内容正文:
专题:动能和动能定理 基础夯实综合检测训练(A卷)
一、单选题
1.如图所示,左端固定的轻质弹簧被物块压缩,物块被释放后,由静止开始从A点沿粗糙水平面向右运动。离开弹簧后,经过B点的动能为Ek,该过程中,弹簧对物块做的功为W,则物块克服摩擦力做的功Wf为( )
A. B. C. D.
2.刚体是指在运动中和受力作用后,形状和大小不变,而且内部各点的相对位置不变的物体。刚体绕一个固定轴转动所具有的转动动能表达式为,其中Ek为刚体的转动动能,I为刚体的转动惯量,ω为刚体转动的角速度,则刚体转动惯量I的单位用国际单位制的基本单位表示为( )
A. B. C. D.
3.如图所示,小行星绕太阳做椭圆运动,是轨道上的四个点,小行星动能最小的位置是( )
A.a B.b C.c D.d
4.某人从点由静止开始做无动力翼装飞行,运动到点后速度斜向下且保持不变,一段时间后运动到点,运动轨迹如图所示,此人从点到点的过程中( )
A.加速度一直减小 B.一直处于失重状态
C.动能一直在增加 D.重力势能一直在减小
5.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“弹道曲线”,如图中实线所示,设阻力大小与速度成正比,阻力方向与速度方向相反。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹,为弹道曲线上的五点,其中点为发射点,点为落地点,点为轨迹的最高点,为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是( )
A.炮弹到达点时,炮弹的速度为零
B.炮弹到达点时,炮弹的加速度方向竖直向下
C.炮弹经过点的速度大于经过点的速度
D.空气阻力对炮弹先做负功再做正功
6.如图所示,质量为m的小球,从桌面处以一定的速度竖直上抛,可以到达的最高点A离桌面高为H,桌面离地面高度为h,重力加速度为g,若以A点所在的水平面为零势能面,那么小球抛出时的动能为( )
A.mgH B. C. D.mgh
7.从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在以内时,物体上升、下落过程中动能随h的变化如图所示。重力加速度取。以下说法正确的是( )
A.物体上升过程受到的阻力为 B.物体下降过程所受合力为
C.物体的质量为 D.物体的质量为
8.如图所示,小郑同学正在垫排球。排球离开手臂后先竖直向上运动高度h后,再落回原位置,设空气阻力为f,则此过程中( )
A.重力对排球所做总功为
B.空气阻力对排球所做总功为
C.各力对排球做的总功为零
D.排球的动能变化量为零
9.如图所示,竖直平面内有一段固定的圆弧轨道:一小球以5m/s的初速度从A处沿切线方向入轨,离开圆弧轨道时速率为5m/s,若小球以4m/s的速度从A处沿切线方向入轨,则到达B点时速率为( )
A.小于4m/s B.等于4m/s C.大于4m/s D.不能确定
10.如图所示,与水平地面夹角为锐角的斜面底端A向上有三个等间距点和,即。小滑块P以初速度从A出发,沿斜面向上运动,若斜面与滑块间无摩擦,则滑块恰好到达点,而后下滑;若斜面部分与滑块间有摩擦,其余部位与滑块间仍无摩擦,则滑块恰好上滑到点,而后下滑,则滑块下滑到点时速度大小以及回到A点时速度大小分别为( )
A. B. C. D.
二、多选题
11.某汽车质量m=4000kg,发动机的额定功率为P,当汽车在路面上行驶时受到的阻力为车对路面压力的0.1倍,汽车在水平路面上行驶,汽车的v-t图像如图所示,0~20s图像是直线,t1=20s时,达到额定功率,此后汽车以额定功率运动,t2=100s时速度达到最大值,取g=10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.P=80kw B.v=25m/s时,牵引力F=6400N
C.10s时,牵引力F=16000N D.20~100s汽车的位移为2600m
12.有一质量为m的木块,从斜面上的a点滑向b点,如图所示。如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变,则以下叙述正确的是( )
A.木块所受的合外力为零
B.因木块所受的力都不对其做功,所以合外力做的功为零
C.重力和摩擦力的合力做的功为零
D.重力和摩擦力的合力为零
13.如图所示,A、B为弹性竖直挡板,相距,A、B之间为水平导轨。质量的一小球(可视为质点)自A板处开始,以的速度沿摩擦因数相同的水平导轨向B板运动,它与A、B挡板碰撞后瞬间均以碰前瞬间的速率反弹回来,为使小球恰好停在两挡板的中间,则摩擦力的大小可能为( )
