高中物理第七章机械能守恒定律7动能和动能定理课时作业新人教版必修2

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动能和动能定理

时间：45分钟

一、单项选择题

1．一个原来静止的质量为m的物体放在光滑的水平面上，在互成60°角的大小相等的两个水平恒力作用下，经过一段时间，物体获得的速度为v，在两个力的方向上的分速度分别为v1和v2，那么在这段时间内，其中一个力做的功为( )

mv2 mv2

mv2 mv2

解析：依题意，两个力做的功相同，设为W，则两力做的总功为2W，物体动能的改变量121212为mv.根据动能定理有2W＝mv，则可得一个力做的功为W＝mv. 224

答案：B

2．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( )

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，合外力总是做正功

解析：由v－t图知0～1 s内，v增加，动能增加，由动能定理可知合外力做正功，A对.1～2 s内v减小，动能减小，合外力做负功，可见B、C、D错．

答案：A

3．一物体质量为2 kg，以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某时刻起对物体施加一水平向右的力，经过一段时间后，物体的速度方向变为水平向右，大小为4 m/s，在这段时间内，水平力做功为( )

A．0 C．16 J

B．8 J D．32 J

解析：对滑块进行研究，在水平力作用的一段时间内，初、末速度大小相等，虽然方向1

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不同，但两个不同状态下动能的改变量为零，由动能定理知，合外力做的功等于零．因为水平方向只有一个作用力，所以水平力所做的功为零．

答案：A

4．据报道，我国研制出了一种新型炸弹，已知该新型炸弹材料密度约为钢的倍，设其与常规炸弹飞行速度之比约为2

1，它们在穿甲过程中所受的阻力相同，则形状相同的新型

炸弹与常规炸弹的最大穿甲深度之比约为( )

A．2C．10

1 1

B．1D．5

1 2

2

12mv解析：设穿甲过程中所受阻力为Ff，由动能定理得：－Ffd＝0－mv，所以d＝，代

22Ff

入数据解得：d新

答案：C

5．汽车在平直公路上行驶，在它的速度从0增加到v的过程中，汽车发动机做的功为

d常＝101，C正确．

W1；在它的速度从v增加到2v的过程中，汽车发动机做的功为W2.设汽车在行驶过程中，发

动机的牵引力和所受阻力都不变，则有( )

A．W2＝2W1 C．W2＝4W1

B．W2＝3W1

D．仅能判定出W2>W1

解析：设汽车所受的牵引力和阻力分别为F、Ff，两个过程中的位移分别为l1、l2，由动121122

能定理得：(F－Ff)l1＝mv－0，(F－Ff)l2＝m(2v)－mv，解得：l2＝3l1.由W1＝Fl1，W2＝

222

Fl2，得W2＝3W1，故B对．

答案：B 二、多项选择题

6．一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能( )

A．一直增大

B．先逐渐减小至零，再逐渐增大 C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小 D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大

解析：若恒力的方向与初速度的方向相同或二者夹角为锐角，物体一直做加速运动，选项A正确；若恒力的方向与初速度的方向相反，物体先做匀减速运动，再反向做匀加速运动，选项B正确；若恒力方向与初速度方向之间的夹角为钝角(如斜上抛运动)，则选项D正确，故本题正确选项为A、B、D.

答案：ABD

7．冰壶比赛场地如图所示，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线MN处放手让冰2

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壶滑出．设在某次投掷后发现冰壶投掷的初速度v0较小，直接滑行不能使冰壶沿虚线到达尽量靠近圆心O的位置，于是运动员在冰壶到达前用毛刷摩擦冰壶运行前方的冰面，这样可以使冰壶与冰面间的动摩擦因数从μ减小到某一较小值μ′，设经过这样擦冰后，冰壶恰好滑行到圆心O点．关于这一运动过程，以下说法正确的是( )

A．为使本次投掷成功，必须在冰壶滑行路线上的特定区间上擦冰 B．为使本次投掷成功，可以在冰壶滑行路线上的不同区间上擦冰 C．擦冰区间越靠近投掷线，冰壶滑行的总时间越短 D．擦冰区间越远离投掷线，冰壶滑行的总时间越短

