1、动能和动能定理(建议用时：40分钟)考点一动能1对于质量一定的物体，下列说法中正确的是()A物体的运动方向不变时，其动能一定不变B物体的速度发生变化时，其动能可能不变C物体的速率发生变化时，其动能可能不变D物体的动能不变时，其速度一定不变B物体的运动方向不变时，其速度的大小可能变化，其动能可能变化，故A错误；物体速度大小不变，而方向改变时，其动能不变，故B正确，D错误；物体的速率发生变化时，其动能一定变化，故C错误。2在水平路面上，有一辆以36 km/h行驶的客车，在车厢后座有一位乘客甲，把一个质量为4 kg的行李以相对客车5 m/s的速度抛给前方座位的另一位乘客乙，则行李的动能是()A500
2、 JB200 JC450 J D900 JC行李相对地面的速度vv车v相对15 m/s，所以行李的动能Ekmv2450 J，选项C正确。考点二动能定理3一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为2v，在这段时间内，水平力所做的功为()Amv2 Bmv2Cmv2 Dmv2A由动能定理得Wm(2v)2mv2mv2，故A正确。4如图所示，左端固定的轻质弹簧被物块压缩，物块被释放后，由静止开始从A点沿粗糙水平面向右运动。离开弹簧后，经过B点的动能为Ek，该过程中，弹簧对物块做的功为W，则物块所受摩擦力做的功Wf为()AWf
3、Ek BWfEkWCWfEkW DWfWEkC对物块从A到B应用动能定理有：WWfEk，解得：WfEkW。故C正确。5某消防队员从一平台上跳下，下落2 m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身的重心又下降了0.5 m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为()A自身所受重力的2倍 B自身所受重力的5倍C自身所受重力的8倍 D自身所受重力的10倍B设地面对双脚的平均作用力为F，在全过程中，由动能定理得mg(Hh)Fh0Fmg5mg，B正确。6长L1 m、质量M1 kg的平板车在粗糙水平地面上以初速度v5 m/s向右运动，同时将一个质量m2 kg的小物块轻轻地放在平板车的最前端，小物块
4、和平板车之间的动摩擦因数0.5，由于摩擦力的作用，小物块相对平板车向后滑行距离s0.4 m后与平板车相对静止，平板车最终因为地面摩擦而静止，如图所示，小物块从放到平板车上到与平板车一起停止运动，摩擦力对小物块所做的功为()A0 J B4 J C6 J D10 JA将小物块轻轻地放在平板车上时，由于摩擦力做正功，使小物块加速，小物块与平板车速度相等时摩擦力转化为静摩擦力，由于地面对平板车的阻力而使平板车和小物块都减速，静摩擦力对小物块做负功，因为小物块初速度为零，最终与平板车一起减速到零，故小物块动能的变化量为零，在整个过程中摩擦力对小物块所做的功为零，故A正确。7.如图所示，运动员把质量为m的
5、足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点的高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是()A运动员踢球时对足球做功mv2B足球上升过程重力做功mghC运动员踢球时对足球做功mv2mghD足球上升过程克服重力做功mv2mghC足球上升过程中足球重力做负功，WGmgh，B、D错误；从运动员踢球至上升至最高点的过程中，Wmghmv2，故运动员踢球时对足球做的功Wmv2mgh，C项正确。8.如图所示，物体沿曲面从A点无初速度滑下，滑至曲面的最低点B时，下滑的高度为5 m，速度为6 m/s，若物体的质量为1 kg。则下滑过程中物体克服阻力所做的功为(g取10 m/s
6、2)()A50 J B18 JC32 J D0C由动能定理得mghWfmv2，故Wfmghmv21105 J162 J32 J，C正确。9.把质量为1 kg的石块从10 m高处以30角斜向上方抛出，初速度为8 m/s。不计空气阻力，取g10 m/s2。求：(1)人对石块做的功；(2)石块落地时的速度大小。解析(1)根据动能定理得，小球抛出过程中人的手对小球做功为：Wmv164 J32 J。(2)过程中只有重力做功，根据动能定理得：mghmv2mv，代入数据解得：v2 m/s。答案(1)32 J(2)2 m/s10子弹射出枪口时的动能与子弹横截面积的比值称为“枪口比动能”。我国公安部规定：枪口比
