1.3 动 能 和 动 能 定 理 基 础 巩 固 2021—2022 学 年 高 中 物 理 鲁 科 版 （2019）必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．物体在运动过程中，克服重力做功 500J，则（　　） A．重力做功为 500J B．物体的重力势能一定减少了 500J C．物体的动能一定减少 500J D．物体的重力势能一定增加了 500J 2．一质量 m＝1.0kg 的物块静止在粗糙水平面上，在 t＝0 时，对物块施加一恒力 F，恒力 F 大小为 25N， 方向与水平成 37°斜向右下方，物块在恒力 F 的作用下由静止开始运动。物块运动过程中还受到水平方向 的空气阻力，其大小随速度的增大而增大。物块速度为 0 时，空气阻力也为零，物块的加速度 a 与时间 t 的关系如图乙所示。已知 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度 g 取 10m/s2。以下判断正确的是（　　） A．物块与水平面间的动摩擦因数 μ＝0.4 B．2s 到 4s 内合外力对物块做的功为 8.75J C．t＝3s 时物块受到的空气阻力为 7.5N D．前 4s 内合外力对物块做的功为 0 3．木球从水面上方某位置由静止开始自由下落，落入水中又继续下降一段距离后 速度减小到零。把木球 在空中下落过程称为第Ⅰ阶段，在水中下落过程称为第Ⅱ阶段。不计空气和水的摩擦阻力。下列说法正确 的是（ ） A．第Ⅰ阶段重力对木球做的功等于第Ⅱ阶段木球克服浮力做的功 B．第Ⅰ阶段重力对木球做的功大于第Ⅱ阶段木球克服浮力做的功 C．第Ⅰ、第Ⅱ阶段重力对木球做的总功和第Ⅱ阶段合力对木球做的功的代数和为零 D．第Ⅰ、第Ⅱ阶段重力对木球做的总功等于第Ⅱ阶段木球克服浮力做的功 4．下列关于动能的说法，正确的是（　　） A．运动物体所具有的能就是动能 1 2 B．物体做匀变速运动，某一时刻速度为 v1，则物体在全过程中的动能都是 mv1 2 C．做匀速圆周运动的物体其速度改变而动能不变 D．物体在外力 F 作用下做加速运动，当力 F 逐渐减小时，其动能也逐渐减小 5．改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生改变，在下列几种情况下，汽车的动能可以变为原来 4 倍的是（ ） A．质量不变，速度增大到原来 2 倍 B．速度不变，质量增大到原来 2 倍 C．质量减半，速度增大到原来 4 倍 D．速度减半，质量增大到原来 4 倍 6．学校足球队进行了一场比赛，守门员小明腾空用双手将以 40m/s 速度飞来的足球推出，推出时足球的速 度大小为 30m/s，足球的质量为 400g，则小明对足球做的功为 （ A．320J B．180J C．140J ） D．-140J 7．如图所示，两长度相同的光滑固定斜面 A、B，倾角分别为 30°、60°。一小球分别从 A、B 两斜面顶端 由静止开始下滑，到达斜面底端时的动能之比为（　　） A．1：1 B．1： 3 C． 3 ：1 D．1：2 8．如图所示的实验装置，可用于探究力对静止物体做功与物体获得速度的关系。实验中，小车会受到摩 擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，下面操作正确的是（ ） A．放开小车，小车能够自由下滑即可 B．放开小车，小车能够匀速下滑即可 C．放开拖着纸带的小车，小车能够自由下滑即可 D．放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可 9．某种木材做成的长方体物块静止在水池(水域面积很宽)中时，恰好有一半没人水中，如图甲所示，物块 在水中所受浮力 F 随着没入水中的深度 h 的图象如图丙所示。把物体恰好完全压人水中，如图乙所示，并 从此位置由静止释放物块，重力加速度为 g，下列说法中正确的是 A．物块上浮过程做匀加速直线运动 B．物块上浮过程先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动 gH C．物块弹回到甲图位置时的速度为 2 D．物块弹回到甲图位置时速度刚好为零 10．质量为 m 的物块在平行于斜面的力 F 作用下，从固定斜面的底端 A 由静止开始沿斜面上滑，经 B 点时 速率为 v，此时撤去 F，物块滑回斜面底端时速率也为 v，斜面倾角为 θ，A、B 间距离为 x，则（） A．整个过程中重力做功为 mgx sin  B．整个过程中物块克服摩擦力做功为 Fx 1 1 2 C．上滑过程中克服重力做功为 ( Fx  mv ) 2 2 D．从撤去 F 到物块滑回斜面底端，摩擦力做功为 mgx sin  11．两颗质量之比 m1：m2=1：4 的人造地球卫星，只在万有引力的作用之下，环绕地球运转．如果它们的 轨道半径之比 r1：r2=2：1，那么它们的动能之比 EK1：EK2 为（ ） A．8：1 B．1：8 C．2：1 D．1：2 12．同一物块第一次沿轨道 1 从 A 点由静止下滑至底端 B 点，第二次沿轨道 2 从 A 点由静止下滑经 C 点至 底端 B 点， AC  CB ，如图所示，物块与两轨道的动摩擦因数相同，且 AC 与 CB 在 C 处圆滑的连接，则 在物块两次整个下滑过程中（　　） A．物块受到摩擦力相同 B．两种情况物块沿轨道下滑时的位移不同 C．物块滑至 B 点时速度相同 D．两种情况下摩擦力所做的功相同 13．