動能定理題庫及答案

一、單項選擇題1.一個質量為\(m\)的物體，以初速度\(v_0\)做平拋運動，經過時間\(t\)，重力對物體做功的功率是（）A.\(mgv_0\)B.\(mg\sqrt{v_0^2+(gt)^2}\)C.\(mg^2t\)D.\(mg(v_0+gt)\)答案：C2.關于動能定理，下列說法正確的是（）A.動能定理只適用于直線運動B.動能定理只適用于恒力做功C.動能定理只適用于合外力做功D.動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動答案：D3.一質量為\(m\)的物體，在水平恒力\(F\)的作用下，由靜止開始在粗糙的水平面上做勻加速直線運動，經過位移\(x\)時速度為\(v\)，則此過程中（）A.合外力對物體做功為\(Fx\)B.合外力對物體做功為\(\frac{1}{2}mv^2\)C.摩擦力對物體做功為\(Fx-\frac{1}{2}mv^2\)D.物體克服摩擦力做功為\(Fx-\frac{1}{2}mv^2\)答案：B4.一個物體以一定的初速度在水平面上做勻減速直線運動，已知物體在第\(1s\)內的位移為\(8m\)，在第\(3s\)內的位移為\(0.5m\)，則物體的加速度大小為（）A.\(3.75m/s^2\)B.\(4m/s^2\)C.\(7.5m/s^2\)D.\(8m/s^2\)答案：A5.質量為\(m\)的物體，在水平力\(F\)的作用下，沿粗糙水平面上運動，下列說法正確的是（）A.如果物體做加速直線運動，\(F\)一定對物體做正功B.如果物體做減速直線運動，\(F\)一定對物體做負功C.如果物體做減速直線運動，\(F\)可能對物體做正功D.如果物體做勻速直線運動，\(F\)一定對物體做正功答案：ACD6.一個質量為\(m\)的物體，從高度為\(h\)的光滑斜面頂端由靜止開始下滑，到達斜面底端時的速度為\(v\)，則（）A.重力對物體做功為\(mgh\)B.重力對物體做功為\(\frac{1}{2}mv^2\)C.合外力對物體做功為\(mgh\)D.合外力對物體做功為\(\frac{1}{2}mv^2\)答案：ABCD7.一物體在水平面上受到水平拉力\(F\)的作用，由靜止開始做直線運動，運動過程中物體的動能\(E_k\)與位移\(x\)的關系如圖所示，則（）A.物體做勻加速直線運動B.物體做加速度逐漸增大的加速運動C.物體做加速度逐漸減小的加速運動D.物體做勻速直線運動答案：C8.質量為\(m\)的物體，在水平恒力\(F\)的作用下，在光滑水平面上由靜止開始運動，經過時間\(t\)，則（）A.力\(F\)對物體做功的平均功率為\(\frac{F^2t}{2m}\)B.力\(F\)對物體做功的平均功率為\(\frac{F^2t}{m}\)C.力\(F\)在\(t\)時刻的瞬時功率為\(\frac{F^2t}{m}\)D.力\(F\)在\(t\)時刻的瞬時功率為\(\frac{F^2t}{2m}\)答案：AC9.一個物體在水平面上以一定的初速度做勻減速直線運動，若已知物體在第\(1s\)內的位移為\(8m\)，在第\(2s\)內的位移為\(4m\)，則物體在\(6s\)內的位移為（）A.\(16m\)B.\(18m\)C.\(20m\)D.\(24m\)答案：B10.質量為\(m\)的物體，以速度\(v\)在水平面上做勻速直線運動，當它受到一個水平方向的恒力作用后，經過時間\(t\)，速度變?yōu)閈(2v\)，則在這段時間內（）A.合外力對物體做功為\(\frac{3}{2}mv^2\)B.合外力對物體做功為\(\frac{1}{2}mv^2\)C.合外力對物體做功為\(mv^2\)D.合外力對物體做功為\(2mv^2\)答案：A二、多項選擇題1.下列關于動能定理的說法正確的是（）A.動能定理揭示了合外力做功與物體動能變化之間的關系B.物體動能的變化只與合外力做功有關，與其他因素無關C.合外力對物體做正功，物體的動能增加D.合外力對物體做負功，物體的動能減少答案：ABCD2.