高中物理 2.1 动能的改变校本作业1 鲁科版必修2
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高中物理学习材料桑水制作第1节动能的改变1.在下列几种情况下,甲、乙两物体的动能相等的是()1A.甲的速度是乙的2倍,甲的质量是乙的21B.甲的质量是乙的2倍,甲的速度是乙的21C.甲的质量是乙的4倍,甲的速度是乙的2D.质量相同,速度的大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动答案:CD2.在光滑的地板上,用水平拉力分别使两个物块由静止获得相同的动能,那么可以肯定()A.水平拉力相等B.两物块质量相等C.两物块速度变化相等D.水平拉力对两物块做功相等答案:D3.关于做功和物体动能变化的关系,不正确的是()A.只有动力对物体做功,物体的动能增加B.只有物体克服阻力做功,它的动能减少C.外力对物体做功的代数和等于物体末动能与初动能之差D.动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化解析:根据动能定理,引起物体动能发生变化的,不是只有动力对物体做功,还有阻力对物体做功,动能定理中的功是指物体所受到的所有外力的合力的功.只有动力对物体做功,物体的动能一定增加,物体克服阻力做功,即力对物体做负功,物体的动能就减少.所以ABC 是正确的.如果动力做的功与阻力做的功相等,则物体的动能就保持不变,所以D是错误的. 答案:D3.下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是()A.如果物体所受合外力为零,则合外力对物体做的功一定为零B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零C.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化D.物体的动能不变,所受合外力一定为零解析:物体所受到的合外力为零,则合外力对物体做功一定为零,A 正确.合外力对物体做功为零,物体的动能变化为零,但物体所受的合外力不一定为零,如果物体所受到的合外力不为零,合外力对物体做功也可能为零,动能变化为零,B 、D 错误.如果物体在合外力的作用下做变速运动,物体的速度方向发生变化,但物体的速度大小不发生变化,则物体的动能不变,C 错误,正确的选项为A.答案:A4.对水平地面上的物体施加一水平恒力F ,物体从静止开始运动了位移s ,此时撤去力 F ,此后物体又运动了位移s 而静止下来.若物体的质量为m ,则有( )A.物体所受阻力的大小为FB.物体所受阻力的大小为2F C.力F 所做的功为零D.力F 所做的功为mFs 4 解析:对全过程利用动能定理可得Fs-2F f s=0,所以F f =2F ,力F 所做的功W F =Fs. 答案:B5.所有外力对物体所做的功等于__________,这个结论就叫动能定理.其数学表达式为:W=E k2-E k1,其中,E k1表示__________,E k2表示__________,W 为合外力的功.用动能定理解题具有很大的优越性,它既适用于力做功,也适用于做功,既适用于__________直线运动,又适用于__________运动.答案:动能的变化 运动物体的初动能 运动物体的末动能 变力 曲线6.一颗子弹以700 m/s 的速度打穿第一块木板后速度为500 m/s ,若让它继续打穿第二块同样的木板,则子弹的速度变为__________m/s(木板对子弹的阻力恒定).解析:由W=Fs 知子弹打穿每块木板,木板对子弹做的功都相等.打第一块:W=21mv 12-21mv 22;打第二块:W=21mv 22-21mv 32 联立以上两式可解得v 3=100 m/s.答案:100。
18日物理作业参考答案一、单项选择题1.关于对动能的理解,下列说法不正确的是( )A .凡是运动的物体都具有动能B .动能总为正值C .一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化D .一定质量的物体,速度变化时,动能一定变化解析:选D.物体由于运动而具有的能叫动能,是标量,且E k =12m v 2,所以选项A 、B 正确;动能的大小和m 与v 都有关,所以m 一定时,选项C 正确;当速度方向变化而速度大小不变化时动能不改变,选项D 错误.2.关于“探究恒力做功与动能改变的关系”的实验,下列说法中正确的是( )A .应调节定滑轮的高度使细绳与木板平行B .应调节定滑轮的高度使细绳保持水平C .平衡摩擦力时,若纸带上打出的点越来越密,就应调小斜面倾角D .平衡摩擦力时,若纸带上打出的点越来越疏,就应调大斜面倾角解析:选A.细绳与木板平行,以保证绳的拉力与速度在同一直线上,选项A 对,B 错;平衡摩擦力时,若纸带上的点越来越密,说明做减速运动,没有完全平衡摩擦力,应调大倾角,选项C 错;同理,选项D 错.3.关于物体动能的改变与做功的关系,下列说法正确的是( )A .只要动力对物体做功,物体的动能就增加B .只要物体克服阻力做功,物体的动能就减少C .动力、阻力都做功,物体动能不变D .合外力对物体做功的代数和等于物体末动能与初动能的差解析:选D.根据动能定理知,只要合外力的功大于零,物体的动能就增加;只要合外力的功小于零,物体的动能就减少,所以选项D 正确.4.足球运动员将m =0.5 kg 的足球沿与水平方向成60°角的方向以10 m/s 的速度踢出,则球被踢出的瞬间具有的动能为( )A .25 JB .12.5 JC .6.25 JD .37.5 J解析:选A.足球被踢出瞬间的动能E k =12m v 2=12×0.5×102 J =25 J.5.