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动能的改变势能的改变


单元测试卷
(本卷主要考查《动能的改变》 、 《势能的改变》 ) 省份:福建省 姓名:江小安

A 卷(基础测评)
一、选择题( 6 ? 5分 ? 30分)
1.(原创)质量分别为 2kg 和 4.5kg 的甲、乙两小球,分别以 3m/s 和 2m/s 的速度通过同一 位置,关于甲、乙两小球的动能,下列说法正确的是:( A.乙球的

质量大,故乙球的动能大 B.甲球的速度大,故甲球的动能大 C.甲、乙两球的动能一样大 D.乙球的质量和速度的乘积大,故乙球的动能大 答案:C 解析:本题考查动能的基本概念,会用动能的定义式 Ek ? )

1 2 mv 进行简单的计算.动能的大 2

小由质量和速度的大小共同决定,代入数据可知甲、乙两球的动能一样大,故选项 C 正确. 2.(原创)如图 1 所示,把一质量为 m 的物体从地面举高到离桌面高度为 h 处,并以地面 为零势能参考面.下列说法中正确的是( A. 物体克服重力做功 mgh B. 物体的重力势能增加 mgh C. 物体克服重力做功 mg(H+h) D. 物体的重力势能减少 mg(H+h) 图1 答案:C 解析:本题考查重力势能、重力做功与重力势能的改变关系以及重力势能的大小与零势能参 考面选取有关.由于选取地面为零势能参考面,且克服重力做功,故物体的重力势能增加了 mg(H+h).选项 C 正确. 3.(改编)如图 2 所示,一物块在与水平方向成 θ 角的恒力 F 作用下,从静止开始沿光滑 水平面向右运动一段距离 s.此时物体的动能为( A.Fscosθ B. ) H ) h

Fs cos ?
图2

C.Fssinθ 答案:A

D.

Fs sin ?

解析:本题考查动能定理的简单应用.由 W合 ? Fs cos ? ? ?E K , ?E 正确.

K

? Fs cos? ,选项 A

4.(原创)如图 3 所示,在光滑水平面上,有一弹簧右端固定一物体,开始时物体压缩弹 簧到 A 位置,能运动到的最远处为 B 位置,其中 O 位置弹簧处于原长状态,关于弹力做功与 弹性势能变化的关系,下列说法正确的是( )

A 图3

O

B

A. 从 A 到 O 位置,弹簧对物体做了正功,弹性势能增加 B. 从 A 到 O 位置,弹簧对物体做了正功,弹性势能减少 C. 从 O 到 B 位置,弹簧对物体做了负功,弹性势能增加 D. 从 O 到 B 位置,弹簧对物体做了负功,弹性势能减少 答案:B、C 解析:本题主要考查弹力做功与弹性势能变化的关系,从 A 到 O 过程,弹簧弹力方向向右, 物体的位移也向右,弹力对物体做正功,弹性势能减小,选项 B 正确.从 O 到 B 过程,弹簧 弹力方向向左,物体的位移也向右,弹力对物体做负功,弹性势能增加,选项 C 正确. 5.某人将原来静止放在地上质量为 1kg 的物体匀加速向上提升 1m,这时物体获得 2m/s 的速度,在这个过程中(g=10m/s2),以上说法正确的是( A.物体重力势能增加了 12J C.合外力对物体做功为 2J 答案:C、D 解析:本题主要考查动能定理的应用.由于物体升高了 1m,重力势能增加了 10J,选项 A 错 误;物体从静止向上加速,故动能增加了 2J , W合 ? ?E K ,选项 B 错误,选项 C 正 确. W合 ? WG ? WF ? ?mgh ? WF =2J,求得 WF ? 12J,选项 D 正确. 6.(原创)如图 4 所示,两个质量相等的小球,分别从两个高度相等而倾角不同的光滑斜 )

B.合外力对物体做功为 12J D.手对物体做功为 12J

面顶端由静止开始下滑,则它们到达斜面底端时必定相等的是( ) A.速度 C.动能 答案:B、C 解析:本题主要考查重力做功与重力势能改变的关系、动能定理的应用.由于小球下滑过程 中只有重力做功,重力势能都减少 mgh,根据动能定理:mgh= B.重力势能的改变 D.加速度 图4

1 2 mv -0,可知小球下滑到底 2

端时速率相等,但方向不同,故选项A错误,选项C正确.由牛顿第二定律可知,a=gsinθ,θ 不同,故加速度不同.

二、非选择题(20 分)
7.(4 分)一列火车在某段时间内运动的速度和时间的 υ-t 图象 如图 5 所示.由图可知,这段时间内火车的动能在___________(选 填 “增大” 或“减小 ”);牵引力对火车所做的功 ___________(选填“ 大 于”或“小于”)阻力对火车所做的功. 答案:增大、大于 解析:由于火车速度随时间在增大,故火车的动能在增大,即合外 力做正功,由动能定理可知,牵引力对火车做的功大于阻力对火车做的功. 8.(8 分)质量为 1kg 的物体,在竖直方向的拉力作用下做如下运动(空气阻力可忽略不计) (g 取 10m/s2): (1)若物体竖直向上匀速上升了 5.0m,则物体的重力势能改变了多少? (2)若物体在竖直向上且大小为 20N 的拉力作用下从静止开始运动,则上升了 6.0m 时物 体的动能为多少? 答案:(1) 50J;(2) 60J 解析: (1)物体匀速上升: △EP= mgh=50J (3 分)

v

o
图5

t

(2)物体从静止开始上升,受竖直向上的拉力和重力,由动能定理: (F-mg)s= Ek=

1 2 mv -0 (3 分) 2

1 2 mv = (F-mg)s = 60J (2 分) 2

8. (8 分)一质量 m=1kg 的物体静止在粗糙的水平面上,已知动摩擦因数 μ=0.1,现用水 平外力 F=2 N 作用下运动 5 m 后,立即撤去水平外力 F,求其还能滑多远?(g 取 10 m/s2) 答案:

解析:考虑全过程,设在水平外力F作用下发生的位移为 S1,撤去外力F后滑行的距离为 S2, 则由动能定理:

FS1 –μmg(S1+S2)=0 (6 分)
代入数据求得 S2=5m (2 分)

B卷
一、选择题( 6 ? 5分 ? 30分)
1.(改编)将一个普通苹果从地面捡到课桌上,苹果重力势能大约增加了( ) A.0.2J 答案:B 解析:本题考查重力势能概念.本题也是一道估算题,一个普通苹果大约 200-300g,桌子高 度约为 0.9m,由 EP=mgh 求得约为 2J. 2.(原创)质量相同的甲、乙、丙三位同学分别站在同一栋教学楼的一楼、二楼、三楼, 丁同学站在一楼,关于他们各自重力势能大小的说法,你认为最合理的是( ) A.甲同学认为自己的重力势能最小 B.丙同学认为自己的重力势能最大 C.乙同学认为丙同学的重力势能比甲同学的重力势能大 D.丁同学认为,他们的说法都有不妥,如果都选取同一位置为零势能面,则丙同学的重 力势能才是最大的 答案:D 解析:由于重力势能的大小与零势能面的选取有关,只有甲、乙、丙三位同学都选取同一零 势能参考面才可以进行比较,因此选项D正确. 3.(原创)如图 1 所示,一弹簧正好处于自然长度,另一小球自 A 点(刚好与弹簧相接触, 但无作用力)由静止开始往下运动, 已知 B 点为平衡位置(即此位置处弹簧弹力与小球所受重力 相等),C 点是弹簧被压缩到最短的位置,并以 C 点为零势能参考面.若不计弹簧质量和空气 阻力,在小球由 A→B→C 的过程中( A.小球的动能不断增大 B.小球的动能不断减少 C.小球到达 C 点时动能为零,此时弹簧的弹性势能也为零 图1 ) B.2J C.20J D.200J

D.小球在 C 点时弹簧的弹性势能最大 答案:D 解析:小球从A运动到B过程,重力大于弹力,合外力做正功,动能增大;小球从B运动到

C过程,重力小于弹力,合外力做负功,动能减小;故选项A、B均错误.小球到达C点时
速度为零,故小球的动能为零,但小球克服弹簧弹力做功,弹簧的弹性势能在增大,在 C点 弹性势能最大.选项C错误、选项D正确. 4.(改编)第 30 届奥运会跳水比赛在英国伦敦举行.已知在跳台比赛中,质量为 m 的跳水 运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动,设水对他的阻力大小恒为 F,那么他在水中减 速下降至深度为 h 的过程中,下列说法正确的是(g 为当地的重力加速度) A.他的动能减少了 Fh C.他的重力势能增加了 mgh 答案:B、D 解析:在水中减速下降的过程中,水的阻力大于重力,合外力做负功,动能减小,由动能定 理得:mgh-Fh=△EK<0,选项A错误、选项B正确;重力做正功,重力势能减小,减小了 mgh, 选项C错误、选项D正确. 5.(改编)如图 2 所示,质量为 m 的小球从高为 H 的平台边缘 A 点,以 υ0 的初速度水平抛 出,小球落到离地面高度为 h 的 P 点时速度为 υ1.以 地面为零势能参考面,不考虑空气阻力的影响,则下 列说法中正确的是 A.小球在 P 点时具有的动能为 mgh B.从 A 点运动到 P 点的过程中,重力对小球做 功为 mg(H-h) C.从 A 点运动到 P 点的过程中,重力对小球做功为 mgh D.小球在 P 点时具有的动能为 mg(H-h)+ 答案:B、D 解 析 :从 A 点 运动 到 P 点 的过 程中 , 重力 做正 功 ,做 功为 mg(H-h) , 由 动能 定 理: mg(H-h)=EkP图2 B.他的动能减少了(F- mg)h D.他的重力势能减少了 mgh

