【優(yōu)化方案】2020高中物理 第7章第七節(jié)知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版必修2

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1、 1．關(guān)于物體的動能，下列說法中正確的是(　　) A．一個物體的動能可能小于零 B．一個物體的動能與參考系的選取無關(guān) C．動能相同的物體的速度一定相同 D．兩質(zhì)量相同的物體，若動能相同，其速度不一定相同 解析：選D.由Ek＝mv2知動能不會小于零，故A錯；因v的大小與參考系的選取有關(guān)，故動能的大小也與參考系的選取有關(guān)，故B錯；由Ek＝mv2知，動能的大小與物體的質(zhì)量和速度的大小都有關(guān)系，動能相同，速度不一定相同，故C錯；質(zhì)量相同的物體，動能相同時，速度大小一定相同，但速度方向不一定相同，故D對． 2．在下列幾種情況中，甲乙兩物體的動能相等的是(　　) A．甲的速度是乙的2

2、倍，甲的質(zhì)量是乙的 B．甲的質(zhì)量是乙的2倍，甲的速度是乙的 C．甲的質(zhì)量是乙的4倍，甲的速度是乙的 D．質(zhì)量相同，速度大小也相同，但甲向東運動，乙向西運動 解析：選CD.據(jù)動能的計算式Ek＝mv2知，若v甲＝2v乙，m甲＝m乙，則Ek甲＝2Ek乙，A錯；若m甲＝2m乙，v甲＝v乙，則Ek甲＝Ek乙，B錯；若m甲＝4 m乙，v甲＝v乙，則Ek甲＝Ek乙，C正確；由于動能與速度方向無關(guān)，所以當(dāng)m甲＝m乙，且v甲、v乙大小相等時動能相等，D正確． 3. 圖7－7－6 (2020年廈門高一檢測)如圖7－7－6所示，在水平桌面上的A點有一個質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計空氣阻力

3、，當(dāng)它到達B點時，其動能為(　　) A.mv＋mgH B.mv＋mgh C．mgH－mgh D.mv＋mg(H－h(huán)) 解析：選B.由A到B，合外力對物體做的功W＝mgh，物體的動能變化ΔEk＝Ek－mv，據(jù)動能定理W＝ΔEk，得物體在B點的動能Ek＝mv＋mgh，B正確． 4．(2020年錦州高一檢測)兩輛汽車在同一水平路面上行駛，它們的質(zhì)量之比為1∶2，速度之比為2∶1.設(shè)兩車與地面的動摩擦因數(shù)相等，則當(dāng)兩車緊急剎車后，滑行的最大距離之比為(　　) A．1∶2 B．1∶1 C．2∶1 D．4∶1 解析：選D.對汽車用動能定理得－μmgl＝0－mv2，所以滑行的距離與

4、v2成正比，故汽車滑行的最大距離之比l1∶l2＝4∶1，故正確答案為D. 5．人騎自行車上坡，坡長l＝200 m，坡高h(yuǎn)＝10 m，人和車的總質(zhì)量為100 kg，人蹬車的牽引力為F＝100 N，若在坡底時車的速度為10 m/s，到坡頂時車的速度為4 m/s(g取10 m/s2)．求：上坡過程中人克服摩擦力做多少功？ 解析：對上坡的全過程，由動能定理得： F牽l－mgh－WFf＝mv2－mv02 所以WFf＝F牽l－mgh－m(v2－v02) ＝100×200 J－100×10×10 J－×100×(42－102) J＝1.42×104 J. 答案：1.42×104 J 一、選

5、擇題 1．質(zhì)量一定的物體(　　) A．速度發(fā)生變化時其動能一定變化 B．速度發(fā)生變化時其動能不一定變化 C．速度不變時其動能一定不變 D．動能不變時其速度一定不變 解析：選BC.速度是矢量，速度變化時可能只有方向變化，而大小不變，動能是標(biāo)量，所以速度只有方向變化時，動能可以不變；動能不變時，只能說明速度大小不變，但速度方向不一定不變，故只有B、C正確． 2. 圖7－7－7 有一質(zhì)量為m的木塊，從半徑為r的圓弧曲面上的a點滑向b點，如圖7－7－7所示．如果由于摩擦使木塊的運動速率保持不變，則以下敘述正確的是(　　) A．木塊所受的合外力為零 B．因木塊所受的力都不對其做

