高中动力学试题及详细答案

高中动力学经典试题及详细答案

一、单选题（每题2分，共20分）

1.物体在光滑水平面上受到一个水平恒力F的作用，由静止开始运动，则物体的动能变化情况是（）A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.保持不变【答案】A【解析】根据动能定理，合外力做正功，动能增加水平恒力F做正功，动能逐渐增大

2.一质量为m的物体，从高度为h的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为θ，不计摩擦，物体滑到底端时的速度大小为（）A.√2ghB.√ghC.√2ghcosθD.√2ghsinθ【答案】A【解析】根据机械能守恒定律，mgh=1/2mv^2，解得v=√2gh

3.质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，在粗糙水平面上运动了距离s，若物体与地面间的动摩擦因数为μ，则水平恒力F做的功为（）A.FsB.μmg·sC.F-μmgsD.Fs-μmg·s【答案】C【解析】水平恒力F做的功等于F与s的夹角为0时的功，即Fs但需要考虑摩擦力做的负功，所以总功为F-μmgs

4.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球在最低点时的速度大小为（）A.√gLB.√gLcosθC.√gL1-cosθD.√gLsinθ【答案】C【解析】根据机械能守恒定律，在最高点的重力势能等于最低点的动能，mgh=1/2mv^2，h=L1-cosθ，解得v=√gL1-cosθ

5.质量为m的小球，以速度v0水平抛出，不计空气阻力，小球落地时的速度大小为（）A.v0B.√v0^2+2ghC.√v0^2+ghD.√2gh【答案】B【解析】水平抛出的小球在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动落地时速度大小为v=√v0^2+gt^2，其中t=√2h/g，代入得v=√v0^2+2gh

6.如图所示，质量为m的小球，用长为L的细线悬挂，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球在最低点时的加速度大小为（）A.gB.gcosθC.gsinθD.g1-cosθ【答案】A【解析】在最低点，小球受到重力和细线的拉力，合力提供向心力，即mg-T=mv^2/L根据机械能守恒，v=√gL1-cosθ，代入解得T=0，所以加速度a=g

7.质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，在粗糙水平面上运动了距离s，若物体与地面间的动摩擦因数为μ，则摩擦力做的功为（）A.FsB.μmg·sC.-μmgsD.μmgs【答案】C【解析】摩擦力做的功等于摩擦力的大小乘以位移，方向相反，所以摩擦力做的功为-μmgs

8.如图所示，质量为m的小球，用长为L的细线悬挂，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球在最高点时的速度大小为（）A.0B.√gLC.√gLcosθD.√gLsinθ【答案】A【解析】在最高点，小球的速度大小为0，因为这是速度变化的一个临界点

9.质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，在粗糙水平面上运动了距离s，若物体与地面间的动摩擦因数为μ，则系统的机械能变化量为（）A.FsB.μmg·sC.-μmgsD.F-μmgs【答案】C【解析】系统的机械能变化量等于摩擦力做的负功，即-μmgs

10.质量为m的物体，从高度为h的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为θ，不计摩擦，物体滑到底端时的动能变化情况是（）A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.保持不变【答案】A【解析】根据动能定理，合外力做正功，动能增加重力做正功，动能逐渐增大

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些情况中，物体的动能会发生变化？（）A.物体在光滑水平面上做匀速圆周运动B.物体在粗糙水平面上做匀加速直线运动C.物体自由落体运动D.物体在光滑斜面上做匀速直线运动【答案】B、C【解析】动能是标量，只有速度的大小变化时动能才会变化匀速圆周运动速度大小不变，动能不变；粗糙水平面上匀加速直线运动速度大小变化，动能变化；自由落体运动速度大小变化，动能变化；光滑斜面上匀速直线运动速度大小不变，动能不变

