遼寧省大連市高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 7.7 動(dòng)能和動(dòng)能定理同步測(cè)試 新人教版必修2.doc

《遼寧省大連市高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 7.7 動(dòng)能和動(dòng)能定理同步測(cè)試 新人教版必修2.doc》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《遼寧省大連市高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 7.7 動(dòng)能和動(dòng)能定理同步測(cè)試 新人教版必修2.doc（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

7.7動(dòng)能和動(dòng)能定理 1.質(zhì)量相等的物體分別在地球和月球表面上以相同的初動(dòng)能做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，則它們?cè)谏仙娜^(guò)程中（不計(jì)空氣阻力）：（ ） A. 所受沖量大小相等 B. 重力做的功相同 C. 平均速度大小相同 D. 重力加速度大小相等 【答案】ABC 【解析】 【分析】 根據(jù)動(dòng)量定理分析重力的沖量；根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)分析平均速度； 【詳解】由于初動(dòng)能相同，根據(jù)動(dòng)能和動(dòng)量的關(guān)系有初動(dòng)量為：，到最高點(diǎn)速度為零，末動(dòng)量為零，則： A、上升過(guò)程中物體動(dòng)量的變化是相等的，根據(jù)動(dòng)量定理可知，兩種情況下上升過(guò)程中所受的沖量相等，故A正確； B、所以上升過(guò)程中物體動(dòng)能的變化是相等，而且物體只受到重力做用，根據(jù)動(dòng)能定理可知，上升過(guò)程中重力做的功是相等的，故B正確； C、由于物體質(zhì)量相等，初動(dòng)能相等，即初速度相等，最高點(diǎn)末速度為零，由于是做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以根據(jù)平均速度公式，可知平均速度是相等的，故C正確； D、地球表面和月球表面的重力加速度不同，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【點(diǎn)睛】該題考查的知識(shí)點(diǎn)比較多，在解答的過(guò)程中要注意兩種情況下都是做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，而且初末速度相同，利用相應(yīng)定理和定律進(jìn)行求解即可。 2.一個(gè)人用力把一個(gè)質(zhì)量為1㎏的物體，由靜止向上提起1m時(shí)，物體的速度為2m/s，則在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 手對(duì)物體做的功為12J B. 合外力對(duì)物體做的功為2J C. 合外力對(duì)物體做的功偉12J D. 物體克服重力做的功為10J 【答案】ABD 【解析】 【詳解】A、由動(dòng)能定理得：W-mgh=mv2-0，得手對(duì)物體所做的功為：W=mv2+mgh=122+1101=12J，故A正確． B、C、由動(dòng)能定理得：合外力做功為W合=mv2-0=122=2J，故B正確，C錯(cuò)誤． D、物體克服重力做功為：W=mgh=1101J=10J，故D正確； 本題選錯(cuò)誤的故選C。 【點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵要掌握動(dòng)能定理的基本運(yùn)用，知道合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系，以及知道合外力做功等于各力做功的代數(shù)和． 3.在離地面高度為h處豎直上拋一質(zhì)量為m的物塊，拋出時(shí)的速度為v0,當(dāng)它落到地面時(shí)速度為v，用g表示重力加速度，則在此過(guò)程中物塊克服空氣阻力所做的功等于（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 選取物體從剛拋出到正好落地為研究過(guò)程，由動(dòng)能定理可得：，解得：故選D。 4.質(zhì)量為的物體以50J的初動(dòng)能在水平面上滑行，其動(dòng)能變化與位移關(guān)系如圖所示，則物體在水平面上滑行的時(shí)間為（ ） A. 5s B. 0.5s C. s D. 2s 【答案】C 【解析】 【分析】 由圖象讀出物體動(dòng)能與對(duì)應(yīng)的位移，由動(dòng)能定理求出物體受到的摩擦力； 由動(dòng)能的計(jì)算公式求出物體的初速度，由牛頓第二定律求出物體的加速度，由勻變速運(yùn)動(dòng)的速度公式即可求出物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間； 【詳解】由圖象讀出：末動(dòng)能，初動(dòng)能； 根據(jù)動(dòng)能定理得：，解得：； 由，解得初速度：， 由牛頓第二定律得，物體的加速度為:， 物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 ，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)ABD正確， 【點(diǎn)睛】利用數(shù)學(xué)圖象處理物理問(wèn)題的方法就是把物理表達(dá)式與圖象結(jié)合起來(lái)，根據(jù)圖象的信息進(jìn)行求解。 5.在h高處，以初速度v0向水平方向拋出一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，小球著地時(shí)速度大小為（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 小球做平拋運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理求解即可； 【詳解】小球做平拋運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理可以得到： ，得小球著地時(shí)速度大小為：，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)ABD錯(cuò)誤。 【點(diǎn)睛】對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)，可以運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解法研究，也可以根據(jù)機(jī)械能守恒求解。 6.一質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為l的輕繩懸掛于O點(diǎn)。小球在水平拉力F作用下，從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)，如圖所示，則拉力F所做的功為（ ） A. mglcosθ B. mgl(1－cosθ) C. Flcosθ D. Flsinθ 【答案】B 【解析】 小球從平衡位置P點(diǎn)緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)的過(guò)程中，重力與拉力做功，根據(jù)動(dòng)能定理得： W1-mgL（1-cosθ）=0，得拉力F所做的功為：W1=mgL（1-cosθ）故選B． 點(diǎn)睛：本題要求學(xué)生能正確理解功的定義式的含義及適用條件為恒力做功，對(duì)于變力，運(yùn)用動(dòng)能定理求變力做功是常用的方法． 7.質(zhì)量分別為m1=1㎏和m2=4㎏的兩輛玩具小汽車(chē)在同一直路面上勻速行駛，兩車(chē)與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是μ=0.02，求在下列情況下兩汽車(chē)急剎車(chē)后滑行的最大距離之比s1：s2，最長(zhǎng)時(shí)間時(shí)間之比t1：t2； (1)以相同的動(dòng)能勻速行駛，剎車(chē)后s1：s2=_________，t1：t2=_________。 (2)以相同的動(dòng)量勻速行駛，剎車(chē)后s1：s2=__________，t1：t2=_________ 。 【答案】 (1). 4:1 (2). 2:1 (3). 16:1 (4). 4:1 【解析】 【分析】 本題需要注意動(dòng)量和動(dòng)能之間的變換關(guān)系，還需要注意方向性的問(wèn)題； 【詳解】（1）以相同的初動(dòng)能勻速行駛，剎車(chē)后，對(duì)根據(jù)動(dòng)能定理： 對(duì)根據(jù)動(dòng)能定理：，則：； 根據(jù)動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系得到初動(dòng)量為：，末動(dòng)量均為零， 則對(duì)根據(jù)動(dòng)量定理可以得到：（以初速度方向?yàn)檎较颍? 對(duì)根據(jù)動(dòng)量定理可以得到：（以初速度方向?yàn)檎较颍? 則可以得到：； （2）以相同的動(dòng)量勻速行駛，初動(dòng)量為P，則根據(jù)動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系得到初動(dòng)能為： 則剎車(chē)后，對(duì)根據(jù)動(dòng)能定理： 對(duì)根據(jù)動(dòng)能定理： 聯(lián)立可以得到：； 以相同的動(dòng)量勻速行駛，初動(dòng)量為P，末動(dòng)量均為零， 則剎車(chē)后，對(duì)根據(jù)動(dòng)量定理：（以初速度方向?yàn)檎较颍? 剎車(chē)后，對(duì)根據(jù)動(dòng)量定理：（以初速度方向?yàn)檎较颍? 聯(lián)立可以得到：。 【點(diǎn)睛】本題考查動(dòng)能定理和動(dòng)量定理的應(yīng)用問(wèn)題，注意動(dòng)量定理的矢量性問(wèn)題，本題也可以利用牛頓第二定律進(jìn)行求解。 8.所示，繃緊的傳送帶在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下，始終保持v0＝2m/s的速度勻速運(yùn)行，傳送帶與水平地面的夾角θ＝30，現(xiàn)把一質(zhì)量m＝l0kg的工件輕輕地放在傳送帶底端，由傳送帶傳送至h＝2m的高處。已知工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，g取10m/s2。 (1)試通過(guò)計(jì)算分析工件在傳送帶上做怎樣的運(yùn)動(dòng)? (2)工件從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)至h＝2m高處的過(guò)程中摩擦力對(duì)工件做了多少功?． 【答案】（1）工件先以2.5m/s2的加速度做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)0.8m與傳送帶達(dá)到共同速度2m/s后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) （2）220J 【解析】 【分析】 （1）要分析工件的運(yùn)動(dòng)情況，首先分析工件的受力情況，工件受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力作用，合力沿斜面向上，物體加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律求出加速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體速度達(dá)到與傳送帶相同時(shí)通過(guò)的位移，再根據(jù)此位移與傳送帶長(zhǎng)度的關(guān)系，分析接下來(lái)工件的運(yùn)動(dòng)情況； （2）分析兩個(gè)過(guò)程，根據(jù)功的公式，分別求出摩擦力對(duì)物體所做的功； 【詳解】（1）工件輕輕地放在傳送帶底端后，受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力作用，由牛頓第二定律得知，上滑過(guò)程中加速度為： 得： 設(shè)工件加速到時(shí)運(yùn)動(dòng)的位移為x，則有：，得 可得：，所以工件在傳送帶上先勻加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)； （2）勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滑動(dòng)摩擦力對(duì)工件做功為： 勻速運(yùn)動(dòng)后，工件受到的靜摩擦力大小為： 通過(guò)的位移為： 勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，摩擦力對(duì)工件做功為： 所以摩擦力對(duì)工件做的總功為：。 【點(diǎn)睛】本題的解題關(guān)鍵是根據(jù)受力情況分析工件的運(yùn)動(dòng)情況，再由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解位移，即可輕松求出功。 9.如圖所示，AB為1/4圓弧軌道，半徑為R=0.8m，BC是水平軌道，長(zhǎng)S=3m，BC處的摩擦系數(shù)為μ=1/15，今有質(zhì)量m=1kg的物體，自A點(diǎn)從靜止起下滑到C點(diǎn)剛好停止。求物體在軌道AB段所受的阻力對(duì)物體做的功。 【答案】6J 【解析】 解：從A到C根據(jù)動(dòng)能定理可知 解得 10.電動(dòng)機(jī)通過(guò)一條繩子吊起質(zhì)量為8kg的物體。繩的拉力不能超過(guò)120N，電動(dòng)機(jī)的功率不能超過(guò)1200W，要將此物體由靜止起，用最快的方式將物體吊高90m（已知物體在被吊高90m以前已開(kāi)始以最大速度勻速上升），所需時(shí)間為多少？（g取10 m/s2） 【答案】7.75s 【解析】 試題分析：起吊最快的方式是：開(kāi)始時(shí)以最大拉力起吊，達(dá)到最大功率后維持最大功率起吊。 在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，加速度為 m/s2="5" m/s2， 末速度m/s=10m/s， 上升時(shí)間s=2s， 上升高度m=10m。 在功率恒定的過(guò)程中，最后勻速運(yùn)動(dòng)的速度為 m/s=15m/s， 由動(dòng)能定理有， 解得上升時(shí)間 s=5.75s。 所以，要將此物體由靜止起，用最快的方式將物體吊高90m，所需時(shí)間為 t=t1+t2=2s+5.75s=7.75s。 考點(diǎn)：考查了功率的計(jì)算，牛頓第二定律的應(yīng)用 點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵分析出物體整個(gè)過(guò)程做什么運(yùn)動(dòng)，抓住先是恒定加速度運(yùn)動(dòng)，然后是恒定功率運(yùn)動(dòng)去分析． 11.從離地面H高處落下一只小球，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的空氣阻力是它重力的k（k<1）倍,而小球與地面相碰后，能以相同大小的速率反彈，求： （1）小球第一次與地面碰撞后，能夠反彈起的最大高度是多少？ （2） 小球從釋放開(kāi)始，直至停止彈跳為止，所通過(guò)的總路程是多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 （1）設(shè)小球第一次與地面碰后，能夠反彈起的最大高度是h，則由動(dòng)能定理得： 解得 （2）設(shè)球從釋放開(kāi)始，直至停止彈跳為止，所通過(guò)的總路程是S，對(duì)全過(guò)程由動(dòng)能定理得： ，解得 【點(diǎn)睛】運(yùn)用動(dòng)能定理解題，關(guān)鍵是合適地選擇研究的過(guò)程，判斷有哪些力做功，根據(jù)動(dòng)能定理列表達(dá)式，有時(shí)研究過(guò)程選擇的好，解題會(huì)更方便． 