弹竖直速度为零，水平速度不为零，故A错误； B．在最高点，炮弹受重力和水平空气阻力，合力大于重力，因此加速度大于，故B错误； C．炮弹从到的过程中，在竖直方向上，受到重力和阻力在竖直向下的分力，即 解得 同理到的过程中，在竖直方向上，炮弹受到重力和阻力在竖直向上的分力，即 解得 所以，因为竖直位移相同，加速度越大，时间越小，所以炮弹由点到点的时间小于由点到点的时间，故C正确； D．由于等高，重力做功为零，由动能定理可知，从到合外力做功即空气阻力做功等于炮弹动能的变化量，故D正确。 故选CD。 12．(1) (2) (3) 【详解】（1）对滑块从A到B的过程，由动能定理得 解得 （2）在前2m，根据牛顿第二定律有 解得 且 解得 （3）对滑块从B到C的过程，由动能定理得 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $