2020版高中物理 第二章 能的转化与守恒 第1节 动能的改变试题 鲁科版必修2

2020版高中物理 第二章 能的转化与守恒 第1节 动能的改变试题 鲁科版必修2

第1节　动能的改变 ‎【二维选题表】‎ 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 对动能的理解 ‎1(易),2(易)‎ 对动能定理的理解 ‎4(易)‎ 动能定理的应用 ‎3(易),5(易),‎ ‎6(中),7(中),‎ ‎8(中),‎ ‎9(中),‎ ‎10(中),‎ ‎11(中),‎ ‎13(中),‎ ‎14(中),‎ ‎15(难)‎ ‎6(中),‎ ‎15(难)‎ 实验:探究动能定理 ‎12(中)‎ 基础训练 ‎1.(2016·福建四地六校联考)下列说法中正确的是(　C　)‎ A.物体的动能不变,其速度一定不变 B.物体的动能不变,所受合外力必定为零 C.物体所受的合外力为零,其动能一定不变化 D.物体速度变化,其动能一定变化 解析:速度是矢量,既有大小也有方向,速度的变化可能是大小变化,也可能是方向变化,也可能是大小和方向都变化.若动能变化,速度的大小一定变化,速度的方向是否变化不能确定.故C正确.‎ ‎2.(多选)关于动能,下列说法中正确的是(　ABD　)‎ A.公式Ek=mv2中的速度v通常是物体相对于地面的速度 B.动能的大小由物体的质量和速率决定,与物体运动的方向无关 C.物体以相同的速率向东和向西运动,动能的大小相等但方向不同 D.物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动,其动能相同 解析:Ek=mv2中的速度v是以地面为参考系的,选项A正确;动能的大小与物体的质量和速度大小有关,与速度方向无关,故选项B,D均正确;动能是标量,没有方向,选项C错误.‎ ‎3.(2016·浙江杭州检测) 一个人站在高出地面h处,抛出一个质量为m的物体,物体落地时速率为v,空气阻力可以忽略不计,则人对物体所做的功为(　C　)‎ 6‎ A.mgh ‎ B.mv2‎ C.mv2-mgh ‎ D.mv2+mgh 解析:设人对物体所做的功为W,根据动能定理得 W+mgh=mv2,得W=mv2-mgh,选项C正确.‎ ‎4.(多选)关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化,下列说法中正确的是(　BD　)‎ A.运动物体所受的合力不为零,合力一定做功,物体的动能一定变化 B.运动物体所受的合力为零,则物体的动能一定不变 C.运动物体的动能保持不变,则该物体所受合力一定为零 D.运动物体所受合力不为零,则该物体一定做变速运动 解析:合力不为零,合力不一定做功,选项A错误;合力为零,则合力不做功,动能不变,选项B正确;动能不变,合力不一定为零,但合力一定不做功,选项C错误;合力不为零时,物体一定有加速度,即做变速运动,选项D正确.‎ ‎5. (多选)物体在合外力作用下做直线运动的v-t图象如图所示.下列表述正确的是(　AD　)‎ A.在0～1 s内,合外力做正功 B.在0～2 s内,合外力总是做负功 C.在1～2 s内,合外力不做功 D.在0～3 s内,合外力做功为零 解析:在0～1 s内,物体的速度增大,动能增加,根据动能定理W合=‎ ΔEk,合外力做正功.故A正确.B错误.在1～2 s内,动能减小,合外力做负功.故C错误.在0～3 s内,动能变化为零,合外力做功为零.故D正确.‎ ‎6. (2016·福建四地六校联考)如图所示,质量为m的小球用长为L的细线悬挂静止在竖直位置,现用水平力F将小球缓慢地拉到细线与竖直方向成θ角的位置,重力加速度为g,则在此过程中拉力F做的功是(　D　)‎ 6‎ A.FLsin θ ‎ B.FLcos θ C.mgL(1-sin θ) ‎ D.mgL(1-cos θ)‎ 解析:因F为变力,故不能直接通过功的公式求解,根据动能定理可知,力F做的功等于物体克服重力做的功,故选项D正确.‎ ‎7.在光滑的水平面上有一物体,在将它的速度由零增大到v的过程中,外力对它所做的功为W1;紧接着将该物体的速度由v增大到2v的过程中,外力对它所做的功为W2,则W1与W2之比为(　C　)‎ A.1∶1 B.1∶2 ‎ C.1∶3 D.1∶4‎ 解析:由动能定理得,W1=mv2-0=mv2,‎ W2=m(2v)2-mv2=mv2,‎ 所以W1∶W2=1∶3,选项C正确.‎ ‎8.(2016·福建四地六校联考)一学生用力踢质量为‎1 kg的足球,使球从静止开始以‎10 m/s的速度水平飞出,设人踢球时对球的平均作用力为100 N,球在水平方向上运动了‎10 m,则该学生对球做的功为(　B　)‎ A.0 ‎ B.50 J C.1 000 J ‎ D.条件不足,无法确定 解析:对于该学生踢球的过程,根据动能定理得该学生对足球所做的功为W=mv2=×1×102 J=50 J,故A,C,D错误,B正确.‎ ‎9.一辆汽车在平直公路上以速度v0开始加速行驶,经时间t后,前进了距离s,此时恰好达到其最大速度vm,设此过程中发动机始终以额定功率P工作,汽车所受阻力为f,则在这段时间里,发动机所做的功为(　C　)‎ A.fs ‎ B.Pt-fs C.m-m+fs ‎ D.f·t 6‎ 解析:发动机牵引力是变力,其做功为W=Pt,‎ 又由动能定理得W-fs=m-m,‎ 则W=m-m+fs,选项C正确,A,B,D错误.