7-3-1-動(dòng)能動(dòng)能定理(備作業(yè))高一物理同步備課系列(解析版)

PAGE試卷第=1頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)7.3.1動(dòng)能動(dòng)能定理（備作業(yè)）（解析版）學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________一、單選題1．在平直的公路上，汽車(chē)由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)速度達(dá)到vm后，立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)滑行直至停止。v－t圖像如圖所示，汽車(chē)的牽引力大小為F1，摩擦力大小為F2，全過(guò)程中，牽引力做的功為W1，克服摩擦力做功為W2。以下關(guān)系式正確的是（）A．F1：F2＝1：3B．F1：F2＝4：3C．W1：W2＝4：3D．W1：W2＝1：3【答案】B【詳解】AB．設(shè)加速階段汽車(chē)的位移為x1，全程汽車(chē)的位移為x2，由v-t圖像所圍的面積可知對(duì)全程，根據(jù)動(dòng)能定理，有解得故A錯(cuò)誤，B正確；CD．全程中汽車(chē)動(dòng)能變化量為0，根據(jù)動(dòng)能定理可知，牽引力做的功與克服摩擦力做的功相等，即故CD錯(cuò)誤。故選B。2．當(dāng)前我國(guó)“高鐵”事業(yè)發(fā)展迅猛，高鐵運(yùn)營(yíng)的總里程超過(guò)4萬(wàn)公里，位居世界第一、一輛高速列車(chē)在機(jī)車(chē)牽引力和恒定阻力作用下，在水平直軌道上由靜止開(kāi)始啟動(dòng)，其圖像如圖所示。已知在時(shí)間內(nèi)為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，在時(shí)刻恰好達(dá)到最大速度，以后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。下述判斷正確的是（）A．在全過(guò)程中t1時(shí)刻的牽引力及輸出功率都是最大值B．0至t1時(shí)間內(nèi)，列車(chē)一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)且功率恒定C．t1至t3時(shí)間內(nèi)，列車(chē)的平均速度等于D．t1至t3時(shí)間內(nèi)，列車(chē)牽引力做的功為【答案】A【詳解】A．由圖像可知，0至t1時(shí)間內(nèi)，列車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力不變，隨著速度的增大，列車(chē)的輸出功率增大，t1時(shí)刻輸出功率達(dá)到最大，以后功率保持不變，由于速度繼續(xù)增大，根據(jù)可知，F(xiàn)將要減小，t3時(shí)刻牽引力等于阻力，以后列車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以t1時(shí)刻牽引力最大，輸出功率也最大，故A正確；B．0至t1時(shí)間內(nèi)，由于牽引力不變，速度增大，所以輸出功率不斷增大，故B錯(cuò)誤；C．如果t1至t3時(shí)間內(nèi)做的是勻變直線運(yùn)動(dòng)，則平均速度是，對(duì)應(yīng)的圖像如圖中虛線所示，從包圍面積可看出，實(shí)際位移要比虛線對(duì)應(yīng)的位移大，所以，平均速度大于。故C錯(cuò)誤；D．t1至t3時(shí)間內(nèi)，根據(jù)動(dòng)能定理得變形得故D錯(cuò)誤。故選A。3．一質(zhì)量為2kg的物體在一水平拉力作用下沿粗糙水平面做加速運(yùn)動(dòng)，在它的速度由0增大到3m/s的過(guò)程中，合外力對(duì)它做的功為（）A．2J B．3J C．6J D．9J【答案】D【詳解】根據(jù)動(dòng)能定理可知，合外力做功等于動(dòng)能增量，即故選D。4．用鐵錘把小鐵釘釘入木板，設(shè)木板對(duì)釘子的阻力與釘進(jìn)木板的深度成正比。已知鐵錘第一次將釘子釘進(jìn)d，如果鐵錘第二次敲釘子時(shí)對(duì)釘子做的功時(shí)第一次的兩倍，那么，第二次釘子進(jìn)入木板的深度為（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】鐵錘每次敲釘子時(shí)對(duì)釘子做的功等于釘子克服阻力做的功，由于阻力與深度成正比，可用阻力的平均值求功，據(jù)題意可得，解得故A正確。故選A。5．如圖所示為某品牌的電動(dòng)車(chē)，質(zhì)量為60kg，電動(dòng)車(chē)行駛時(shí)所受阻力大小為車(chē)和人總重力的0.05倍。一質(zhì)量為40kg的人騎著該電動(dòng)車(chē)在水平地面上由靜止開(kāi)始以額定功率行駛，5s內(nèi)行駛了15m，速度達(dá)到5m/s。已知重力加速度為g=10m/s2.該電動(dòng)車(chē)以額定功率行駛能達(dá)到的最大速度為（）A．5m/s B．6m/s C．7m/s D．8m/s【答案】D【詳解】由題意，電動(dòng)車(chē)行駛過(guò)程中受到的阻力為車(chē)人設(shè)電動(dòng)車(chē)的額定功率為，根據(jù)功能關(guān)系可得解得該電動(dòng)車(chē)以額定功率行駛能達(dá)到的最大速度為故選D。二、實(shí)驗(yàn)題6．某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，他們還找來(lái)了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫(xiě)紙、細(xì)沙。要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：（1）要順利完成本實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材是________________________；（2）為了使細(xì)線對(duì)滑塊的拉力是滑塊受到的合力，應(yīng)________________________；實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，要滿足________________________；（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)測(cè)出滑塊的質(zhì)量M。往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，測(cè)出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m。讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距s，并根據(jù)紙帶算出這兩點(diǎn)速度的大小分別為v1與v2（v1<v2）。則實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為∶________________________（用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量，重力加速度為g）；【答案】