6、功，所以合外力的功為零 C．重力和摩擦力的功為零 D．重力和摩擦力的合力為零 解析：選C.物體做曲線運動，速度方向變化，加速度不為零，合外力不為零，A錯．速率不變，動能不變，由動能定理知，合外力做功為零，支持力始終不做功，重力做正功，所以重力做的功與阻力做的功代數(shù)和為零．但重力和阻力的合力不為零，C對，B、D錯． 3．一個25 kg的小孩從高度為3.0 m的滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時的速度為2.0 m/s.取g＝10 m/s2，關(guān)于力對小孩做的功，以下結(jié)果正確的是(　　) A．合外力做功50 J B．克服阻力做功500 J C．重力做功500 J D．支持力做功50 J

7、 解析：選A.重力做功WG＝mgh＝25×10×3 J＝750 J，C錯；小孩所受支持力方向上的位移為零，故支持力做的功為零，D錯；合外力做的功W合＝Ek－0，即W合＝mv2＝×25×22 J＝50 J，A項正確；WG－W阻＝Ek－0，故W阻＝mgh－mv2＝750 J－50 J＝700 J，B項錯誤． 4．(2020年福建六校聯(lián)考)一人用力踢質(zhì)量為1 kg的皮球，使球由靜止以 10 m/s的速度飛出，假定人踢球瞬間對球平均作用力是200 N，球在水平方向運動了 20 m停止，那么人對球所做的功為(　　) A．50 J B．500 J C．4 000 J D．無法確定 解析：

8、選A.由動能定理得，人對球做的功W＝mv2－0＝×1×102 J＝50 J，A正確． 5. (2020年忻州高一檢測)一輛汽車以v1＝6 m/s的速度沿水平面行駛，急剎車后能滑行l(wèi)1＝3.6 m．如果汽車以v2＝8 m/s的速度行駛，在同樣的路面上急剎車后滑行的距離l2應(yīng)為(　　) A．6.4 m B．5.6 m C．7.2 m D．10.8 m 解析：選A.設(shè)摩擦力為Ff，由動能定理得 －Ffs1＝0－mv12① －Ffs2＝0－mv22② 由①②兩式得＝ 故汽車滑行距離s2＝·s1＝()2×3.6 m＝6.4 m. 6．(2020年高考課標(biāo)全國卷) 圖7－7

9、－8 如圖7－7－8所示，在外力作用下某質(zhì)點運動的v－t圖象為正弦曲線．從圖中可以判斷(　　) A．在0～t1時間內(nèi)，外力做正功 B．在0～t1時間內(nèi)，外力的功率逐漸增大 C．在t2時刻，外力的功率最大 D．在t1～t3時間內(nèi)，外力做的總功為零 解析：選AD.在0～t1時間內(nèi)，速度增大，由動能定理知外力做正功，A項正確；在t1、t3兩個時刻，質(zhì)點速率相等，由動能定理知t1～t3時間內(nèi)，外力做的總功為零，D項正確；v－t圖象的斜率表示加速度，在t1時刻，a＝0，F(xiàn)＝0，功率為零，故B項錯；t2時刻，F(xiàn)最大，但v＝0，由P＝Fv知P＝0，故C項錯． 7. 圖7－7－9 (20

10、20年遼寧沈陽高一檢測)如圖7－7－9所示，質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩經(jīng)過光滑小孔牽引在光滑水平面上做勻速圓周運動．拉力為某個值F時，轉(zhuǎn)動半徑為R，當(dāng)拉力逐漸減小到時，物體仍做勻速圓周運動，半徑為2R，則外力對物體所做的功大小是(　　) A．0 B. C. D. 解析：選C.根據(jù)拉力提供向心力F＝，求得Ek1＝FR；當(dāng)拉力減小的時候＝，求得Ek2＝，外力做功數(shù)值等于動能的改變量ΔEk＝. 8．(2020年武漢質(zhì)檢)物體沿直線運動的v—t關(guān)系圖象如圖7－7－10所示，已知在第1秒內(nèi)合外力對物體所做的功為W，則(　　) 圖7－7－10 A．從第1秒末到第3秒末合外力做功為4W

11、B．從第3秒末到第5秒末合外力做功為－2W C．從第5秒末到第7秒末合外力做功為W D．從第3秒末到第4秒末合外力做功為－0.75W 解析：選CD.設(shè)物體在第1秒末速度為v，由動能定理可得在第1秒內(nèi)合外力的功W＝mv2－0 從第1秒末到第3秒末物體的速度不變，所以合外力的功為W1＝0 從第3秒末到第5秒末合外力的功為 W2＝0－mv2＝－W 從第5秒末到第7秒末合外力的功為 W3＝m(－v)2－0＝W 第4秒末的速度v4＝ 所以從第3秒末到第4秒末合外力的功 W4＝m()2－mv2＝－W 故選項C、D正確． 9. 圖7－7－11 (2020年西城模擬)如圖7－