‎ ‎10. A,B两物体的质量之比mA∶mB=2∶1,它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动,直到停止,其速度图象如图所示.那么,A,B两物体所受摩擦阻力之比fA∶fB与A,B两物体克服摩擦阻力做的功之比WA∶WB分别为(　A　)‎ A.4∶1,2∶1 B.2∶1,4∶1‎ C.1∶4,1∶2 D.1∶2,1∶4‎ 解析:由v-t图象知,aA=2aB,因fA=mAaA,fB=mBaB,‎ 故fA∶fB=4∶1,‎ 由动能定理知,‎ WA=-mA,WB=-mB.‎ 即克服摩擦阻力做的功之比WA∶WB=2∶1,选项A正确.‎ ‎11.两个物体A,B的质量之比mA∶mB=2∶1,两者动能相同,它们和水平桌面的动摩擦因数相同,则两者在桌面上滑行到停止所经过的距离之比为(　B　)‎ A.sA∶sB=2∶1 B.sA∶sB=1∶2‎ C.sA∶sB=4∶1 D.sA∶sB=1∶4‎ 解析:由动能定理-fs=0-mv2,得s=.‎ 又因为f=μmg,故===,故选项B正确.‎ 素养提升 ‎12.(2016·福建闽清月考)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中,某实验小组采用如图(甲)所示的实验装置和实验器材.‎ 6‎ ‎(1)为了用细线的拉力表示小车受到的合外力,实验中必须进行的操作是　 ; ‎ 为了能够用沙桶和沙所受的重力代替拉力,必须满足的条件是　 . ‎ ‎(2)如图(乙)为实验中打出的一条纸带,现选取纸带中的A,B两点对应的过程来探究恒力做功与动能改变的关系.已知打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g.若沙与沙桶的总质量为m1,小车的质量为m2.则此过程恒力做的功W=　　　　　　　,动能的改变量ΔEk=　　　　　　　(用题中或图中的物理量符号表示). ‎ 解析:(1)为了用细线的拉力表示小车受到的合外力,实验时应平衡小车受到的摩擦力,即改变木板的倾角,使重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力,要用沙桶和沙的重力代替拉力,须使得小车的质量远大于沙桶和沙的质量.(2)W=m1gs.打A,B两点时小车对应的瞬时速度分别为vA=,vB=,ΔEk=m2-m2=m2()2-m2()2.‎ 答案:(1)平衡摩擦力　小车的质量远大于沙桶和沙的质量 ‎(2)m1gs　m2()2-m2()2‎ ‎13. 质量m=‎1 kg的物体,在水平拉力F的作用下(拉力F大小恒定,方向与物体初速度方向相同),沿粗糙水平面运动,经过一段位移后拉力F停止作用,物体最终停下.运动过程中物体的动能—位移图象如图所示.(g取‎10 m/s2)求:‎ ‎(1)物体的初速度大小;‎ ‎(2)物体和平面间的动摩擦因数;‎ ‎(3)拉力F的大小.‎ 解析:(1)从图象可知初动能为2 J,Ek0=mv2=2 J,‎ 则v=‎2 m/s.‎ ‎(2)设摩擦力为f,由Ek-s图象知4～‎8 m的过程中摩擦力做负功,则-fs2=0-10 J.因f=μmg,解得μ=0.25.‎ ‎(3)在0～‎4 m的过程中,根据动能定理有(F-f)·s1=ΔEk,代入数据得F=4.5 N.‎ 答案:(1)‎2 m/s　(2)0.25　(3)4.5 N ‎14.某人将一个质量m=‎0.1 kg的小球从离水平地面高h=‎20 m处以大小v0=‎10 m/s的速度抛出,小球落地时的速度大小v=‎20 m/s,(取重力加速度g=‎10 m/s2)试求:‎ ‎(1)抛出小球的过程中人对小球做的功;‎ 6‎ ‎(2)在小球运动的过程中空气阻力对小球做的功.‎ 解析:(1)在抛出过程中,设人对小球做的功为W,‎ 由动能定理得W=m-0,代入数据得W=5 J.‎ ‎(2)小球在空中运动过程中,由动能定理 mgh+Wf=mv2-m 则Wf=mv2-m-mgh=-5 J.‎ 答案:(1)5 J　(2)-5 J ‎15. 如图所示,摩托车做特技表演时,以v0=‎10 m/s的初速度从高台底部冲向高台顶端,然后从高台顶端水平飞出.摩托车在冲向高台顶端的过程中始终以P=4 kW的额定功率行驶,所经历的时间t=3 s.人和车的总质量m=1.8×‎102 kg,台高h=‎5 m,摩托车冲到高台顶端时的速度为v=‎11 m/s.取重力加速度g=‎10 m/s2.求:(重力做功WG=-mgh)‎ ‎(1)摩托车在冲向高台顶端的过程中牵引力所做的功;‎ ‎(2)摩托车在冲向高台顶端的过程中克服阻力所做的功.‎ 解析:(1)摩托车在冲向高台顶端的过程中牵引力所做的功 W=Pt=1.2×104 J.‎ ‎(2)设摩托车在冲向高台顶端的过程中克服阻力所做的功为Wf,根据动能定理 W-Wf-mgh=mv2-m 代入数据,可得Wf=1.11×103 J.‎ 答案:(1)1.2×104 J　(2)1.11×103 J 6‎