一质量为m 的小球用长为l 的细线悬挂于O 点,小球在水平力F 作用下,从平衡位置P 点缓慢地移动,当悬线偏离竖直方向θ角时,如图所示,则在这一过程中水平力所做的功为( )A .mgl cos θB .Fl sin θC .mgl (1-cos θ)D .Fl cos θ解析:选C.小球在缓慢移动的过程中,动能不变,故可用动能定理求解,即W F +W G =0,其中W G =-mgl (1-cos θ),所以W F =-W G =mgl (1-cos θ),故选项C 正确.6.速度为v 的子弹,恰可穿透一块固定着的木板,如果子弹的速度为2v ,子弹穿透木板时阻力视为不变,则可穿透同样的木板( )A .1块B .2块C .3块D .4块解析:选D.设子弹穿木板的阻力为f ,每块木板的厚度为d ,由动能定理可知,-f ·d =0-12m v 2① -fd ′=0-12m (2v )2② 由①②两式可得:d ′=4d ,故选项D 正确.二、多项选择题7.如图所示,一块长木板B 放在光滑的水平地面上,在B 上放一物体A ,现以恒定的外力F 拉B ,由于A 、B 间摩擦力的作用,A 将在B 上滑动,以地面为参考系,A 和B 都向前移动一段距离,在此过程中( )A .外力F 做的功等于A 和B 动能的增量B .B 对A 的摩擦力所做的功等于A 的动能的增量C .A 对B 的摩擦力所做的功等于B 对A 的摩擦力所做的功D .外力F 对B 做的功等于B 动能的增量与B 克服摩擦力所做的功之和解析:选BD.A 物体所受的合外力等于B 对A 的摩擦力,由动能定理得B 对A 的摩擦力所做的功等于A 动能的增量,B 选项正确;A 对B 的摩擦力与B 对A 的摩擦力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,但是由于A 在B 上滑动,A 、B 对地的位移不相等,故二者做功不相等,选项C 错误;对B 应用动能定理W F -W f =ΔE k B ,即W F =W f +ΔE k B ,选项D 正确;B 克服摩擦力所做的功与A 动能的增量(B 对A 的摩擦力所做的功)不相等,选项A 错误.8.质量为m 的汽车在平直的公路上行驶,某时刻速度为v 0,从该时刻起汽车开始加速,经过时间t 前进的距离为s ,此时速度达到最大值v m ,设在加速过程中发动机的功率恒为P ,汽车所受阻力恒为F μ,则这段时间内牵引力所做的功为( )A .PtB .F μv m tC .F μs D.12m v 2m +F μs -12m v 20解析:选ABD.牵引力的功率为P ,则W =Pt ,A 正确;当牵引力等于阻力时,速度达到最大值,则有P =F μv m ,B 正确;加速阶段牵引力大于阻力,C 错误;对加速阶段,由动能定理得W -F μs =12m v 2m -12m v 20,D 正确. 9.一物体沿直线运动的v -t 关系如图所示,已知在第1 s 内合力对物体做功为W ,则( )A .从第1 s 末到第3 s 末合力做功为4WB .从第3 s 末到第5 s 末合力做功为-2WC .从第5 s 末到第7 s 末合力做功为WD .从第3 s 末到第4 s 末合力做功为-0.75W解析:选CD.由题图知第1 s 末的速度为v ,则由动能定理可得12m v 2=W ,从第1 s 末到第3 s 末合力做功为12m v 2-12m v 2=0,从第3 s 末到第5 s 末合力做功为0-12m v 2=-W ,从第5 s 末到第7 s 末合力做功为12m v 2-0=W ,从第3 s 末到第4 s 末合力做功为12m ⎝⎛⎭⎫v 22-12m v 2=-0.75 W ,故C 、D 正确.三、非选择题10.某探究学习小组的同学欲探究“恒力做功与动能改变的关系”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器及学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小沙桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:(1)你认为还需要的实验器材有___________________________________.(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的条件是________________,实验时首先要做的步骤是________________.(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M .往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m .让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L 和这两点的速度大小v 1与v 2(v 1<v 2),则本实验最终要验证的数学表达式为________________________________________________________________________.(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)解析:(1)测量沙和沙桶的总质量、滑块的质量要用到天平,利用纸带求加速度时要用到刻度尺.(2)实验时首先要平衡滑块的摩擦力,为使细线的拉力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应远小于滑块的质量.(3)动能的增量ΔE k =12M v 22-12M v 21 细线拉力做的功W =mgL故需要验证的关系式为mgL =12M v 22-12M v 21. 答案:(1)天平、刻度尺(2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量 平衡摩擦力(3)mgL =12M v 22-12M v 21 11.一质量为0.5 kg 的小物块放在水平地面上的A 点,距离A 点5 m 的位置B 处是一面墙,如图所示,一物块以v 0=9 m/s 的初速度从A 点沿AB 方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s ,碰后以6 m/s 的速度反向运动直至静止,g 取10 m/s 2.(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;(2)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W .解析:(1)由动能定理,有-μmgs =12m v 2-12m v 20可得μ=0.32.(2)W =12m v ′2=9 J. 答案:(1)0.32 (2)9 J12.如图所示,摩托车做特技表演时,以v 0=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/s 2.求:(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W f ,根据动能定理W -W f -mgh =12m v 2-12m v 20代入数据,可得W f =1.11×103 J所以,摩托车冲向高台过程中克服阻力所做的功为1.11×103 J.答案:(1)1.2×104 J (2)1.11×103 J。
2-1动能的改变1.下列说法中,正确的是( B )A.物体的动能不变,则其速度一定也不变B.物体的速度不变,则其动能也不变C.物体的动能不变,说明物体的运动状态没有改变D.物体的动能不变,说明物体所受的合外力一定为零2.一物体在水平方向的两个平衡力(均为恒力)作用下沿水平方向做匀速直线运动,若撤去一个水平力,则有( AC )A.物体的动能可能减少B.物体的动能可能不变C.物体的动能可能增加D.余下的一个力一定对物体做正功3.在离地面一定高度处,以相同的动能,向各个方向抛出多个质量相同的小球,这些小球到达地面时,有相同的( A )A.动能B.速度C.速率D.位移4.在光滑水平面上.质量为2kg的物体以2m/s的速度向东运动,当对它施加一向西的力,过时间t后物体以2m/s的速度向西运动,则这过程中该外力对物体做的功是(D )A.16J B.8J.C.4J D.05.甲、乙、丙三个物体具有相同的动能,甲的质量最大,丙的最小,要使它们在相同的距离内停止,若作用在物体上的合力为恒力,则合力( C )A.甲的最大B.丙的最大C.都一样大D.取决于它们的速度6.质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上,若物体受到水平力F的作用从静止起通过位移s后获得的动能为E1,当物体受水平力2F作用,从静止通过相同位移s,它获得的动能为E2,则( C )A.E2=E1B.E2=2E1C.E2>2E l D.E1<E2<2E l7.一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F作用下,从平衡位置P很缓慢地移动到Q点,如图所示,则力F所做的功为( B )A .m g l cosθB .m g l (1一cosθ)C .Fl s inθD .Fl (1一cosθ)8.在平直的公路上汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达v 1后立即关闭发动机让其滑行,直至停止,其v - t 图像如图所示.设运动的全过程中汽车牵引力做的功为W 1,克服摩擦力做的功为W 2,那么W 1 : W 2应为 ( A )A .1∶1B .1∶2C .1∶3D .1∶49.将质量m 的一块石头从离地面H 高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥中h 深处,不计空气阻力,则泥对石头的平均阻力为( C )。
动能的改变学案1.动能定理的表述合外力做的功等于物体动能的变化。
(这里的合外力指物体受到的所有外力的合力,包括重力)。
表达式为W =ΔE K 动能定理也可以表述为:外力对物体做的总功等于物体动能的变化。
实际应用时,后一种表述比较好操作。
不必求合力,特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下,只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来,就可以得到总功。
和动量定理一样,动能定理也建立起过程量(功)和状态量(动能)间的联系。
这样,无论求合外力做的功还是求物体动能的变化,就都有了两个可供选择的途径。
和动量定理不同的是:功和动能都是标量,动能定理表达式是一个标量式,不能在某一个方向上应用动能定理。
2.应用动能定理解题的步骤 ⑴确定研究对象和研究过程。
和动量定理不同,动能定理的研究对象只能是单个物体,如果是系统,那么系统内的物体间不能有相对运动。
(原因是:系统内所有内力的总冲量一定是零,而系统内所有内力做的总功不一定是零)。
⑵对研究对象进行受力分析。
(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析,含重力)。
⑶写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负)。
如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段做的功。
⑷写出物体的初、末动能。
⑸按照动能定理列式求解。
例1. 如图所示,斜面倾角为α,长为L ,AB 段光滑,BC 段粗糙,且BC =2 AB 。
质量为m 的木块从斜面顶端无初速下滑,到达C 端时速度刚好减小到零。
求物体和斜面BC 段间的动摩擦因数μ。
解:以木块为对象,在下滑全过程中用动能定理:重力做的功为mgL sin α,摩擦力做的功为αμcos 32mgL -,支持力不做功。
初、末动能均为零。
mgL sin ααμcos 32mgL -=0,αμtan 23= 从本例题可以看出,由于用动能定理列方程时不牵扯过程中不同阶段的加速度,所以比用牛顿定律和运动学方程解题简洁得多。
2-1动能的变化1.如图,A、B质量相等,它们与地面间的摩擦系数也相等,且F A=F B,如果A、B由静止开始运动相同的距离,那么(AD )A、F A对A做的功与F B对B做的功相同;B、F A对A做功的平均功率大于F B对B做功的平均功率;C、到终点时物体A获得的动能大于物体B获得的动能;D、到终点时物体A获得的动能小于物体B获得的动能。
2.两个物体A、B的质量之比m A∶m B=2∶1,二者动能相同,它们和水平桌面的动摩擦因数相同,则二者在桌面上滑行到停止所经过的距离之比为(B)A.s A∶s B=2∶1B.s A∶s B =1∶2C.s A∶s B =4∶1D.s A∶s B =1∶43.静止在粗糙水平面上的物块A受方向始终水平向右、大小先后为F1、F2、F3的拉力作用做直线运动,t=4s时停下,其速度—时间图象如图所示,已知物块A与水平面间的动摩擦因数处处相同,下列判断正确的是(AC )A.全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功B.全过程拉力做的功等于零C.一定有F1+F3=2F2D.可能有F1+F3>2F24.质点所受的力F随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上.已知t = 0时质点的速度为零.在图示的t1、t2、t3和t4各时刻中,哪一时刻质点的动能最大( B )A.t1B.t2C.t3 D.t45.如图所示,用竖直向下的恒力F 通过跨过光滑定滑轮的细线拉动光滑水平面上的物体,物体沿水平面移动过程中经过A 、B 、C 三点,设AB=BC ,物体经过A 、B 、C 三点时的动能分别为E KA ,E KB ,E KC ,则它们间的关系应是( B )A .E KB -E KA =E KC -E KB B .E KB -E KA <E KC -E KBC .E KB -E KA >E KC -E KBD .E KC <2E KB6.一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动.当物块的初速度为v 时,上升的最大高度为H ,如图所示;当物块的初速度为v 2时,上升的最大高度记为h.重力加速度大小为g.则物块与斜坡间的动摩擦因数和h 分别为( D )A .tan θ和H 2 B.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫v 22gH -1tan θ和H 2 C .tan θ和H 4 D.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫v 22gH -1tan θ和H 4 7.质量为m 1、m 2的两物体,静止在光滑的水平面上,质量为m 的人站在m 1上用恒力F 拉绳子,经过一段时间后,两物体的速度大小分别为v 1和v 2,位移分别为s 1和s 2,如图所示。
《第1节动能的改变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题(本大题有7小题,每小题4分,共28分)1、物体从静止开始做匀加速直线运动,在第一个2秒内和前10秒内,物体的动能之比为:A. 1:9B. 1:8C. 4:1D. 9:12、一个物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动,前2秒内和前4秒内,物体的位移之比为:A. 1:2B. 1:4C. 5:4D. 4:53、一个物体在水平方向上做匀速直线运动,其质量为m,速度为v。
若该物体在竖直方向上受到一个向上的恒力F作用,使物体在竖直方向上做匀加速直线运动,加速度为a。
则物体在竖直方向上的动能改变量为:A. 0B. FvC. 1/2 * F * aD. 1/2 * m * v^2 + 1/2 * m * a^24、一个质量为m的物体从静止开始沿光滑斜面下滑,斜面的倾角为θ,重力加速度为g。
物体下滑过程中,其动能的改变量与下滑距离s之间的关系为:A. 动能改变量与s成正比B. 动能改变量与s的平方成正比C. 动能改变量与s的立方成正比D. 动能改变量与s无关5、一辆小车在水平面上以恒定速度行驶,突然完全释放其惯性(假设这意味着小车不再受到任何非外力影响)。