12、7－11所示，質(zhì)量為M、長度為l的小車靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點)放在小車的最左端．現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止開始做勻加速直線運動．物塊和小車之間的摩擦力為Ff.物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為x.在這個過程中，以下結(jié)論正確的是(　　) A．物塊到達小車最右端時具有的動能為(F－Ff)(l＋x) B．物塊到達小車最右端時，小車具有的動能為Ffx C．物塊克服摩擦力所做的功為Ff(l＋x) D．物塊和小車增加的機械能為Fx 解析：選ABC.根據(jù)動能定理，物塊到達最右端時具有的動能為Ek1＝ΔEk1＝F·(l＋x)－Ff(l＋x)＝(F－

13、Ff)·(l＋x)，A對；物塊到達最右端時，小車具有的動能為Ek2＝ΔEk2＝Ff·x，B對；物塊和小車增加的機械能為ΔE＝F·(x＋l)－Ffl，D錯；由功的定義，物塊克服摩擦力所做的功為WFf＝Ff·(l＋x)，C對． 二、非選擇題 圖7－7－12 10．如圖7－7－12所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點銜接，導(dǎo)軌半徑為R，一個質(zhì)量為m的物塊以某一速度向右運動，當(dāng)它經(jīng)過B點進入導(dǎo)軌瞬間對導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍，而后向上運動恰能完成半圓周運動到C點，求物塊從B到C點克服阻力所做的功？ 解析：物塊運動到B點，由于其對導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍，故有：7mg－mg＝m，

14、故B點物體的動能為EkB＝mv＝3mgR；在C點有：mg＝m，所以C點的動能為：EkC＝mgR.設(shè)阻力做功為WFf，物塊從B點到C點運用動能定理有：－mg·2R－WFf＝EkC－EkB＝－mgR，故物塊從B點到C點克服阻力所做的功為mgR. 答案：mgR 圖7－7－13 11．如圖7－7－13所示，傾角θ＝37°的斜面底端B平滑連接著半徑r＝0.40 m的豎直光滑圓軌道．質(zhì)量m＝0.50 kg的小物塊，從距地面h＝2.7 m處沿斜面由靜止開始下滑，小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10 m/s2)求： (1)物塊滑到斜面底端

15、B時的速度大小． (2)物塊運動到圓軌道的最高點A時，對圓軌道的壓力大?。? 解析：(1)物塊沿斜面下滑到B的過程中，在重力、支持力和摩擦力作用下做勻加速運動，設(shè)下滑到斜面底端B時的速度為v，則由動能定理可得： mgh－μmgcosθ·＝mv2－0 所以v＝ 代入數(shù)據(jù)解得：v＝6.0 m/s. (2)設(shè)物塊運動到圓軌道的最高點A時的速度為vA，在A點受到圓軌道的壓力為FN. 物塊沿圓軌道上滑到A的過程中由動能定理得： －mg·2r＝mv－mv2 物塊運動到圓軌道的最高點A時，由牛頓第二定律得： FN＋mg＝m 由以上兩式代入數(shù)據(jù)解得：FN＝20 N 由牛頓第三定律可

16、知，物塊運動到圓軌道的最高點A時，對圓軌道的壓力大小 FN′＝FN＝20 N. 答案：(1)6.0 m/s　(2)20 N 12．(2020年高考大綱全國卷Ⅱ)如圖7－7－14所示，MNP為豎直面內(nèi)一固定軌道，其圓弧段MN與水平段NP相切于N，P端固定一豎直擋板．M相對于N的高度為h，NP長度為s.一物塊自M端從靜止開始沿軌道下滑，與擋板發(fā)生一次完全彈性碰撞后停止在水平軌道上某處．若在MN段的摩擦可忽略不計，物塊與NP段軌道間的滑動摩擦因數(shù)為μ，求物塊停止的地方與N點距離的可能值． 圖7－7－14 解析：根據(jù)功能原理，在物塊從開始下滑到靜止的過程中，物塊重力勢能減小的數(shù)值ΔEp與物塊克服摩擦力所做功的數(shù)值W相等，即 ΔEp＝W① 設(shè)物塊質(zhì)量為m，在水平軌道上滑行的總路程為s′，則ΔEp＝mgh② W＝μmgs′③ 設(shè)物塊在水平軌道上停住的地方與N點的距離為d.若物塊在與P碰撞后，在到達圓弧形軌道前停止，則 s′＝2s－d④ 聯(lián)立①②③④式得 d＝2s－ 此結(jié)果在≤2s時有效．若>2s，則物塊在與P碰撞后，可再一次滑上圓弧形軌道，滑下后在水平軌道上停止，此時有 s′＝2s＋d⑤ 聯(lián)立①②③⑤式得 d＝－2s. 答案：2s－或－2s