A. B.
C. D.
14.以下说法正确的是( )
A.一个物体所受的合外力为零,它的动能一定守恒
B.一个物体做匀速运动,它的重力势能一定守恒
C.一个物体所受的合外力不为零,它的动能可能守恒
D.一个物体所受合外力的功为零,它一定保持静止或匀速直线运动
15.如图所示,质量为M的木块静止在光滑水平面上,质量为m的子弹以水平速度射中与木块后一起以速度v运动,已知当子弹相对木块静止时,木块前进距离为L,子弹进入木块的深度为d,若木块对子弹的阻力F恒定,那么下列关系式中正确的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
16.如图,AB为长直轨道, BCD为光滑曲线轨道,两段轨道在B处光滑连接。B、D二点离水平地面的高度分别为=0.50m,=1.75m。一小环套在轨道AB上,由静止开始释放,经过t=2s到达B点,速度=6.0m/s。则小环沿AB运动时加速度的大小是________m/s2;小环离开轨道D处时的速度的大小是__________m/s。
17.某人在空中某处将一质量为0.2kg的物体竖直向上抛出,物体经8s落地,其图像如图所示,则物体抛出时的动能为________J,物体上升过程在t =______s时到达最高点,物体上升到最高点距抛出点______m。(不计空气阻力)
18.如图所示,一质量为m的小球,用长为l的细绳悬挂于O点正下方的P点。小球在水平恒力F=mg的作用下,从P点运动到Q点。已知重力加速度为g,则小球在Q点的速度大小为________。
19.一质量为2kg的物体,在水平恒定拉力的作用下在粗糙的水平面上做匀速直线运动。当运动一小段时间后拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动。如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像。取g=10m/s2,摩擦力对物体所做的功为________J;物体匀速运动时的速度为________m/s。
四、计算题
20.质量为30kg的小孩荡秋千,运动过程中偏离竖直方向的最大角度为60°,不计空气阻力,g取10m/s2,则每根秋千绳承受的最大拉力为多少?
21.如图所示,带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块P静止在光滑水平地面上,其末端与水平地面相切。一滑块Q从光滑圆弧轨道的最高点由静止释放,已知光滑圆弧轨道和滑块的质量均为m,圆弧轨道的半径为R,重力加速度大小为g。求:
(1)滑块Q滑到水平地面上时速度大小;
(2)滑块Q在圆弧轨道上下滑的过程中,P对Q的支持力做的功是多少?
22.如图所示,小明用与水平方向夹角的轻绳拉木箱,绳的拉力为,木箱由静止开始沿水平地面向右移动了一段距离,木箱的质量为m=24kg,木箱受到地面的阻力,,求:
(1)绳的拉力及地面的阻力分别对木箱做的功;
(2)木箱前进时的动能;
(3)木箱前进时绳的拉力的瞬时功率和平均功率。
试卷第1页,共3页
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《专题:动能和动能定理 基础夯实综合检测训练(A卷)》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
C
D
C
A
C
B
C
A
题号
11
12
13
14
15
答案
BD
AC
BCD
AC
AD
1.D
【详解】从A点到B点过程,根据动能定理可得
解得物块克服摩擦力做的功为
故选D。
2.A
【详解】根据,可得
故惯量I的单位用国际单位制的基本单位表示为。
故选A。
3.C
【详解】根据题意,由开普勒第二定律可知,小行星在点时速率最小,小行星动能最小。
故选C。
4.D
【详解】从A到B做匀速直线运动,则加速度一直为零,处于平衡状态,速度不变,动能不变,整个过程中高度一直下降,则重力势能一直减小,选项ABC错误,D正确。
故选D。
5.C
【详解】A.炮弹到达点时,竖直方向上的速度为零,水平方向上的速度不为零,故A错误;
B.若在最高点炮弹只受重力作用,则炮弹的加速度方向竖直向下,而在实线中,炮弹在最高点不仅受重力作用,还受空气阻力(水平方向上的阻力与水平速度方向相反)作用,故合力不是竖直向下,则加速度不是竖直向下,故B错误;
CD.由于空气阻力一直做负功,根据动能定理可知炮弹经过a点时的速度大于经过c点时的速度,故C正确,D错误。
故选C。
6.A
【详解】小球从抛出到最高点A过程。根据动能定理可得
解得小球抛出时的动能为
故选A。
7.C
【详解】根据动能定理可得
可知图像的斜率绝对值表示合力的大小;则上升过程有
下落过程有
联立解得
,
故选C。
