4.4動能動能定理每課一練（教科版必修2）(40分鐘50分)一、選擇題(本大題共6小題,每小題5分,共30分)1.關(guān)于做功和物體動能變化的關(guān)系,正確的是()A.只要動力對物體做功,物體的動能就增加B.只要物體克服阻力做功,它的動能就削減C.外力對物體做功的代數(shù)和等于物體的末動能與初動能之差D.動力和阻力都對物體做功,物體的動能確定變化2.質(zhì)量10g、以0.80km/s飛行的子彈與質(zhì)量60kg、以10m/s奔跑的運動員相比()A.運動員的動能較大 B.子彈的動能較大C.二者的動能一樣大 D.無法比較它們的動能3.(多選)一質(zhì)點開頭時做勻速直線運動,從某時刻起受到一恒力作用。此后,該質(zhì)點的動能可能()A.始終增大B.先漸漸減小至零,再漸漸增大C.先漸漸增大至某一最大值,再漸漸減小D.先漸漸減小至某一非零的最小值,再漸漸增大4.一輛汽車在平直大路上以速度v0開頭加速行駛,經(jīng)時間t后,前進了距離s,此時恰好達到其最大速度vm,設(shè)此過程中發(fā)動機始終以額定功率P工作,汽車所受阻力為f,則在這段時間里,發(fā)動機所做的功為()A.fs B.Pt-fsC.QUOTEmQUOTE+fs-QUOTEmQUOTE D.fQUOTE·t5.物體沿直線運動的v-t關(guān)系圖像如圖所示,已知在第1s內(nèi)合外力對物體做的功為W,則下列說法中正確的是()A.從第1s末到第3s末合外力做功為4WB.從第3s末到第4s末合外力做功為WC.從第3s末到第5s末合外力做功為-WD.從第5s末到第7s末合外力做功為-2W6.(多選)如圖所示,一木塊沿著高度相同、傾角不同的3個斜面由頂端從靜止開頭下滑,已知木塊與各斜面間的動摩擦因數(shù)相同,則下面關(guān)于木塊滑到底端時的速度與動能的表達正確的是()A.傾角大的動能最大B.傾角大的運動時間最短C.三者的速度相同D.三者的動能相同二、計算題(本大題共2小題,共20分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)7.(8分)質(zhì)量m=1kg的物體,在水平拉力F(拉力方向與物體初速度方向相同)的作用下,沿粗糙水平面運動,經(jīng)過位移4m時,拉力F停止作用,運動到位移是8m時物體停止,運動過程中Ek-s的圖線如圖所示。(g取10m/s2)求：(1)物體的初速度為多大?(2)物體和水平面間的動摩擦因數(shù)為多大?(3)拉力F的大小。8.(12分)(力氣挑戰(zhàn)題)如圖甲所示,一質(zhì)量為m=1kg的物塊靜止在粗糙水平面上的A點,從t=0時刻開頭,物塊受到按如圖乙所示規(guī)律變化的水平力F作用并向右運動,第3s末物塊運動到B點時速度剛好為0,第5s末物塊剛好回到A點,已知物塊與粗糙水平面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2(g取10m/s2),求：(1)A與B之間的距離。(2)水平力F在5s內(nèi)對物塊所做的功。答案解析1.【解析】選C。物體動能的變化量取決于合外力對物體做的總功,有動力對物體做功或物體克服阻力做功時,合外力做的總功的正負不能確定,所以動能的增減無法確定。綜上,只有選項C正確。2.【解析】選B。依據(jù)Ek=QUOTEmv2,子彈的動能Ek=3200J,運動員的動能Ek=3000J,所以子彈的動能較大。3.【解題指南】解答本題時可按以下思路分析：(1)考慮恒力方向與速度方向相同或相反的情形；(2)考慮恒力方向與速度方向成小于90°或大于90°的夾角的情形。【解析】選A、B、D。當(dāng)恒力方向與速度方向相同時,質(zhì)點加速,動能始終增大,故A正確；當(dāng)恒力方向與速度方向相反時,質(zhì)點開頭減速至零,再反向加速,動能先減小再增大,故B正確；當(dāng)恒力方向與速度方向成小于90°夾角時,把速度沿恒力方向和垂直恒力方向分解,質(zhì)點做曲線運動,速度始終增大,故C錯；當(dāng)恒力方向與速度方向成大于90°的夾角時,把速度沿恒力方向和垂直恒力方向分解,開頭在與恒力相反方向上質(zhì)點做減速運動直至速度為0,而在垂直恒力方向上質(zhì)點的速度不變,某一時刻質(zhì)點速度最小,此后,質(zhì)點在恒力作用下速度增加,其動能經(jīng)受一個先減小到某一數(shù)值,再漸漸增大的過程,故D正確。