天平、刻度尺

平衡摩擦力

滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶的質(zhì)量

【詳解】（1）[1]要完成該實(shí)驗(yàn)還需要使用刻度尺測(cè)量距離并使用天平測(cè)出質(zhì)量，故還需要的實(shí)驗(yàn)器材有天平、刻度尺；（2）[2]若不平衡摩擦力滑塊所受的合外力應(yīng)為拉力減去摩擦力，要使細(xì)線對(duì)滑塊的拉力是滑塊受到的合力應(yīng)先平衡摩擦力；[3]對(duì)系統(tǒng)由牛頓第二定律得滑塊所受的實(shí)際拉力得只有沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量時(shí)才會(huì)滿足滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等；（3）[4]根據(jù)動(dòng)能定理，最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為三、解答題7．如圖所示，皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下保持恒定的速率v=4m/s順時(shí)針運(yùn)行，現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕放在皮帶左端點(diǎn)（A點(diǎn)）上，物塊和皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5。若物塊剛好在到達(dá)右端點(diǎn)（B點(diǎn)）時(shí)與皮帶的速度相同，g取10m/s2，求：（1）物塊滑動(dòng)的時(shí)間t；（2）A、B兩點(diǎn)間的距離L；（3）物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【詳解】（1）物塊在皮帶上做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律解得物塊滑動(dòng)的時(shí)間為（2）物塊從A點(diǎn)到B點(diǎn)，由動(dòng)能定理可得代入數(shù)據(jù)解得（3）根據(jù)題意可知物塊運(yùn)動(dòng)的位移為x=L皮帶運(yùn)動(dòng)的位移為由于摩擦產(chǎn)生的熱為8．如圖，半徑的光滑圓弧軌道ABC與足夠長(zhǎng)的粗糙軌道CD在C處平滑連接，O為圓弧軌道ABC的圓心，B點(diǎn)為圓弧軌道的最低點(diǎn)，半徑OA、OC與OB的夾角分別為和。在高的光滑水平平臺(tái)上，一質(zhì)量的小物塊壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住，儲(chǔ)存了一定量的彈性勢(shì)能，若打開(kāi)鎖扣K，小物塊將以一定的水平速度向右滑下平臺(tái)，做平拋運(yùn)動(dòng)恰從A點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道。已知物體與軌道CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度g取，，。求：（1）彈簧存儲(chǔ)的彈性勢(shì)能；（2）物體經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓弧軌道壓力的大??；（3）物體在軌道CD上運(yùn)動(dòng)的路程。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】解析（1）由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可得小物塊在處的豎直方向速度為解得則小物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為所以彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能為（2）小物塊從水平平臺(tái)拋出B點(diǎn)的過(guò)程，由動(dòng)能定理有經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù)解得由牛頓第三定律知，對(duì)軌道的壓力大小為；（3）因物體沿軌道CD向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度減為零后不會(huì)下滑，從B到上滑至最高點(diǎn)的過(guò)程，由動(dòng)能定理有代入數(shù)據(jù)可解得9．山區(qū)公路會(huì)有連續(xù)較長(zhǎng)的下坡，常常會(huì)造成剎車(chē)失靈，會(huì)在長(zhǎng)下坡公路邊修建的表面是粗糙的碎石沙子的“避險(xiǎn)車(chē)道”，其作用是供下坡的汽車(chē)在剎車(chē)失靈的情況下避險(xiǎn)。質(zhì)量m=2.0×103kg的汽車(chē)沿下坡行駛，當(dāng)駕駛員發(fā)現(xiàn)剎車(chē)失靈的同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)失去動(dòng)力，此時(shí)速度表示數(shù)v1=36km/h，汽車(chē)?yán)^續(xù)沿下坡勻加速直行l(wèi)=350m、下降高度h=50m時(shí)到達(dá)“避險(xiǎn)車(chē)道”，此時(shí)速度表示數(shù)v2=72km/h，然后沖上上坡的“避險(xiǎn)車(chē)道”避險(xiǎn)。（g取10m/s2）（1）求到達(dá)“避險(xiǎn)車(chē)道”時(shí)汽車(chē)的動(dòng)能；（2）求汽車(chē)在下坡過(guò)程中所受的阻力；（3）若“避險(xiǎn)車(chē)道”是與水平面間的夾角為17°上坡，汽車(chē)在“避險(xiǎn)車(chē)道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽車(chē)在“避險(xiǎn)車(chē)道”上運(yùn)動(dòng)的最大位移（sin17°≈0.3）。（結(jié)果保留一位小數(shù)）【答案】（1）；（2）；（3）33.3m【詳解】解析：（1）根據(jù)公式代入數(shù)據(jù)，解得（2）由動(dòng)能定理可得，汽車(chē)在下坡過(guò)程中有代入數(shù)據(jù)，解得（3）設(shè)向上運(yùn)動(dòng)的最大位移是，由動(dòng)能定理可得代入數(shù)據(jù)，解得10．2022年元旦聯(lián)歡會(huì)上，組織者設(shè)計(jì)了“彈魔方比距離”的游戲節(jié)目，距離大者為勝。如圖所示，一名同學(xué)在水平桌面上把一魔方瞬間彈出，魔方以5m/s的初速度離開(kāi)手指在桌面上滑動(dòng)了0.75m掉在地上，已知桌面與魔方之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.6，桌子高度，求：（1）魔方離開(kāi)桌面時(shí)的速度大??；（2）落地點(diǎn)與彈出點(diǎn)之間的水平距離?！敬鸢浮浚?）4m/s；（2）2.35m【詳解】(1)由動(dòng)能定理可得魔方離開(kāi)桌面時(shí)的速度大小(2)由聯(lián)立可得則落地點(diǎn)與彈出點(diǎn)之間的水平距離四、填空題11．判斷下列結(jié)論是否正確，正確的在（）里打“√”，錯(cuò)誤的在（）里打“×”（1）某物體的速度加倍，它的動(dòng)能也加倍。()（2）速度大的物體動(dòng)能也大。()（3）兩質(zhì)量相同的物體，動(dòng)能相同，速度一定相同。()（4）合外力做功不等于零，物體的動(dòng)能一定變化。()（5）物體的速度發(fā)生變化，合外力做功一定不等于零。()（6）物體的動(dòng)能增加，合外力做正功。()【答案】

