物理必修27.动能和动能定理综合训练题

7.动能和动能定理

课时训练19　动能和动能定理

1.下面有关动能的说法正确的是(　　)。

A.物体只有做匀速运动时,动能才不变

B.物体做平抛运动时,水平方向速度不变,动能不变

C.物体做自由落体运动时,重力做功,物体的动能增加

D.物体的动能变化时,速度不一定变化,速度变化时,动能一定变化

答案:C

解析:物体只要速率不变,动能就不变,A错。速度有方向,动能没方向,B错。物体做自由落体运动时,其合力等于重力,重力做正功,物体的动能增加,故C正确。物体的动能变化时,速度的大小一定变化,故D错。

2.一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点。小球在水平力F的作用下,从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点,如图所示,力F所做的功为(　　)。

A.mglcos θ　　　　　　　　B.Flsin θ

C.mgl(1-cos θ) D.Flcos θ

答案:C

解析:小球的运动过程是很缓慢的,因而任一时刻都可看做是平衡状态,因此F的大小不断变化,F做的功是变力功。小球上升过程只有重力mg和F这两个力做功,由动能定理得WF-mgl(1-cos θ)=0。所以WF=mgl(1-cos θ)。

3.(2011·江苏高考)如图所示,演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于(　　)。

A.0.3 J B.3 J

C.30 J D.300 J

答案:A

解析:根据生活常识,20个鸡蛋大约1 kg,表演者抛出的高度按0.5 m计算,则抛出过程中对鸡蛋做的功为W=mgh=×10×0.5 J=0.25 J,选项A正确。

4.物体在合外力作用下做直线运动的vt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

答案:A

解析:由vt图线知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。

5.在足球比赛中,红队球员在白队禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角贴着球门射入,球门高为h,足球飞入球门的速度为v,足球质量为m,则红队球员将足球踢出时对足球做的功为(　　)。

A.mv2 B.mgh

C.mv2+mgh D.mv2-mgh

答案:C

解析:从球员踢出到足球飞进球门,对足球由动能定理W+WG=mv2-0

而WG=-mgh

所以W=mv2+mgh。

6.一个质量是25 kg的小孩从高为2 m的滑梯顶端由静止滑下,滑到底端时的速度为2 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.重力做的功为500 J B.合外力做功为50 J

C.克服阻力做功为50 J D.支持力做功为450 J

答案:AB

解析:重力做功与路径无关,WG=mgh=25×10×2 J=500 J,A项正确;合外力做功有W=ΔEk=mv2=×25×22 J=50 J,B项正确;W=WG+W阻=50 J,所以W阻=-450 J,即克服阻力做功为450 J,C项错误;支持力始终与速度垂直,不做功,D项错误。

7.斜面AB与水平面夹角α=30°,B点距水平面的高度h=1 m,如图所示。一个质量为m的物体,从斜面底端以初速度v0=10 m/s沿斜面向上射出,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,且物体脱离斜面以后的运动过程中空气阻力不计,求物体落到水平面时的速度大小vC。

答案:9.65 m/s

解析:如图所示,设物体落于C点时速度大小为vC,由动能定理得:①

而=-μmgcos 30°②

将vA=v0代入①②式解得

vC=≈9.65 m/s。

8.(2012·山东青岛高一检测)如图所示,倾角θ=37°的斜面底端B平滑连接着半径r=0.40 m的竖起光滑圆轨道。质量m=0.50 kg的物块,从距地面h=2.7 m处沿斜面由静止开始下滑,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g=10 m/s2)求:

(1)物块滑到斜面底端B时的速度大小。

(2)物块运动到圆轨道的最高点A时,对圆轨道的压力大小。

答案:(1)6.0 m/s　(2)20 N

解析:(1)物块沿斜面下滑到B的过程中,在重力、支持力和摩擦力作用下做匀加速运动,设下滑到斜面底端B时的速度为v,则由动能定理可得:

mgh-μmgcos θ·mv2-0

所以v=

代入数据解得:v=6.0 m/s。

(2)设物块运动到圆轨道的最高点A时的速度为vA,在A点受到圆轨道的压力为FN。

物块沿圆轨道上滑到A点的过程由动能定理得:

-mg·2r=mv2

物块运动到圆轨道的最高点A时,由牛顿第二定律得:

FN+mg=m

由以上两式代入数据解得:FN=20 N

由牛顿第三定律可知,物块运动到圆轨道的最高点A时对圆轨道的压力大小FNA=FN=20 N。