解析：该题考查动能定理的应用及运动问题．从发球到运动到O点应用动能定理有－

μmgL1－μ′mgL2＝0－mv20，因此只要在冰壶滑行路线上的不同区间擦冰且使擦冰的距离L2

满足上式即可，因此A错误，B正确；擦冰区间越靠近投掷线，则开始阶段冰壶减速越慢，平均速度越大，所用时间越短，因此C正确，D错误．

答案：BC

8．一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时起，第1 s内受到2 N的水平外力作用，第2 s内受到同方向的1 N的外力作用．下列判断正确的是( )

9

A．0～2 s内外力的平均功率是 W

45

B．第2 s内外力所做的功是 J 4C．第2 s末外力的瞬时功率最大

4

D．第1 s内与第2 s内质点动能增加量的比值是

5

解析：第1 s内物体运动的位移为1 m，第2 s内物体运动的位移为2.5 m．第1 s内外力所做的功W1＝2×1 J＝2 J，第2 s内外力所做的功为W2＝1× J＝ J，则0～2 s内外力的平均功率为P＝

12

W1＋W29

2 s

＝ W，选项A正确，B错误．根据动能定理可知，第1 s内与第2 s4

W14

内质点动能增加量的比值等于＝，选项D正确．由功率公式P＝Fv可知，在第1 s末外力

W25

的瞬时功率最大为4 W，选项C错误． 3

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答案：AD 三、非选择题

9．如图所示，质量为m的物体，从高为h、倾角为θ的光滑斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，最后停在水平面上．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，求：

(1)物体滑至斜面底端时的速度． (2)物体在水平面上滑行的距离．

解析：物体从斜面上滑下，只有重力做功，使物体的动能增加．在水平面上滑行时，摩擦力做负功使物体的动能又减少到0，分别在两段过程中应用动能定理即可求解．

12

(1)由动能定理得mgh＝mv，得v＝2gh.

2

(2)解法1：设物体在水平面上滑行的距离为l，由动能定理 12

得－μmgl＝0－mv，

2

v2h得l＝＝.

2μgμ解法2：对整个过程运用动能定理得

hmgh－μmgl＝0－0，得l＝.

μ答案：(1)2gh (2)

10．如图所示，ABCD为一竖直平面内的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10 m，BC长1 m，AB和CD轨道光滑．一质量为1 kg的物体，从A点以4 m/s的速度开始运动，经过

hμBC后滑到高出C点10.3 m的D点速度为0.求：(g取10 m/s2)

(1)物体与BC轨道间的动摩擦因数． (2)物体第5次经过B点时的速度． 4

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(3)物体最后停止的位置(距B点多少米)．

解析：利用动能定理处理多过程问题，首先要分析物体的运动过程，把握好物体的初、末状态，然后找到整个过程中各个力所做的功，最后利用动能定理列式求解．

12

(1)由动能定理得－mg(h－H)－μmgsBC＝0－mv1，

2解得μ＝.

12

(2)物体第5次经过B点时，物体在BC上滑动了4次，由动能定理得mgH－μmg4sBC＝mv2

212

－mv1， 2

解得v2＝411 m/s≈13.3 m/s. (3)分析整个过程，由动能定理得

mgH－μmgs＝0－mv21，

解得s＝21.6 m.

所以物体在轨道上来回运动了10次后，还有1.6 m，故距B点的距离为2 m－1.6 m＝0.4 m.

答案：(1) (2)13.3 m/s (3)距B点0.4 m

1

2

3

11．质量为m的物体以速度v0竖直向上抛出，物体落回地面时，速度大小为v0(设物体

4在运动中所受空气阻力的大小不变)，如图所示，求：

(1)物体在运动过程中所受空气阻力的大小；

(2)物体以初速度2v0竖直向上抛出时的最大高度；假设物体在落地碰撞过程中无能量损失，求物体运动的总路程．

解析：(1)设物体到达的最大高度为h，受空气阻力为f，则由动能定理得： 12

上升阶段：－mgh－Ffh＝0－mv0，①

2132

下降阶段：mgh－Ffh＝m(v0)－0，②

24

5