忽略空气阻力,那么小车接下来会如何运动?A、立即停止B、逐渐减速到零C、维持恒定速度D、方向发生改变,但速度维持6、质量为m的物体静止在光滑水平面上,当它受到一个大小为F的恒力作用时,它的动能改变了多少?A、(F⋅Δx)B、(12mv2)C、(F 22m⋅Δt)D、(12m(Δv)2)7、质量为2kg的物体以10m/s的速度运动,其动能是多少?(动能的计算公式为(E k=12mv2))A. 20JB. 40JC. 80JD. 160J二、多项选择题(本大题有3小题,每小题6分,共18分)1、关于动能的改变,以下说法正确的是:A、物体的速度增加,其动能一定增加B、物体的质量增加,其动能一定增加C、物体的速度减小,其动能一定减小D、物体的质量减小,其动能一定减小2、一个质量为2kg的物体,从静止开始加速,在5秒内速度从0增加到10m/s,则物体的动能增加了:A、50JB、100JC、200JD、500J3、质量为m的物体,在合外力F的作用下从静止加速到v速度,如果该物体的速度增加到2v,则它的动能改变了多少倍?A、1倍B、2倍C、3倍D、4倍3、一个人将质量为m的物体以初速度v0竖直向上抛出,到达最高点时速度为0。
高中物理学习材料桑水制作2.1 动能的改变【学业达标训练】1.关于对动能的理解,下列说法不正确的是( )A.凡是运动的物体都具有动能B.动能总为正值C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化D.一定质量的物体,速度变化时,动能一定变化【解析】选D.动能是物体由于运动而具有的能,A项正确;由动能定义式知,动能总为正值,B 项正确;动能是标量,一定质量的物体,动能变化时,速率肯定变化,所以动能变化时,速度一定变化,C项正确;但速度变化时,速率不一定变化,所以动能不一定变化,D项错误.2.改变物体的质量和速度都可改变物体的动能,在下列情况下,物体的动能变化最大的是()A.物体的质量不变,运动速度增大到原来的2倍B.物体的速度不变,质量增大到原来的2倍C.物体的质量变为原来的3倍,运动速度减为原来的一半D.物体的质量变为原来的一半,速度增加为原来的4倍【解析】选D.由公式可得,A的动能增加为原来的4倍;B的动能增加为原来的2倍;C的动能增加为原来的3/4倍;D的动能增加为原来的8倍;故D正确.3.关于运动物体所受的合力、合力的功、动能的变化,下列说法正确的是 ( )A.运动物体所受的合力不为零,合力必做功,物体的动能一定要变化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】选B、D.运动物体所受合力不为零,合力不一定做功,物体的动能不一定要变化,例如合力与位移始终垂直时,A、C项错.合力为零时,一定不做功,所以动能一定不变,B项正确.运动物体合力不为零,则其加速度一定不为零,所以物体一定做变速运动,D项正确.4.一个物体沿着高低不平的曲面做匀速率运动,在下面几种说法中,不正确的是( )A.动力做的功为零B.动力做的功不为零C.动力做功与阻力做功的代数和为零D.合力做的功为零【解析】选A.物体在曲面上做匀速率运动,动能不变,合力做功为零,但动力做的功不为零.5.质量为1 kg的滑块,以4 m/s的速度在光滑水平面上向右滑行,从某一时刻起,在滑块上施加一水平向左的作用力,经过一段时间,滑块的速度方向向左,大小仍是4 m/s,在这段时间里水平力对滑块做的功为( ) A.0 B.8 J C.16 J D.32 J【解析】选A.根据动能定理得W F=0,A项正确.6.一辆汽车以v1=6 m/s的速度沿水平路面行驶时,急刹车后能滑行s1=3.6 m,如果以v2=8 m/s的速度行驶,在同样路面上急刹车后滑行的距离s2应为多少?【素能综合检测】一、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分.每小题至少一个选项正确)1.关于动能,下列说法正确的是( )①公式E k= 1/2 mv2中的速度v通常是物体相对于地面的速度②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③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④物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动,其动能不同A.①②B.②③C.③④D.①④【解析】选A.动能是标量,与速度的大小有关,而与速度的方向无关,公式中的速度通常是相对于地面的速度.A项正确.3.一个25 kg的小孩从高度为3.0 m的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为2.0 m/s.取g=10 m/s2,关于力对小孩做的功,以下结果正确的是()A.合外力做功50 JB.阻力做功500 JC.重力做功500 JD.支持力做功50 J4.某同学想利用自由落体运动研究“功与物体速度关系”,实验中下列四组物理量中需要直接或间接测量的量有()A.重锤的质量B.重力加速度C.重锤下落的高度D.与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度【解析】选C、D.物体受力不变,可以利用下降高度关系代表功的关系,所以必须测量下落高度,再利用下落高度计算对应各点瞬时速度,故C、D对,A、B错.5.如图2所示,质量m=1 kg、长L=0.8 m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相平.板与桌面间的动摩擦因数μ=0.4.现用F=5 N的水平力向右推薄板,使它翻下桌子,力F做的功至少为(g取10 m/s2)()A.1 JB.1.6 JC.2 JD.4 J【解析】选B.力F做功最少时,薄板刚好一半被推出桌面.根据动能定理,有WF-μmg· =0,解得W F=1.6 J.二、非选择题(本题共3小题,共30分.要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要说明单位)6.(2009·宁夏高考)(10分)冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意图如图3.