8.B
【详解】A.重力做功只与初末位置有关,球又回到原来的位置,重力做的总功为零,故A错误;
B.空气阻力对排球所做总功为
故B正确;
CD.排球从抛出点抛出后,在落回抛出点过程中,重力做功为零,空气阻力做负功,所以合功为负值,根据动能定理可知排球的动能变化量为负值,故CD错误。
故选B。
9.C
【详解】一小球以5m/s的初速度从A处沿切线方向入轨,离开圆弧轨道时速率为5m/s,根据动能定理可得
若小球以4m/s的速度从A处沿切线方向入轨,由于第二次在圆弧轨道滑动过程与第一次在圆弧轨道滑动过程相比,小球处于同一位置时,第二次的速率小于第一次的速率,根据牛顿第二定律可知,第二次小球对轨道的压力小于第一次小球对轨道的压力,则第二次的摩擦力小于第一次的摩擦力,整个滑动过程第二次克服摩擦力做功小于第一次克服摩擦力做功,根据动能定理可得
则小球到达B点时速率大于4m/s。
故选C。
10.A
【详解】由于等间距,所处的高度均匀变化,设A到克服重力做功为,从A到,根据动能定理,有
若设置斜面部分与滑块间有处处相同的摩擦,设克服摩擦力做功,根据动能定理有
联立解得
设滑块下滑到位置时速度大小为,根据动能定理有
解得
滑块由到A,由动能定理
解得
故选A。
11.BD
【详解】A.根据题意可知汽车到达最大速度时,加速度为0,合外力为0,则
,
代入数据解得
故A错误;
B.根据图像可知,v=25m/s时汽车已经处于恒功率阶段,故
故B正确;
C.10s时汽车处于恒加速度运动阶段,则加速度
根据牛顿第二定律
上述方程联立,解得
故C错误;
D.根据动能定理可知
解得
故D正确。
故选BD。
12.AC
【详解】A.木块做匀速直线运动,处于平衡状态,故合力为零,重力和摩擦力的合力与支持力平衡,所以重力和摩擦力的合力不为零,故A正确,D错误;
BC.速率不变,动能不变,由动能定理知,合外力做的功为零,而支持力始终不做功,重力做正功,摩擦力做负功,所以重力做的功与摩擦力做的功的代数和为零,故B错误,C正确。
故选AC。
13.BCD
【详解】A.为使小球恰好停在两挡板的中间,则小球经过的路程为
(n=0,1,2,3…)
小球从开始到停止运动过程有
解得
(n=0,1,2,3…)
若摩擦力为1N,解得
不符合要求,故A错误;
B.根据上述,若摩擦力为0.8N,解得
符合要求,故B正确;
C.根据上述,若摩擦力为,解得
符合要求,故C正确;
D.根据上述,若摩擦力为,解得
符合要求,故D正确。
故选BCD 。
14.AC
【详解】A.一个物体所受的合外力为零,该物体将做匀速直线运动或者静止,故它的动能一定守恒,故A正确;
B.一个物体做匀速运动,如匀速上升的物体,重力势能在增加,故B错误;
C.一个物体所受的合外力不为零,它的动能可能守恒,例如做匀速圆周运动的物体,故C正确;
D.一个物体所受合外力的功为零,不一定保持静止或匀速直线运动,例如匀速圆周运动的物体,故D错误。
故选AC。
15.AD
【详解】AB.由牛顿第三定律,子弹对木块的力的大小也等于F,对木块由动能定理得,故A正确,B错误;
CD.子弹相对于地面的位移为,对子弹由动能定理得,故C错误,D正确。
故选AD。
16. 3
【详解】[1][2]小环从A到B,做匀加速直线运动,由运动学公式有
得
小环由B到D,由动能定理有
得
17. 90 3 45
【详解】[1]由图可知,物体抛出时的动能为
[2]由图可知,物体上升过程在时,速度为零,此时物体上升到最高点;
[3]由图可知,物体上升到最高点与抛出点的距离为
18.
【详解】从P点运动到Q点,根据动能定理可得
又
联立解得小球在Q点的速度大小为
19. -16 2
【详解】[1]x=2m内,物体做匀速直线运动,所以
,
[2]图中面积即代表拉力做功的大小
由动能定理可得
解得
20.300N
【详解】设细绳的长度为L,设每根秋千绳承受的最大拉力为T,秋千从最高点摆到最低点的过程中,有
通过分析可知小孩摆到最低点时秋千绳承受的拉力为最大。根据向心力表达式
解得
21.(1);(2)
【详解】(1)设滑块Q滑到水平地面上时P的速度大小为,Q的速度大小为,以向右为正方向,由系统水平方向动量守恒有
由系统机械能守恒有
解得
(2)滑块Q在圆弧轨道P上下滑的过程中,设P对Q的支持力做功为W
对Q,由动能定理得
解得
22.(1)400J,;(2);(3)326.6W ,164W
【详解】(1)由功的定义式有
(2)由动能定理有
得
(3)因为动能
可求得
v=4.1
则瞬时功率为
P=326.6W
平均功率
木箱运动时间为
联立解得
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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$