高中物理人教版必修2习题：第七章 机械能守恒定律 第7节 动能和动能定理3 Word版含答案

第7节动能和动能定理
（满分100分，60分钟完成）班级_____姓名_________
第Ⅰ卷(选择题共48分)
一、选择题：本大题共8小题，每小题6分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，至少有
一个选项正确，选对的得6分，对而不全得3分。

选错或不选的得0分。

1．关于运动物体所受的合外力、合外力做的功、物体的动能变化三者之间的关系，下列说法中正确的是（）A．运动物体所受的合外力不为零，合外力必做功，物体的动能肯定要变化
B．运动物体所受的合外力为零，则物体的动能肯定不变
C．运动物体的动能保持不变，则该物体所受合外力一定为零
D．运动物体所受合外力不为零，则该物体一定做变速运动，其动能要变化
2．物体在水平恒力F作用下，由静止开始沿光滑水平面运动，经过一段时间物体的速度增大到v，又经过一段时间速度增大到2v，在这段时间内，力F对物体做功之比是（）A．1∶1 B．1∶2
C．1∶3 D．1∶4
3．A、B两物体质量相等，A在光滑的水平面上，B在粗糙的水平面上，受相同的水平拉力作用，从静止开始运动，移动相同的距离，则（）A．力对物体B做的功大于对物体A做的功
B．力对A、B做功相同
C．A、B的动能相同
D．A的动能大于B的动能
4．物体在恒力作用下由静止开始运动，则下列说法正确的是（）A．物体的动能与它运动的时间成正比
B．物体的动能与它运动时间的平方成正比
C．物体的动能与它通过位移的平方成正比
D．以上说法都不正确
5．某一质量为m的物体，受到水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是（）A．如果物体做加速直线运动，F一定做正功
B．如果物体做减速直线运动，F一定做负功
C ．如果物体做减速直线运动，F 可能做正功
D ．如果物体做匀速直线运动，F 一定做正功
6．如图1所示，物体A 和物体B 与地面的动摩擦因数相同，A 和B 的质量相等，在力F 的作用下，一起沿水平地面向右移动s ，则
（ ）
图1
A ．摩擦力对A 、
B 做功相等 B ．A 、B 动能的变化相同
C ．F 对A 做的功与A 对B 做的功相等
D ．合外力对A 做的功与合外力对B 做的功不相等
7．以初速v 0竖直上抛一小球，若不计空气阻力，在上升过程中，从抛出小球到小球动能减小一半所经历的时间为
（ ）
A ．
g v 0
B ．
g
v 20
C ．g
v 220
D ．
)2
21(0 g v 8．如图2所示，一木块沿着高度相同、倾角不同的三个斜面由顶端静止滑下，若木块与各斜面间的动摩擦因数都相同，则滑到底端的动能大小关系是
（ ）
图2
A ．倾角大的动能最大
B ．倾角小的动能最大
C ．倾角等于45º的动能最大
D ．三者的动能一样大
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
二、填空、实验题：本大题共5小题，每小题5分，共25分。

把正确答案填写在题中横线上
或按要求作答。

9．在光滑的水平面上，物体在水平恒力F 作用下从静止出发，通过一段位移s 后速率增至v ；
若要它从静止出发，在相同的位移s 内速率增至nv ，则力做的功是原来的________倍，作用力是原来的________倍。

10．甲、乙、丙三物体的质量之比为m 甲∶m 乙∶m 丙＝1∶2∶3，它们沿水平面以一定的初速度
在摩擦力的作用下减速滑行到停下来，滑行距离分别为s 甲、s 乙、s 丙。

①若它们与水平面间的动摩擦因数相同，初动能相同，则s 甲∶s 乙∶s 丙＝_________；②若它们所受的摩擦力相同，初动能相同，则s 甲∶s 乙∶s 丙＝___________。

11．一物体在水平恒力F 的作用下，在光滑的水平上由静止开始运动，速度达到v ，然后换成
一个方向相反、大小为3F 的水平恒力作用，经过一段时间后，物体回到出发点，则物体回到出发点时的速度为___________。

12．质量为m 的物体静止于倾角为α的光滑斜面的底端，现用平行于斜面方向的恒力作用于
物体上，使物体沿斜面向上运动，当物体运动到斜面中点时，撤去外力，物体刚好能滑到斜面顶端，则恒力的大小为F ＝___________。

13．如图3所示，质量为m 的物体从高为h 处的斜面的A 点由静
止滑下，到达水平地面上的B 点停下来。

若将其从B 点沿原路拉回到A 点，至少需要做的功为___________。

三、计算题：本大题共2小题，计27分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步
骤。

只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

14．（12分）如图4所示，一个滑雪的人从高为h 的斜面上由静止开始滑下，然后在水平面上
滑行一段距离停下来。

已知斜面的倾角为θ，滑雪板与雪之间的动摩擦因数为μ。

求： （1）滑雪的人在水平面上滑行的距离s 2。

（2）并证明在其它条件不变、只改变斜面的倾角θ时，滑雪的人通过的总的水平距离s 是一个与θ无关的量。

15．（15分）如图5所示，A 、B 两个材料相同的物体用长为L 且不可伸长的线连结在一起放
在水平面上，在水平力F 作用下以速度v 做匀速直线运动，A 的质量是B 的两倍，某一瞬间线突然断裂，保持F 不变，仍拉A 继续运动距离s 0后再撤去，则当A 、B 都停止运动时，
A 和
B 相距多远？
图5
参考答案
一、选择题： 1．【答案】B
【点拨】物体所受合外力不为零，物体必做变速运动，但合外力不一定做功，物体的动能不一定变化，A 、D 错误；若运动物体所受合外力为零，则合外力不做功，物体的动能不会发生变化，B 正确；物体的动能不变，表明物体所受的合外力不做功，物体的速率不变，但速度的方向可以不断改变，此时物体所受的合外力只是用来改变速度的方向，C 错误。