一個質量為\(m\)的物體，在水平恒力\(F\)的作用下，在粗糙水平面上做勻加速直線運動，經過位移\(x\)時速度由\(v_1\)增大到\(v_2\)，則在此過程中（）A.合外力對物體做功為\(Fx\)B.合外力對物體做功為\(\frac{1}{2}mv_2^2-\frac{1}{2}mv_1^2\)C.摩擦力對物體做功為\(Fx-(\frac{1}{2}mv_2^2-\frac{1}{2}mv_1^2)\)D.物體克服摩擦力做功為\((\frac{1}{2}mv_2^2-\frac{1}{2}mv_1^2)-Fx\)答案：BCD3.關于功和能的關系，下列說法正確的是（）A.功是能量轉化的量度B.功是過程量，能是狀態(tài)量C.做功的過程就是能量轉化的過程D.功和能具有相同的單位答案：ABCD4.一個物體在水平面上受到水平力\(F\)的作用，由靜止開始做直線運動，運動過程中物體的加速度\(a\)、速度\(v\)、位移\(x\)隨時間\(t\)的變化關系如圖所示，則（）A.0-\(t_1\)時間內，力\(F\)對物體做正功B.\(t_1\)-\(t_2\)時間內，力\(F\)對物體做負功C.0-\(t_2\)時間內，力\(F\)對物體做的總功為零D.\(t_2\)-\(t_3\)時間內，力\(F\)對物體做負功答案：ACD5.質量為\(m\)的物體，在水平恒力\(F\)的作用下，在粗糙水平面上做勻加速直線運動，經過位移\(x\)時速度為\(v\)，已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為\(\mu\)，則在此過程中（）A.合外力對物體做功為\(Fx-\mumgx\)B.摩擦力對物體做功為\(-\mumgx\)C.重力對物體做功為\(mgx\)D.物體動能的增加量為\(Fx-\mumgx\)答案：ABD6.一個物體以一定的初速度在水平面上做勻減速直線運動，已知物體在第\(1s\)內的位移為\(10m\)，在第\(3s\)內的位移為\(2m\)，則（）A.物體的初速度為\(12m/s\)B.物體的加速度大小為\(4m/s^2\)C.物體在\(4s\)內的位移為\(16m\)D.物體在\(4s\)末的速度為\(0\)答案：AB7.關于功率，下列說法正確的是（）A.功率是描述力做功快慢的物理量B.由\(P=\frac{W}{t}\)可知，功率與時間成反比C.由\(P=Fv\)可知，汽車的牽引力一定與速度成反比D.由\(P=Fv\)可知，當汽車的功率一定時，牽引力與速度成反比答案：AD8.質量為\(m\)的物體，在水平恒力\(F\)的作用下，在光滑水平面上由靜止開始運動，經過時間\(t\)，則（）A.力\(F\)對物體做功的平均功率為\(\frac{F^2t}{2m}\)B.力\(F\)對物體做功的平均功率為\(\frac{F^2t}{m}\)C.力\(F\)在\(t\)時刻的瞬時功率為\(\frac{F^2t}{m}\)D.力\(F\)在\(t\)時刻的瞬時功率為\(\frac{F^2t}{2m}\)答案：AC9.一個物體在水平面上受到水平力\(F\)的作用，由靜止開始做直線運動，運動過程中物體的動能\(E_k\)與位移\(x\)的關系如圖所示，則（）A.物體做勻加速直線運動B.物體做加速度逐漸增大的加速運動C.物體所受的合外力逐漸增大D.物體所受的合外力不變答案：BC10.質量為\(m\)的物體，以速度\(v\)在水平面上做勻速直線運動，當它受到一個水平方向的恒力作用后，經過時間\(t\)，速度變?yōu)閈(2v\)，則在這段時間內（）A.合外力對物體做功為\(\frac{3}{2}mv^2\)B.合外力對物體的沖量為\(mv\)C.物體的位移為\(\frac{3}{2}vt\)D.物體的平均速度為\(\frac{3}{2}v\)答案：ABC三、判斷題1.動能定理中的功是指合外力做的功，包括重力、彈力等各種力做的功的代數(shù)和。（√）2.物體的動能增加，合外力一定做正功。（√）3.合外力對物體做功為零，物體的動能一定不變。（√）4.物體的速度大小不變，動能一定不變。（√）5.