2021高一物理-4.4-动-能-动能定理-每课一练(-教科版必修2).docx

4.4动能　动能定理 每课一练（ 教科版必修2）
(40分钟　50分)
一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)
1.关于做功和物体动能变化的关系,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,它的动能就削减
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
D.动力和阻力都对物体做功,物体的动能确定变化
2.质量10 g、以0.80 km/s飞行的子弹与质量60 kg、以10 m/s奔跑的运动员相比(　　)
A.运动员的动能较大　　　　 B.子弹的动能较大
C.二者的动能一样大 D.无法比较它们的动能
3.(多选)一质点开头时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用。此后,该质点的动能可能(　　)
A.始终增大
B.先渐渐减小至零,再渐渐增大
C.先渐渐增大至某一最大值,再渐渐减小
D.先渐渐减小至某一非零的最小值,再渐渐增大
4.一辆汽车在平直大路上以速度v0开头加速行驶,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(　　)
A.fs　　　　　　　　　　　　 B.Pt-fs
C.m+fs-m D.f·t
5.物体沿直线运动的v -t关系图像如图所示,已知在第1s内合外力对物体做的功为W,则下列说法中正确的是(　　)

A.从第1s末到第3s末合外力做功为4W
B.从第3s末到第4s末合外力做功为W
C.从第3s末到第5s末合外力做功为-W
D.从第5s末到第7s末合外力做功为-2W
6.(多选)如图所示,一木块沿着高度相同、倾角不同的3个斜面由顶端从静止开头下滑,已知木块与各斜面间的动摩擦因数相同,则下面关于木块滑到底端时的速度与动能的表达正确的是(　　)
A.倾角大的动能最大
B.倾角大的运动时间最短
C.三者的速度相同
D.三者的动能相同
二、计算题(本大题共2小题,共20分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
7.(8分)质量m=1kg的物体,在水平拉力F(拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下,沿粗糙水平面运动,经过位移4m时,拉力F停止作用,运动到位移是8m时物体停止,运动过程中Ek-s的图线如图所示。(g取10m/s2)求：

(1)物体的初速度为多大?
(2)物体和水平面间的动摩擦因数为多大?
(3)拉力F的大小。
8.(12分)(力气挑战题)如图甲所示,一质量为m=1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开头,物块受到按如图乙所示规律变化的水平力F作用并向右运动,第3s末物块运动到B点时速度刚好为0,第5s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ=0.2(g取10m/s2),求：