比赛时,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出,使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O.为使冰壶滑行得更远,运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小.设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1=0.008,用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至μ2=0.004.在某次比赛中,运动员使冰壶C在投掷线中点处以2 m/s的速度沿虚线滑出.为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点,运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少?(g取10 m/s2)7.(思维拓展题)(10分)若雨滴从空中同一高度处竖直下落,它们所受阻力与速度的平方成正比,雨滴接近地面时,已做匀速直线运动.现有质量分别为2 g和3 g的两雨滴,落地时,两者动能之比为多少?[探究·创新]8.(10分)运动会跳远场地总是有一个松软的沙坑,是为了防止运动员落地时受伤设置的,有一位同学想出了一个测量物体陷入沙子时受到阻力大小的办法.让铅球从沙子上面一定高度处静止下落,进入沙子后停止,测出释放点到沙子表面的高度H(如图4),球陷入深度h及铅球的重力mg,便可知道阻力的大小.试用学过的知识探究这种想法的可行性.。
2021-2022年高中物理第2章第1节动能的改变同步练习鲁科版必修2一、选择题1.关于物体动能变化与做功的关系,下列说法正确的是A.只要动力对物体做功,物体的动能就增加B.只要物体克服阻力做功,它的动能就减少C.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差答案:ABDD.动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化2.下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系,正确的是A.如果物体所受的合外力为零,那么,合外力对物体做的功一定为零B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零C.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定变化D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零答案:A3.改变物体的质量和速度,都能使物体的动能发生改变.下列哪种情况,物体的动能是原来的2倍A.质量减半,速度增大到原来的2倍B.速度不变,质量增大到原来的2倍C.质量减半,速度增大到原来的4倍D.速度减半,质量增大到原来的4倍答案:AB4.A、B两物体质量相等,A在光滑的水平面上,B在粗糙的水平面上,受相同的水平拉力作用.从静止开始运动,移动相同的距离.则A.力对B做的功大于对A做的功B.力对A、B做功相同C.A、B的动能相同D.A的动能大于B的动能答案:BD5.质点在恒力作用下,由静止开始做直线运动,那么下列说法中正确的是A.质点的动能与它通过的位移成正比B.质点的动能与它通过的位移的平方成正比C.质点的动能与它运动的时间成正比D.质点的动能与它运动的时间的平方成正比答案:AD6.一质量为1 kg的物体被人用手由静止向上提升1 m,这时物体的速度为2 m/s.则下列说法正确的是A.手对物体做功12 JB.合外力对物体做功12 JC.合外力对物体做功2 JD.物体克服重力做功10 J答案:ACD7.物体在水平恒力作用下,在水平面上由静止开始运动,当位移为s 时撤去F ,物体继续前进3s 后停止运动.若路面情况相同,则物体受的摩擦力和最大动能是A.f =,E k =4FsB.f =,E k =FsC.f =,E k =D.f =,E k =答案:C二、非选择题8.甲、乙两物体质量之比为A,当它们以相同速率运动时,它们的动能之比为________;当它们具有相同的动能时,它们的速度大小之比为________.答案:A ∶1 1∶A 1/29.一列火车由机车牵引沿水平轨道行驶,经过时间t ,其速度由零增大到v .已知列车总质量为M ,机车功率P 保持不变,列车所受阻力f 为恒力.求这段时间内列车通过的路程. 答案:fMv Pt 22110.如图所示,粗糙水平面AB 与位于竖直面上的光滑的弧形轨道BC 在B 点连接.一物块从AB 上的D 点以v 0=8 m/s 的初速度向B 点滑行,知BD 间距为15 m,物块与水平面间的动摩擦因数为0.2.求:(1)物块到达B 点时的速度大小;(2)物块在弧形面上瞬间速度为零的位置距水平面多高?答案:(1)2 m/s (2)0.2 m ( 33722 83BA 莺z23175 5A87 媇32382 7E7E 繾l28979 7133 焳 yL26662 6826 栦[ 22282 570A 圊。
动能的改变1.关于对动能的理解,下列说法不.正确的是( ) A .凡是运动的物体都具有动能 B .动能总为正值C .一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化D .一定质量的物体,速度变化时,动能一定变化解析:物体由于运动而具有的能叫动能,是标量。