7、动能大于等于1.8 J/cm2的认定为枪支；枪口比动能小于1.8 J/cm2而大于0.16 J/cm2的认定为仿真枪；枪口比动能小于等于0.16 J/cm2的认定为玩具枪。有些同学小时候玩过的“BB枪”发射的“塑料BB弹”质量0.12 g、直径6 mm、射出枪口时速度约107 m/s。则关于“BB枪”，你的新认识是()A是枪支 B是仿真枪C是玩具枪 D条件不足，不好确定A“塑料BB弹”的质量m0.12 g1.2104kg，射出枪口时速度v107 m/s，则“塑料BB弹”射出枪口时的动能Ekmv21.21041072 J0.686 94 J，“塑料BB弹”的直径d6 mm0.6 cm，横截面积S
8、d23.140.62cm20.282 6 cm2，则“枪口比动能”为 J/cm22.4 1.8 ，则“BB枪”是枪支，故A正确，B、C、D错误。11(多选)(2020天津高考)复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为v0，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内()A做匀加速直线运动B加速度逐渐减小C牵引力的功率PFvmD牵引力做功WmvmvBC动车的功率恒定，根据PF牵v可知动车的牵引力减小，根据牛顿第二定律得F牵Fma，可知
9、动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，A项错误，B项正确；当加速度为0时，牵引力等于阻力，则额定功率为PFvm，C项正确；动车功率恒定，在t时间内，牵引力做的功为WPt，根据动能定理得PtFsmvmv，D项错误。故选B、C。12.2019年9月16号上海向3家企业颁发首批智能网联汽车示范应用牌照，接着19号我国交通强国建设纲要发布，然后22日上午，国家智能网联汽车(武汉)测试示范区正式揭牌，武汉发出全国首张无人驾驶汽车试运营牌照，百度、海梁科技、深兰科技拿到全球首张自动驾驶商用牌照，这标志着自动驾驶可以商用运作，逐渐驶入生活。有关资料检测表明，当无人驾驶汽车正以20 m/s的速度在
10、平直公路上行驶时，遇到紧急情况需立即刹车(忽略无人驾驶汽车反应时间)。设该车刹车时产生的加速度大小为8 m/s2。将上述运动简化为匀减速直线运动，直到汽车停下。已知无人驾驶汽车质量为1.8 t。在此过程中该无人驾驶汽车：(1)动能如何变化？(2)前进的距离x是多少？解析(1)无人驾驶汽车做匀减速直线运动，其速度不断减小，质量不变，由Ekmv2得汽车的动能不断减小。(2)由牛顿第二定律知受到阻力的大小：fma解得：f1.44104 N初动能：Ekmv2解得：Ek3.6105 J减速过程由动能定理得：fx0Ek解得：x25 m。答案(1)减小(2)25 m13.如图所示，在地面上竖直固定了刻度尺和
11、轻质弹簧，弹簧原长时上端与刻度尺上的A点等高。质量m0.5 kg的篮球静止在弹簧正上方，其底端距A点高度h11.10 m。篮球静止释放，测得第一次撞击弹簧时，弹簧的最大形变量x10.15 m，第一次反弹至最高点，篮球底端距A点的高度h20.873 m，篮球多次反弹后静止在弹簧的上端，此时弹簧的形变量x20.01 m，弹性势能为Ep0.025 J。若篮球运动时受到的空气阻力大小恒定，忽略篮球与弹簧碰撞时的能量损失和篮球的形变，弹簧形变在弹性限度范围内。求：(g取10 m/s2)(1)弹簧的劲度系数；(2)篮球在运动过程中受到的空气阻力；(3)篮球在整个运动过程中通过的路程；(4)篮球在整个运动过程中速度最大的位置。解析(1)球静止在弹簧上，根据共点力平衡条件可得mgkx20，k500 N/m。(2)球从开始运动到第一次上升到最高点，动能定理mg(h1h2)f(h1h22x1)0，解得f0.5 N。(3)球在整个运动过程中总路程s：mg(h1x2)fsEp，解得s11.05 m。(4)球在首次下落过程中，合力为零处速度最大，速度最大时弹簧形变量为x3。则mgfkx30，在A点下方，离A点x30.009 m。答案(1)500 N/m(2)0.5 N(3)11.05 m(4)0.009 m