2.以下哪些情况下，物体的机械能守恒？（）A.物体在光滑水平面上做匀速直线运动B.物体在粗糙水平面上做匀加速直线运动C.物体自由落体运动D.物体在光滑斜面上做匀加速直线运动【答案】A、C【解析】机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功光滑水平面上匀速直线运动只有弹力做功，机械能守恒；粗糙水平面上匀加速直线运动有摩擦力做功，机械能不守恒；自由落体运动只有重力做功，机械能守恒；光滑斜面上匀加速直线运动只有重力做功，机械能守恒

三、填空题（每题4分，共20分）

1.质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，在粗糙水平面上运动了距离s，若物体与地面间的动摩擦因数为μ，则摩擦力的大小为______，摩擦力做的功为______【答案】μmg；-μmgs

2.质量为m的小球，用长为L的细线悬挂，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球在最低点时的速度大小为______，加速度大小为______【答案】√gL1-cosθ；g

3.质量为m的物体，从高度为h的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为θ，不计摩擦，物体滑到底端时的速度大小为______，动能变化量为______【答案】√2gh；mgh

4.质量为m的小球，以速度v0水平抛出，不计空气阻力，小球落地时的速度大小为______，动能变化量为______【答案】√v0^2+2gh；mgh

5.质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，在粗糙水平面上运动了距离s，若物体与地面间的动摩擦因数为μ，则系统的机械能变化量为______，物体的动能变化量为______【答案】-μmgs；F-μmgs

四、判断题（每题2分，共10分）

1.两个物体质量相等，它们的速度大小相等，则它们的动能一定相等（）【答案】（√）

2.物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，则物体的机械能不守恒（）【答案】（×）【解析】水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动，只有重力做功，机械能守恒

3.物体在粗糙水平面上做匀加速直线运动，则物体的机械能一定不守恒（）【答案】（√）

4.物体在光滑水平面上做匀速圆周运动，则物体的机械能守恒（）【答案】（√）

5.物体在光滑斜面上做匀加速直线运动，则物体的机械能守恒（）【答案】（√）

五、简答题（每题5分，共15分）

1.简述动能定理的内容及其应用条件【答案】动能定理的内容是合外力对物体做的功等于物体动能的变化量应用条件是动能定理适用于惯性参考系，合外力做功可以是非保守力做功，也可以是保守力做功

2.简述机械能守恒定律的内容及其应用条件【答案】机械能守恒定律的内容是在只有重力或弹力做功的系统中，系统的机械能保持不变应用条件是系统内只有重力或弹力做功，没有其他外力做功

3.简述功的计算方法及其正负的物理意义【答案】功的计算方法是W=Fscosθ，其中F是力的大小，s是位移的大小，θ是力与位移之间的夹角功的正负的物理意义是正功表示力对物体做功，负功表示力对物体做负功

六、分析题（每题10分，共20分）

1.质量为m的物体，从高度为h的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为θ，不计摩擦，求物体滑到底端时的速度大小【答案】根据机械能守恒定律，mgh=1/2mv^2，解得v=√2gh

2.质量为m的小球，以速度v0水平抛出，不计空气阻力，求小球落地时的速度大小【答案】水平抛出的小球在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动落地时速度大小为v=√v0^2+gt^2，其中t=√2h/g，代入得v=√v0^2+2gh

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，在粗糙水平面上运动了距离s，若物体与地面间的动摩擦因数为μ，求物体的动能变化量【答案】根据动能定理，合外力做正功，动能增加水平恒力F做的功为Fs，摩擦力做的功为-μmgs，所以动能变化量为Fs-μmgs

2.质量为m的小球，用长为L的细线悬挂，细线与竖直方向的夹角为θ，求小球在最低点时的速度大小和加速度大小【答案】根据机械能守恒定律，在最高点的重力势能等于最低点的动能，mgh=1/2mv^2，h=L1-cosθ，解得v=√gL1-cosθ在最低点，小球受到重力和细线的拉力，合力提供向心力，即mg-T=mv^2/L，解得T=0，所以加速度a=g。