E k =12mv 2,所以,A 、B 正确。
动能的大小和m 与v 都有关,所以m 一定时,C 正确。
速度方向变化时动能不改变,D 错误。
答案:D2.关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系,下列说法正确的是( ) A .如果物体所受合外力为零,则合外力对物体做的功一定为零 B .如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零 C .物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化 D .物体的动能不变,所受合外力一定为零解析:根据动能定理W =ΔE k ,合外力为零,则W 一定为零,A 正确。
由功的定义知合外力做功为零,合外力不一定为零,B 错。
物体做变速运动,动能不一定变化,故C 错。
物体的动能不变,说明合外力做功一定为零,但合外力不一定为零,D 错。
答案:A3.如图1所示,一辆汽车以v 1=6 m/s 的速度沿水平路面行驶时,急刹车后能滑行l 1=3.6 m ,如果改以v 2=8 m/s 的速度行驶,同样的情况下急刹车后滑行的距离l 2为( )A .6.4 mB .5.6 mC .7.2 mD .10.8 m解析:刹车滑行时,汽车克服阻力做功,将动能转化为内能 由动能定理-μmgl =0-12mv 02得滑行距离l =v 022g μ,即l 1l 2=v 12v 22所以l 2=v 22v 12l 1=6.4 m ,所以A 正确。
答案:A4.物体沿直线运动的v -t 关系如图2所示,已知在第1 s 内合外力对物体做的功为W ,则( )A .从第1 s 末到第3 s 末合外力做功为4W 图2B .从第3 s 末到第5 s 末合外力做功为-2WC .从第5 s 末到第7 s 末合外力做功为2WD .从第3 s 末到第4 s 末合外力做功为-0.75W解析:从第1 s 末到第3 s 末物体做匀速运动,所以合外力做功为零,A 选项错误。
动能的改变
1.下列说法中,正确的是 ( B )
A.物体的动能不变,则其速度一定也不变
B.物体的速度不变,则其动能也不变
C.物体的动能不变,说明物体的运动状态没有改变
D.物体的动能不变,说明物体所受的合外力一定为零
2.一物体在水平方向的两个平衡力(均为恒力)作用下沿水平方向做匀速直线运动,若撤去一个水平力,则有 ( AC )
A.物体的动能可能减少 B.物体的动能可能不变
C.物体的动能可能增加 D.余下的一个力一定对物体做正功
3.在离地面一定高度处,以相同的动能,向各个方向抛出多个质量相同的小球,这些小球到达地面时,有相同的 ( A )
A.动能 B.速度 C.速率 D.位移
4.在光滑水平面上.质量为2kg的物体以2m/s的速度向东运动,当对它施加一向西的力,过时间t后物体以2m/s的速度向西运动,则这过程中该外力对物体做的功是 (D ) A.16J B. 8J. C.4J D.0
5.甲、乙、丙三个物体具有相同的动能,甲的质量最大,丙的最小,要使它们在相同的距离内停止,若作用在物体上的合力为恒力,则合力 ( C )
A.甲的最大 B.丙的最大
C.都一样大 D.取决于它们的速度
6.质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上,若物体受到水平力F的作用从静止起通过位移s后获得的动能为E1,当物体受水平力2F作用,从静止通过相同位移s,它获得的动能为E2,则 ( C )
A.E2=E1 B.E2=2E1 C.E2>2E l D.E1<E2<2E l
7.一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F作用下,从平衡位
置P很缓慢地移动到Q点,如图所示,则力F所做的功为 ( B )
A.m g l cosθ B.m g l (1一cosθ) C.Fl sinθ D.Fl(1一cosθ)
8.在平直的公路上汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达v1后立即关闭发动机让其滑
行,直至停止,其v- t图像如图所示.设运动的全过程中汽车牵引力做的
功为W1,克服摩擦力做的功为W2,那么W1 : W2应为 ( A )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.1∶4
9.将质量m的一块石头从离地面H高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥
中h深处,不计空气阻力,则泥对石头的平均阻力为( C )。
A.mg B.mgH/h C.mg(H+h)/h D.mg h / (H+h)
10 .如图所示,质量为m的物体在水平传送带上由静止释放,传送带由电动机带动,始终保
持以速度v 匀速运动,物体过一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止释放到相对静止这一过程下列说法正确的是( BCD )
A .电动机多做的功为
221mv B .摩擦力对物体做的功为22
1mv C .传送带克服摩擦力做功为2mv D .系统产生的热量为221mv
11.在探究动能定理的实验中,某实验小组组装了一套如图所示的装置,拉力传感器固定在小车上,一端与细绳相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接,打点计时器打点周期为T ,实验的
部分步骤如下:
①平衡小车所受的阻力:不挂钩码,调整木板右端的高
度,用手轻推小车,直到打点计时器打出一系列间距相
等 的点.