×

×

×

√

×

√【詳解】(1)[1]動(dòng)能的表達(dá)式為，物體的速度加倍，它的動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，故錯(cuò)誤。(2)[2]由動(dòng)能的表達(dá)式，可知物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量和速度大小有關(guān)，速度大的物體動(dòng)能不一定大，故錯(cuò)誤。(3)[3]兩質(zhì)量相同的物體，若動(dòng)能相同，其速度大小相等，但速度方向不一定相同，速度不一定相同，故錯(cuò)誤。(4)[4]根據(jù)動(dòng)能定理知合力做功等于物體動(dòng)能的變化，合力做功不等于零，由動(dòng)能定理可知?jiǎng)幽茏兓坎坏扔诹?，則物體的動(dòng)能一定變化。故正確。(5)[5]物體速度發(fā)生變化，合外力做功可以為零，如物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力做功為零，故錯(cuò)誤。(6)[6]動(dòng)能定理的內(nèi)容是合外力對(duì)物體做功等于物體的動(dòng)能變化，則物體動(dòng)能增加，合外力做正功，故正確。12．某人在空中某處將一質(zhì)量為0.2kg的物體豎直向上拋出，物體經(jīng)8s落地，其v-t圖像如圖所示，則物體拋出時(shí)的動(dòng)能為_(kāi)_____J，物體上升的最高點(diǎn)距拋出點(diǎn)______m，拋出點(diǎn)離地面的高度是______m。（不計(jì)空氣阻力）【答案】

90

45

80【詳解】[1]物體的初速度為，則物體拋出時(shí)的動(dòng)能為[2]物體上升的最高點(diǎn)距拋出點(diǎn)[3]拋出點(diǎn)離地面的高度13．雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒，這與雨滴下落過(guò)程中受到空氣阻力有關(guān)，雨滴間無(wú)相互作用且雨滴質(zhì)量不變。（重力加速度為g，球的體積）（1）質(zhì)量為m的雨滴由靜止開(kāi)始，下落高度h時(shí)速度為v，求這一過(guò)程中克服空氣阻力所做的功_______。（2）將雨滴看作半徑為r、密度為的球體，設(shè)其豎直落向地面的過(guò)程中所受空氣阻力，其中ν是雨滴的速度，k是比例系數(shù)。則雨滴下落趨近的最大速度_______【答案】

【詳解】（1）[1]根據(jù)動(dòng)能定理解得（2）[2]當(dāng)雨滴所受阻力和重力平衡時(shí)，雨滴速度最大又解得14．甲、乙兩物體質(zhì)量之比m1∶m2=1∶2，它們與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，在水平桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)因受摩擦力作用而停止。(1)若它們的初速度相同，則運(yùn)動(dòng)位移之比為_(kāi)_________________；(2)若它們的初動(dòng)能相同，則運(yùn)動(dòng)位移之比為_(kāi)_________________?！敬鸢浮?/p>

1：1

2：1【詳解】(1)[1]若初速度相等，因?yàn)榍宜鼈兣c水平面間的摩擦因數(shù)相同，由可得根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)位移與速度的關(guān)系有可知與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以(2)[2]若它們的初動(dòng)能相同，則根據(jù)動(dòng)能定理得所以15．在某次碰撞試驗(yàn)中，質(zhì)量