2．【答案】C
【点拨】根据动能定理，第一阶段：W 1＝
21mv 2，第二阶段：W 2＝21m (2v )2－21mv 2＝3·2
1
mv 2，
所以，W 1∶W 2＝1∶3，选项C 正确。

3．【答案】BD
【点拨】某一个力做的功，只与这个力的大小、位移的大小及夹角有关，所以水平拉力对这两个物体做的功相同；物体动能的变化，取决于合外力的做功情况，A 物体受到的合外力大于
B 物体受到的合外力，两者位移和初动能相等，所以A 的动能大于B 的动能。

4．【答案】B
【点拨】物体在恒力作用下由静止开始将做匀加速直线运动，位移s ＝
2
1at 2＝m F 2t 2
，物体的
动能等于外力做的功 E k ＝W ＝Fs ＝m
F 22t 2
，所以物体的动能与它运动时间的平方成正比。

5．【答案】ACD
【点拨】当物体做加速直线运动和做匀速直线运动时，水平力F 一定与摩擦力反向，与位移同向，故F 一定做正功，A 、D 正确；物体做减速直线运动中，F 可能与位移同向，可能与位移反向，即F 可能做正功，也可能做负功，B 错。

C 正确。

6．【答案】B
【点拨】物体A 对地面的压力大于物体B 对地面的压力，则物体A 所受摩擦力大于物体B 所受摩擦力，摩擦力对A 、B 做功不相等，A 错误；物体A 推动物体B 向前加速，则A 、B 两者任何时刻速度相等，即A 、B 动能变化相同，B 正确；根据动能定理可知，C 、D 错误。

7．【答案】D
【点拨】设物体的动能减少一半时速度为v 1，则有：
21mv 12＝21×2
1mv 02，即：v 1＝022
v 。

上升过程中，小球做加速度a ＝g 的匀减速运动，所经历的时间t ＝100
(1v v v g g
-=--。

8．【答案】A
【点拨】根据动能定理：ΔE k ＝E k2－E k1，有E k2＝mgh －μmg cos θ·θ
sin h
＝mgh －μmgh ·cot θ，因为，θ越大，cot θ越小，ΔE k 越大，故倾角大的动能大。

二、填空、实验题： 9．【答案】n 2
；n 2
【点拨】根据动能定理有：212W Fs mv ==
，21
()2
W F s m nv ''==，得：2W n W '=，2F n F '=。

10．【答案】①6∶3∶2；②1∶1∶1
【点拨】①由动能定理得：－μmgs ＝0－E k ，得滑行距离为：s ＝
mg
E μk
，所以，三物体滑行距离之比为：s 甲∶s 乙∶s 丙＝
甲m 1∶乙m 1∶丙m 1＝11∶21∶3
1＝6∶3∶2；②设摩擦力均为F ，由动能定理得：－Fs ＝0－E k ，得滑行距离为：s ＝
F
E K
，所以，三物体滑行距离之比为：s 甲∶s 乙∶s 丙＝1∶1∶1。

11．【答案】2v
【点拨】设力F 使物体运动的距离为s ，因物体回到出发点，则力3F 使物体发生的位移大小也为s 。

根据动能定理有：212Fs mv =，2211
322
Fs mv mv '=-，解得：2v v '=。

12．【答案】2mg sin α
【点拨】设斜面的长为l ，对整个过程根据动能定理有：1
sin 02
F l mg l ⋅-=，解得：F ＝2mg sin α。

13．【答案】2mgh
【点拨】设物体在斜面上克服摩擦力做的功为W 1，在水平面上克服摩擦力做的功为W 2，从A
到B ，根据动能定理有：mgh ―W 1―W 2＝0；从B 到A ，根据动能定理有：W －mgh ―W 1―W 2＝212
A mv ，
得2
1
22
A W mgh mv =+，物体到达A 点时的最小动能为零，所以至少需要做的功为2mgh 。

三、计算题： 14．【答案】（1）
tan h
h
μ
θ
-
；（2）（略） 【解析】（1）对全过程，根据动能定理有：
2cos 0sin h
mgh mg mgs μθμθ-⋅
-= 解得：2tan h h
s μθ=-。

（2）由几何关系知：1tan h
s θ
=。

滑雪的人通过的总的水平距离s 为：
s ＝s 1＋s 2＝
tan h θ
＋(tan h h μθ-)＝h
μ
故s 与θ角无关。

15．【答案】L ＋
2
3s 0
【解析】设物体与水平面的动摩擦因数为μ，B 从断线到停止运动前进s 2，A 从断线到停止运动前进s 1，对B 列动能定理方程，有： －μ mgs 2＝－
2
1mv 2
对A 列动能定理方程，有：
Fs 0－μ·2mgs 1＝－2
1
Lmv 2
断线前，系统处于平衡状态，有
F ＝μ·3mg
由上述三个方程可得：s 1－s 2＝
2
3s 0 则A 、B 两物相距：Δs ＝L ＋s 1－s 2＝L ＋2
3
s 0。