動能定理只適用于恒力做功的情況。（×）6.力對物體做功的多少只與力和位移有關，與物體的運動狀態(tài)無關。（√）7.功率越大，做功越多。（×）8.汽車以恒定功率啟動時，速度越大，牽引力越小。（√）9.物體克服摩擦力做功，其動能一定減少。（×）10.動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動。（√）四、簡答題1.簡述動能定理的內容。動能定理內容為：合外力對物體所做的功等于物體動能的變化。表達式為\(W_{合}=E_{k2}-E_{k1}\)，其中\(zhòng)(W_{合}\)是合外力對物體做的功，\(E_{k2}\)是物體末狀態(tài)的動能，\(E_{k1}\)是物體初狀態(tài)的動能。它反映了功和能之間的聯(lián)系，即做功的過程就是能量轉化的過程，合外力做功是物體動能變化的原因。2.應用動能定理解決問題的一般步驟是什么？首先，明確研究對象，確定是對哪個物體或哪幾個物體組成的系統(tǒng)應用動能定理。其次，分析研究對象的受力情況，確定各個力的做功情況，計算出合外力做的功。然后，確定研究對象的初、末狀態(tài)的動能。最后，根據(jù)動能定理\(W_{合}=E_{k2}-E_{k1}\)列方程求解，得出未知量。3.舉例說明動能定理在生活中的應用。比如汽車在啟動過程中，發(fā)動機的牽引力對汽車做功，克服摩擦力等阻力做功，根據(jù)動能定理，合外力做的功等于汽車動能的增加。汽車從靜止加速到一定速度，動能增大。還有運動員投擲標槍，運動員對標槍做功，使標槍獲得動能，標槍被投出后在空中飛行。這些例子都體現(xiàn)了動能定理，通過做功實現(xiàn)了能量的轉化，使物體的動能發(fā)生變化。4.動能定理與牛頓第二定律有什么聯(lián)系和區(qū)別？聯(lián)系：動能定理和牛頓第二定律都能解決動力學問題。牛頓第二定律\(F=ma\)描述力與加速度的關系，通過運動學公式可推導出動能定理。動能定理從能量轉化角度解決問題，牛頓第二定律從力與加速度關系出發(fā)。區(qū)別：牛頓第二定律是矢量式，涉及力、加速度等矢量方向；動能定理是標量式，只關注功和動能變化，不涉及方向，在處理不涉及方向、只關注能量變化問題時，動能定理更簡便。五、討論題1.在光滑水平面上有一質量為\(m\)的物體，以初速度\(v_0\)向右運動，現(xiàn)對物體施加一個水平向左的恒力\(F\)，經過一段時間后，物體的速度變?yōu)閈(-v_0\)。請討論這個過程中動能定理的應用。在此過程中，初動能\(E_{k1}=\frac{1}{2}mv_0^2\)，末動能\(E_{k2}=\frac{1}{2}m(-v_0)^2=\frac{1}{2}mv_0^2\)，動能變化量\(\DeltaE_{k}=E_{k2}-E_{k1}=0\)。合外力為水平向左的恒力\(F\)，設物體位移為\(x\)，合外力做功\(W=-Fx\)。根據(jù)動能定理\(W=\DeltaE_{k}\)，可知\(-Fx=0\)，這表明物體在運動過程中，恒力\(F\)先做負功使物體速度減小到\(0\)，之后又做正功使物體反向加速到\(-v_0\)，總功為\(0\)，體現(xiàn)了動能定理在這種往復運動情況中的應用。2.質量為\(m\)的物體從高為\(h\)的光滑斜面頂端由靜止開始下滑，到達斜面底端時的速度為\(v\)。若在斜面上給物體施加一個沿斜面向上的恒力\(F\)，物體仍從斜面頂端由靜止開始下滑，到達斜面底端時速度變?yōu)閈(\frac{v}{2}\)。請討論恒力\(F\)對物體做功以及動能定理的應用情況。首先，無外力\(F\)時，根據(jù)動能定理，重力做功\(mgh=\frac{1}{2}mv^2\)。當有恒力\(F\)時，重力做功仍為\(mgh\)，設恒力\(F\)做功為\(W_F\)，末動能為\(\frac{1}{2}m(\frac{v}{2})^2\)。由動能定理可得\(mgh+W_F=\frac{1}{2}m(\frac{v}{2})^2\)。把\(mgh=\frac{1}