2020年新教材高中物理 8.3 動能和動能定理課堂檢測（含解析）新人教版必修2

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1、動能和動能定理 1. 關(guān)于動能的理解,下列說法正確的是 (　　) A.凡是運(yùn)動的物體都具有動能 B.重力勢能可以為負(fù)值,動能也可以為負(fù)值 C.一定質(zhì)量的物體,動能變化時,速度一定變化,速度變化時,動能也一定變化 D.動能不變的物體,一定處于平衡狀態(tài) 【解析】選A。物體由于運(yùn)動而具有的能叫動能,所以運(yùn)動的物體具有動能,A正確;由公式:Ek=mv2,可知動能不能是負(fù)值,B錯誤;一定質(zhì)量的物體做勻速圓周運(yùn)動時,由于速度方向改變即速度變化,但速度的大小不變,由公式:Ek=mv2,可知動能不變,故C錯誤;物體做勻速圓周運(yùn)動時,動能不變,但物體的運(yùn)動狀態(tài)改變,不處于平衡狀態(tài),D錯誤。 2.如

2、圖所示,一顆質(zhì)量為0.1 kg的子彈以500 m/s的速度打穿第一塊固定木板后,速度變?yōu)?00 m/s,則這個過程中子彈克服阻力所做的功為(　　) A.8 000 J　　　　　　　　　 B.4 500 J C.12 500 J D.無法確定 【解析】選A。在子彈穿過木塊的過程中,設(shè)它克服阻力做功為Wf,根據(jù)動能定理得:-Wf=mv2-m,代入數(shù)據(jù)得:Wf=8 000 J,故選項A正確。 3.質(zhì)量為1 kg的物體沿直線運(yùn)動的v-t圖像如圖所示,則 (　　) A.從第1 s末到第3 s末合外力做的功為2 J B.第1s末物體具有的動能為4 J C.前3 s內(nèi)合外力對物體做

3、的功為2 J D.第1 s內(nèi)合外力對物體做的功為4 J 【解析】選C。由圖可知,第1 s末之后的速度均為2 m/s,故第1 s 末至第3 s末合外力不做功,故A錯誤;第1 s末物體的動能Ek=mv2=×1×22 J=2 J,故B錯誤;由動能定理可知,前 3 s 內(nèi)合外力對物體做的功等于動能的改變量,故W=ΔEk=mv2=×1×4 J=2 J,故C正確;第1s內(nèi)合外力對物體做功也為2 J,故D錯誤。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 (多選)在平直公路上,汽車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,當(dāng)速度達(dá)到vmax后,立即關(guān)閉發(fā)動機(jī)直至靜止,v-t圖像如圖所示,設(shè)汽車的牽引力為F,受到的摩擦力為Ff,全程中牽引力做

4、功為W1,克服摩擦力做功為W2,則 (　　) A.F∶Ff=1∶3　　　　　　 B.W1∶W2=1∶1 C.F∶Ff=4∶1　　 D.W1∶W2=1∶3 【解析】選B、C。對汽車運(yùn)動的全過程,由動能定理得:W1-W2=ΔEk=0,所以W1=W2,選項B正確,選項D錯誤;設(shè)牽引力、摩擦力作用下的位移分別為x1、x2,由圖像知x1∶x2=1∶4。由動能定理得Fx1-Ffx2=0,所以F∶Ff=4∶1,選項A錯誤,選項C正確。 4.如圖所示,物體在離斜面底端5 m處由靜止開始下滑,然后滑上與斜面平滑連接的水平面,若物體與斜面及水平面的動摩擦因數(shù)均為0.4,斜面傾角為37°。求物體能在水

5、平面上滑行的距離。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) 【解析】對物體在斜面上和水平面上受力分析如圖所示。 解法一　分過程 設(shè)物體滑到斜面底端時的速度為v,物體下滑階段 FN1=mgcos 37°, 故Ff1=μFN1=μmgcos 37°。 由動能定理得:mgsin 37°·x1-μmgcos 37°·x1=mv2-0 設(shè)物體在水平面上滑行的距離為x2, 摩擦力Ff2=μFN2=μmg 由動能定理得:-μmgx2=0-mv2 由以上各式可得x2=3.5 m。 解法二　全過程 mgx1sin 37°-μmgcos 37°x1-μmgx2=0

6、代入數(shù)值解得x2=3.5 m。 答案:3.5 m 情境:2018年11月11日,在百度世界大會上,百度與一汽共同宣布:L4級別完全自動化無人駕駛乘用車將批量生產(chǎn)。有關(guān)資料檢測表明,當(dāng)無人駕駛車正以 20 m/s的速度在平直公路上行駛時,遇到緊急情況需立即剎車(忽略無人駕駛汽車反應(yīng)時間)。設(shè)該車剎車時產(chǎn)生的加速度大小為8 m/s2。 問題:將上述運(yùn)動簡化為勻減速直線運(yùn)動,直到汽車停下。已知無人駕駛汽車質(zhì)量為1.8 t。 求:在此過程中該無人駕駛汽車 (1)動能如何變化? (2)前進(jìn)的距離x是多少? 【解析】(1)無人駕駛汽車做勻減速直線運(yùn)動,其速度不斷減小,質(zhì)量不變,由Ek=mv2得汽車的動能不斷減小。 (2)由牛頓第二定律知受到阻力的大小:f=ma 解得:f=1.44×104 N 初動能:Ek=mv2 解得:Ek=3.6×105 J 減速過程由動能定理得:-fx=0-Ek 解得:x=25 m 答案:(1)減小　(2)25 m - 4 -