(1)A与B之间的距离。
(2)水平力F在5s内对物块所做的功。

答案解析
1.【解析】选C。物体动能的变化量取决于合外力对物体做的总功,有动力对物体做功或物体克服阻力做功时,合外力做的总功的正负不能确定,所以动能的增减无法确定。综上,只有选项C正确。
2.【解析】选B。依据Ek=mv2,子弹的动能Ek=3200 J,运动员的动能Ek=3 000 J,所以子弹的动能较大。
3.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：
(1)考虑恒力方向与速度方向相同或相反的情形；
(2)考虑恒力方向与速度方向成小于90°或大于90°的夹角的情形。
【解析】选A、B、D。当恒力方向与速度方向相同时,质点加速,动能始终增大,故A正确；当恒力方向与速度方向相反时,质点开头减速至零,再反向加速,动能先减小再增大,故B正确；当恒力方向与速度方向成小于90°夹角时,把速度沿恒力方向和垂直恒力方向分解,质点做曲线运动,速度始终增大,故C错；当恒力方向与速度方向成大于90°的夹角时,把速度沿恒力方向和垂直恒力方向分解,开头在与恒力相反方向上质点做减速运动直至速度为0,而在垂直恒力方向上质点的速度不变,某一时刻质点速度最小,此后,质点在恒力作用下速度增加,其动能经受一个先减小到某一数值,再渐渐增大的过程,故D正确。
4.【解析】选C。若发动机始终以额定功率P工作,由P=F·v可知,牵引力F为变力,不能用功的公式求解,由P=可知WF=P·t,故B选项错；由动能定理知,WF-f·s=m-m,WF=m+f·s-m,故C选项正确,A、D均错。
【变式备选】(2021·南通高一检测)一辆汽车从静止动身,在平直的大路上加速前进,假如发动机的功率确定,则下面说法中正确的是(　　)
A.汽车的加速度是不变的
B.汽车的加速度与它的速度成正比
C.汽车的加速度随时间的延长而减小
D.汽车的动能与它通过的路程成正比
【解析】选C。发动机的功率确定时,由P=Fv可知加速前进时,v增大,故牵引力F减小,由牛顿其次定律知a=,可判定汽车的加速度随时间的延长而减小,A、B都错误,C正确；依据动能定理知,Fs-fs=mv2,由于F不断减小,所以动能与通过的路程s不是正比关系,D选项错误。
5.【解析】选C。在第1s内合外力对物体做的功为W,依据动能定理知,W=m,从第1s末到第3s末,物体的速度保持不变,动能不变化,因此这段时间内合外力做功为零,选项A错误；从第3s末到第4s末,动能变化量为ΔEk=m()2-m=
-m,合外力做的功为-W,选项B错误；从第3s末到第5s末,动能转变量为
ΔEk=0-m=-W,选项C正确；从第5s末到第7s末,动能转变量为ΔEk=m(-v0)2
-0=W,选项D错误。
6.【解题指南】解答本题时要留意以下三点：
(1)沿不同斜面下滑的加速度不同。
(2)沿不同斜面下滑时,摩擦力做功不同。
(3)动能是标量而速度是矢量。
【解析】选A、B。木块无论沿哪条斜面运动都是重力和摩擦力做功。设静止时木块到底端的竖直高度差为h,滑到底端的动能为Ek,速度大小为v,由动能定理知,mgh-μmgcosα·s=mv2,s=,倾角越大,动能越大,所以A正确,D错误；由于速度是矢量,所以沿不同斜面到达底端时速度大小、方向均不同,故C错误；设木块沿倾角为α的斜面运动的加速度为a,则mgsinα-μmgcosα=ma,s=,由s=at2得t=,所以α越大,t越小,故B正确。
7.【解析】(1)由运动过程中Ek-s的图线可知
s=0时,Ek0=2J,
由Ek0=mv2得
v==m/s=2 m/s
(2)由图线知,拉力停止作用后,物体发生的位移s2=(8-4)m=4 m,拉力停止作用时的动能Ek1=10J,物体仅在摩擦力作用下做减速运动,由动能定理知
-μmgs2=0-Ek1
μ===0.25
(3)物体运动到s1=4m位移的过程中,由动能定理知
Fs1-μmgs1=Ek1-Ek0
解得F=4.5N
答案：(1)2m/s　(2)0.25　(3)4.5 N
8.【解析】(1)依据题目条件及图乙可知,物块在从B返回A的过程中,在恒力作用下做匀加速直线运动,即
F-μmg=ma。
由运动学公式知：sAB=at2
联立各式,代入数值解得：sAB=4m
(2)物块在前3s内动能转变量为零,由动能定理得：
W1-Wf=0,即W1-μmg·sAB=0
则前3s内水平力F做的功为W1=8J
依据功的定义式W=Fs得,水平力F在第3～5s时间内所做的功为W2=F·sAB=16J
则水平力F在5s内对物块所做的功为
W=W1+W2=24J
答案：(1)4m　(2)24J
【总结提升】动能定理的应用技巧
(1)应用动能定理解题时,不必探究运动过程的细节,只需考虑各力做功及物体在初、末状态的动能即可。
(2)对于物体在恒力作用下的匀变速运动,假如不涉及加速度和时间,应优先考虑应用动能定理。
(3)物体做曲线运动及变力做功时,一般要应用动能定理求解。
(4)全过程应用动能定理,往往比分过程应用动能定理更加简捷。
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