12.運(yùn)動(dòng)員駕駛摩托車(chē)做騰躍特技表演，運(yùn)動(dòng)員從斜坡底部的A處，以的初速度保持摩托車(chē)以額定功率行駛，經(jīng)t=13s的時(shí)間沖上斜坡，然后從斜坡頂部的B點(diǎn)水平飛出。已知人和車(chē)的總重量為m=180kg，坡頂高度為h=5m，落地點(diǎn)距B地水平距離為s=16m，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g=10m/s2，求摩托車(chē)沖上坡頂過(guò)程中克服摩擦力做的功？ 【答案】360J 【解析】 【分析】 摩托車(chē)從B點(diǎn)水平飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式求出摩托車(chē)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度，再對(duì)摩托車(chē)在斜坡上運(yùn)動(dòng)過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理列式即可求解克服摩擦阻力做的功； 【詳解】摩托車(chē)從B點(diǎn)水平飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，則飛行時(shí)間為： 摩托車(chē)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為： 設(shè)摩托車(chē)從A到B克服摩擦力做功為，由動(dòng)能定理得：， 代入數(shù)據(jù)解得：。 【點(diǎn)睛】該題中摩托車(chē)經(jīng)歷了兩個(gè)過(guò)程，對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)，要知道已知水平距離和下落的高度即可求平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，要明確運(yùn)用動(dòng)能定理求功是常用的方法。 13.質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為d的木塊，放在光滑的水平面上，在木塊右邊有一個(gè)銷(xiāo)釘把木塊擋住，使木塊不能向右滑動(dòng)。質(zhì)量為m的子彈以水平速度V0射入木塊，剛好能將木塊射穿?，F(xiàn)在拔去銷(xiāo)釘，使木塊能在水平面上自由滑動(dòng)，而子彈仍以水平速度V0射入靜止的木塊。設(shè)子彈在木塊中受阻力恒定。 求：（1）子彈射入木塊的深度 （2）從子彈開(kāi)始進(jìn)入木塊到與木塊相對(duì)靜止的過(guò)程中，木塊的位移是多大？ 【答案】（1）X＝ Md/（M＋m） （2）S2＝ 【解析】 【分析】 （1）木塊固定時(shí)，由能量守恒定律求出系統(tǒng)損失的機(jī)械能；木塊不固定時(shí)，子彈與木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律求出子彈射入木塊的深度； （2）根據(jù)位移等于平均乘以時(shí)間列式，可求出木塊的位移； 【詳解】（1）木塊固定時(shí)，對(duì)子彈與木塊組成的系統(tǒng)，設(shè)子彈受到的阻力為f，由動(dòng)能定理得： 木塊不固定時(shí)，設(shè)子彈射入木塊的深度為L(zhǎng)，子彈擊中木塊過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以子彈的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得： 得： 由能量守恒定律得：，聯(lián)立解得：； （2）從子彈開(kāi)始進(jìn)入木塊到與木塊相對(duì)靜止的過(guò)程中，木塊的位移為： 子彈的位移為：，聯(lián)立解得：。 【點(diǎn)睛】本題考查了求子彈的速度，分析清楚子彈的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，要抓住能量是如何轉(zhuǎn)化的，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律即可正確解題。 14.如圖所示的裝置中，輕繩將A、B相連，B置于光滑水平面上，人用拉力使B以勻速的由P運(yùn)動(dòng)到Q,P、Q處繩與豎直方向的夾角分別為α1=37，α2=53.滑輪離光滑水平面高度=2.4m，已知=10，=20，不計(jì)滑輪質(zhì)量和摩擦，求在此過(guò)程中拉力F做的功(取sin37=0.6，sin53=0.8.取) 【答案】101.4J 【解析】 試題分析：A的速度等于繩子收縮的速度，則由運(yùn)動(dòng)的合成與分解可得：物體在P點(diǎn)時(shí)，A上升的速度V1=vsinα1=0.6m/s；物體拉到Q點(diǎn)時(shí)，A上升的速度V1′=vsinα2=m/s；由幾何關(guān)系可知，物體A上升的高度h′=-=1.5m由動(dòng)能定理可得：WF-mgh′=mv12； 解得：WF=mAgh′+mAv1′2-mv12=101.4J；拉力做功為101.4J． 本題中由于拉力是變力，故無(wú)法直接用功的公式計(jì)算，可以使用動(dòng)能定理求出拉力的功； 首先由速度的合成與分解求得A上升的速度，由幾何關(guān)系可求得物體A上升的高度，則由動(dòng)能定理可求得拉力的功． 考點(diǎn)：動(dòng)能定理的應(yīng)用；運(yùn)動(dòng)的合成和分解；功的計(jì)算．