1 2

mv02

1

1 mv02 ,求得 EkP=mg(H-h)+ mv02 ,选项B、D正确; 2 2

6.质量不等,但有相同初动能的两物体,在动摩擦因数相同的水平地面上滑行直到停止,

则下列说法正确的有(

) B.质量小的物体滑行距离大 D.质量小的物体滑行时间长

A.质量大的物体滑行距离大 C.质量大的物体滑行时间长 答案:B、D 解析:由动能定理:-μmgS=0-EK0,S=

Ek 0 , S 与 m 成反比,质量小的物体滑行距离 ? mg
1 2 at 2 ,

大,选项B正确;由牛顿第二定律可知,a=μg, 把减速过程看成反向的匀加速,则 S=

求得 t ?

1 ?g

2 Ek 0 ,可知 m 小则 t 大.选项D正确. m

二、非选择题(20 分)
7. (4 分)某同学为了估测自己用手竖直向上抛出一小球时手对小球所做的功, 他用天平测 出小球的质量 m,用秒表测出小球从抛出后并回到抛出点所需的时间 t,则该同学对小球所做 的功为 答案: .

1 mg 2t 2 8 gt 1 2 1 2 2 , W外力 ? Ek ? mv ? mg t 2 2 8

解析:由动能定理可知,手对小球所做的功等于球动能的改变,小球做竖直上抛运动,由上 抛运动可知 v ?

8.(8 分)质量为 m 的滑块,由倾角 θ=30° 的斜面底端 A 点 沿斜面上滑,如图 3 所示,已知滑块在斜面底端时初速度 v0=4m/s,滑块与接触面的动摩擦因数 μ 均为 0.2,且斜面足够 长(g 取 10m/s2),求: (1)滑块上滑的最远距离 SAB; (2)滑块最后静止的位置 C 距离 A 点的距离 SAC. 答案: (1) SAB=1.2m; (2) SAC=1.96m 解析:(1)由A点运动到B点,由动能定理得: -mgsinθ ·SAB -μmgcosθ ·SAB=0代入数据求得:SAB=1.2(m) (1 分) (2) 由 B 点运动到 C 点,由动能定理得: mgsinθ ·SAB -μmgcosθ ·SAB-μmgSAC =0 (3 分) 代入数据求得:SAC=1.96(m) (1 分) 图3

1 mv0 2 (3 分) 2

9.(8 分)质量 m=1kg 的物体,在水平拉力 F 的作用下, 沿粗糙水平面做直线运动;经过位移 4m 时,撤去拉力 F,物 体的位移为 8m 时运动停止. 运动全过程中物体的动能与位移 的 Ek - x 图象如图 4 所示.(g 取 10m/s2)求: (1)物体的初速度; (2)物体与平面间的动摩擦因数; (3)拉力 F 的大小为多大? 答案:(1) 2m/s (2) 0.25 (3)4.5N …(1 分) 图4

解析:(1)由 Ek 0 ?

1 mv0 2 ? 2 J ……(1 分) 得: v0 ? 2m / s 2

(2)据动能定理: (3)据动能定理:

??mgs2 ? 0 ? Ek …(2 分) 得: ? ? 0.25 ……(1 分)

(F ? ?mg )s1 ? Ek ? Ek 0 …(2 分)得: F ? 4.5 N …(1 分)

附:作者详细信息
姓名 工作单位 宅 联系电话 手机 15860891190 银行信息
(注: 用户名 为作者本人)

江小安

性别



出生年月 邮编

1971 年 9 月 354400

福建省泰宁第一中学 0598-7831776 18960599996 QQ 开户行 中国建设银行福建省泰宁县支行 江小安,男,高级教师。 邮箱

jxaottff@163.com 543724311 卡号 6227 0018 7298 0131 977

1993 年 6 月毕业于福建师范大学物理学系物理教育专业,同年 8 月毕业分配于 个 福建省泰宁第一中学; 人 1993 年 8 月至今,在泰宁一中任教高中物理教学; 简 2004 年至 2011 年,在泰宁一中担任物理教研组长; 介 2011 年至今,担任泰宁一中办公室副主任; 2012 年被评为三明市首届骨干教师.


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