4.【解析】選C。若發(fā)動機始終以額定功率P工作,由P=F·v可知,牽引力F為變力,不能用功的公式求解,由P=QUOTE可知WF=P·t,故B選項錯；由動能定理知,WF-f·s=QUOTEmQUOTE-QUOTEmQUOTE,WF=QUOTEmQUOTE+f·s-QUOTEmQUOTE,故C選項正確,A、D均錯?！咀兪絺溥x】(2021·南通高一檢測)一輛汽車從靜止動身,在平直的大路上加速前進,假如發(fā)動機的功率確定,則下面說法中正確的是()A.汽車的加速度是不變的B.汽車的加速度與它的速度成正比C.汽車的加速度隨時間的延長而減小D.汽車的動能與它通過的路程成正比【解析】選C。發(fā)動機的功率確定時,由P=Fv可知加速前進時,v增大,故牽引力F減小,由牛頓其次定律知a=QUOTE,可判定汽車的加速度隨時間的延長而減小,A、B都錯誤,C正確；依據(jù)動能定理知,Fs-fs=QUOTEmv2,由于F不斷減小,所以動能與通過的路程s不是正比關(guān)系,D選項錯誤。5.【解析】選C。在第1s內(nèi)合外力對物體做的功為W,依據(jù)動能定理知,W=QUOTEmQUOTE,從第1s末到第3s末,物體的速度保持不變,動能不變化,因此這段時間內(nèi)合外力做功為零,選項A錯誤；從第3s末到第4s末,動能變化量為ΔEk=QUOTEm(QUOTE)2-QUOTEmQUOTE=-QUOTEmQUOTE,合外力做的功為-QUOTEW,選項B錯誤；從第3s末到第5s末,動能轉(zhuǎn)變量為ΔEk=0-QUOTEmQUOTE=-W,選項C正確；從第5s末到第7s末,動能轉(zhuǎn)變量為ΔEk=QUOTEm(-v0)2-0=W,選項D錯誤。6.【解題指南】解答本題時要留意以下三點：(1)沿不同斜面下滑的加速度不同。(2)沿不同斜面下滑時,摩擦力做功不同。(3)動能是標(biāo)量而速度是矢量。【解析】選A、B。木塊無論沿哪條斜面運動都是重力和摩擦力做功。設(shè)靜止時木塊到底端的豎直高度差為h,滑到底端的動能為Ek,速度大小為v,由動能定理知,mgh-μmgcosα·s=QUOTEmv2,s=QUOTE,傾角越大,動能越大,所以A正確,D錯誤；由于速度是矢量,所以沿不同斜面到達底端時速度大小、方向均不同,故C錯誤；設(shè)木塊沿傾角為α的斜面運動的加速度為a,則mgsinα-μmgcosα=ma,s=QUOTE,由s=QUOTEat2得t=QUOTE,所以α越大,t越小,故B正確。7.【解析】(1)由運動過程中Ek-s的圖線可知s=0時,Ek0=2J,由Ek0=QUOTEmv2得v=QUOTE=QUOTEm/s=2m/s(2)由圖線知,拉力停止作用后,物體發(fā)生的位移s2=(8-4)m=4m,拉力停止作用時的動能Ek1=10J,物體僅在摩擦力作用下做減速運動,由動能定理知-μmgs2=0-Ek1μ=QUOTE=QUOTE=0.25(3)物體運動到s1=4m位移的過程中,由動能定理知Fs1-μmgs1=Ek1-Ek0解得F=4.5N答案：(1)2m/s(2)0.25(3)4.5N8.【解析】(1)依據(jù)題目條件及圖乙可知,物塊在從B返回A的過程中,在恒力作用下做勻加速直線運動,即F-μmg=ma。由運動學(xué)公式知：sAB=QUOTEat2聯(lián)立各式,代入數(shù)值解得：sAB=4m(2)物塊在前3s內(nèi)動能轉(zhuǎn)變量為零,由動能定理得：W1-Wf=0,即W1-μmg·sAB=0則前3s內(nèi)水平力F做的功為W1=8J依據(jù)功的定義式W=Fs得,水平力F在第3～5s時間內(nèi)所做的功為W2=F·sAB=16J則水平力F在5s內(nèi)對物塊所做的功為W=W1+W2=24J答案：(1)4m(2)24J【總結(jié)