②测量小车和拉力传感器的总质量M ,按图组装好仪器,
并连接好所需电路,将小车停在打点计时器附近,先接
通拉力传感器和打点计时器的电源,然后释放小车 ,打出一条纸带,关闭电源.
③在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示,在纸带上按打点先后顺序依次取O 、A 、
B 、
C 、
D 、
E 等多个计数点,各个计数点到O 点间的距离分别用h A 、h B 、h C 、h D 、h E …表示,则小车和拉力传感器在计时器打下D 点时的动能表达式为
,若拉力传感器的读数为F ,计时器打下A 点到打下D 点过程中,细绳拉力对小车所做功的表达式为 .
④某同学以A 点为起始点,以A 点到各个计数点动能的增量为纵坐标,以A 点到各个计数点拉力对小车所做的功W 为横坐标,得到一条过原点的倾角为45°的直线,由此可以得到的结论是 . ③2)2(21T
h h M C E - )(A D h h F - ④在误差允许的范围内,动能定理成立
12.一个人站在距地面高h = 15m 处,将一个质量为m = 100g 的石块以v 0 = 10m/s 的速度斜向上抛出.
(1)若不计空气阻力,求石块落地时的速度v . ( 20m/s )
(2)若石块落地时速度的大小为v t = 19m/s ,求石块克服空气阻力做的功W .(1.95J)
13.固定的轨道ABC ,其中水平轨道AB 与足够长的斜面BC 在B 点相连,斜面倾角为=θ370,
如图所示,质量为m 的小物块静止于水平轨道P 点,PB 的距离s =1m ,用大小等于F =1.7mg 的水平恒力向左推动小物块,当小物块运动到点B 时,立即撤去推力F 。
不考虑物块滑到斜面底端的碰撞作用,斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同为3.0=μ。
求:
(sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s 2
)
(1)小物块沿斜面上升后,能达到的最大高度h ;
(2)小物块最终停在何处。
解:(1)根据动能定理,从P 点到最高点有:
θθμμsin cos )7.1(00h mg mgh s mg mg ---=- 代入数据6
.08.03.03.01)3.07.1(00h mg mgh mg mg ⨯⨯--⨯-=-得 小物块能达到的最大高度h =1m
(2)由于θθμsin cos mg mg <小物块到达最高点后会向下滑,设小物块最终停在离P 点的距离为s /,根据动能定理有: /sin cos 00mgs mg mgh h
μθμθ--=- 代入数据/6.013.08.03.000mgs
mg mg -⨯⨯-=-得: s /
=2m
14.质量为m =4×103kg 的汽车,发动机的额定功率为P =60 kW ,行驶中所受摩擦阻力为车重
的k =0.1倍,当它在水平长直公路上从静止开始以a =0.5 m/s 2的加速度做匀加速直线运动 (取
g=10 m/s 2)问:
(1)汽车所能达到的最大速度v m 为多少?
(2)匀加速直线运动的过程能维持多长时间1t ?
(3) 汽车达到的最大功率后以额定功率继续加速,又经过时间2t 汽车达到最大速度,求汽车加速的总位移。
(结果用题目所给的符号表示)
解:(1)F f = 即kmg F = 时汽车速度最大 15===kmg
P F P v m m/s
(2)根据牛顿第二定律有:ma f F =-1
11v F P = 匀加速直线运动的过程能维持的时间:a v t 11=
代入数据得:t 1=20s
(3)根据动能定理得:kmgs Pt t P mv m -+=-212
021 汽车加速的总位移:kmg
kmg P m Pt a kmg m a P P s 21)(212-++= 注:原题中具体数据表示,而实际中变加速的时间是能用微积分算出的,因而是不科学的,匀加速过程功率随时间均匀增大,因而用平均功率求功较方便。