将质量为 m 的小球从离地 h 高处抛出后落地，第一次竖直向上抛出，第二次竖直向下抛出，第三次水 平抛出，三次抛出时初速度大小相同，忽略空气阻力，则：（　　） A．小球落地时动能三次都相同 B．小球在空中运动的时间三次都相同 C．小球运动位移大小三次都相同 D．水平抛出时重力做功最多 14．质量为 60kg 的同学参加学校运动会立定跳远项目比赛，起跳直至着地过程如图，测量得到比赛成绩是 2.6m，目测空中脚离地最大高度约 0.5m，忽略空气阻力，则起跳过程该同学所做功约为（　　） A．65J 15．一质量为 B．265J 4kg C．510J D．750J 的物体，在水平恒定拉力的作用下在粗糙的水平面上做匀速直线运动。当运动一段时间 后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图所示为拉力 F 随位移 x 变化的关系图像。 2 g 取10m/s ，则据此可以求得（　　） A．物体匀速运动时的速度为 v  4m / s B．整个过程摩擦力对物体所做的功为 W f  8J C．整个过程合外力对物体所做的功为 W  4J D．滑动摩擦力大小 4N 二、填空题（共 4 题） 16．把质量为 3.0kg 的石块，从高 30m 的某处，以 的速度向斜上方抛出， ，不计空气 阻力，石块落地时的速率是__；若石块在运动过程中克服空气阻力做了 73.5J 的功，石块落地时的速率又 为 ___． 17．如图所示，原来质量为 m 的小球用长 L 的细线悬挂而静止在竖直位置。用水平拉力 F 将小球缓慢地拉 到细线与竖直方向成 θ 角的位置的过程中，拉力 F 做功为_______。 18．如图，倾角为 θ 的固定斜面上 AB 段光滑，BC 段粗糙，且 BC＝2AB。若 P 由静止开始从 A 点释放，恰 好能滑动到 C 点而停下，则小物块 P 与 BC 段斜面之间的动摩擦因数 μ＝______；若 P 以初速度 v0 从 A 点 开始运动，则到达 C 点时的速度 vC____ v0（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 19．如图， “验证变力做功的动能定理”的实验装置放置在水平桌面上，两块磁铁分别安装于力传感器和小 车对应位置，且同性磁极相对，两挡光片宽均为 1cm。 （1）让小车向力传感器方向运动，挡光片 a 经过光电门传感器时测得此时小车速度 v0，同时触发力传感器 以及位移传感器工作，磁力对小车做___功（选填“正”或“负”），挡光片 b（a、b 间距为 5cm）经过光电门 时再次测得此时小车的速度 vt，同时（实际有一定延时）触发传感器停止工作。 （2）计算机上显示出 F-s 图像，图像中的_______即为此过程变力做功 W。 （3）某同学测得小车及车上传感器、磁铁等总质量 m＝0.180kg，v0＝0.341m/s，vt＝0.301m/s，则小车动能 的变化量 ΔEk＝_______J（保留两位有效数字），他选取如右图所示的选择区域后，计算机自动计算出变 力做功 W，发现 W 与 ΔEk 相差较大，其主要原因是_______。 三、综合题（共 4 题） 20．某幼儿园设计的一个滑梯，由于场地大小的限制，滑梯的水平跨度确定为 4m，如图所示。已知滑梯 与儿童裤料之间的动摩擦因数为 0.4，为使儿童能从滑梯顶端由静止滑下，且到达地面的速度不超过 2m/s，取 g 等于 10m/s2，求滑梯高度范围。 21．如图所示，竖直平面内有一固定光滑弧形轨道 AB 与粗糙水平地面平滑连接，B 为弧形轨道的最低点。 已知弧形轨道最高点 A 距离水平地面的高度 h=1.8m。现有一质量 m=0.5kg 的滑块（可视为质点），从 A 点 由静止开始沿弧形轨道下滑，最后在水平地面上的 C 点停止运动。不计空气阻力，重力加速度 g=10m/s2。 求： （1）滑块滑至 B 点时速度 vB 的大小； （2）滑块在水平地面上滑动过程中克服摩擦力做的功 Wf。 22．如图甲所示，固定在水平地面上的工件，由 AB 和 BD 两部分组成，其中 AB 部分为光滑的圆弧， ∠AOB＝37°，圆弧的半径 R＝0.5m；BD 部分水平，长度为 0.2m，C 为 BD 的中点，现有一质量 m＝1kg， 可视为质点的物块从 A 端由静止释放，恰好能运动到 D 点。(g 取 10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) 求： ⑴ 为使物块恰好 运动到 C 点静止，可以在物块运动到 B 点后，对它施加一竖直向下的恒力 F，F 应为多大？ ⑵ 为使物块运动到 C 点时速度为零，也可先将 BD 部分以 B 为轴向上转动一锐角 θ，如图乙所示，θ 应为多 大？(假设物块经过 B 点时没有能量损失) 23．竖直转轴上固定有两根沿水平方向长度均为 r 的轻杆，间距为 l，一轻绳上穿一个质量为 m 的光滑小环， 轻绳两端分别固定于两杆末端 A、B 两点，开始时小环静止悬挂在底部，如图甲所示．重力加速度为 g，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。 （1）用力 F 使小环静止在与 A 等高处，力 F 沿绳方向，此时 α＝53°，如图乙所示，求 F 的大小； （2）若从图甲状态开始用外力转动转轴，稳定时小环与 B 等高，如图丙所示，求： ① 此时转动的角速度 ω； ② 此过程外力对系统所做的功 W。 参考答案 1．D 2．A 3．D 4．C 5．A 6．D 7．B 8．D 9．C 10．