（江浙選考1）2020版高考物理總復習 第七章 機械能及其守恒定律 考點強化練15 動能和動能定理

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1、考點強化練15　動能和動能定理 1.(多選)一個物體做變速運動,下列敘述中正確的是(　　) A.物體所受的合外力一定為變力 B.合外力一定不為零,物體的速度一定改變 C.合外力一定對物體做功,物體的動能一定改變 D.合外力不一定對物體做功,物體的動能不一定改變 2.一輛汽車以v1=6 m/s的速度沿水平路面行駛時,急剎車后能滑行x1=3.6 m,如果以v2=8 m/s的速度行駛,在同樣路面上急剎車后滑行的距離x2應為(不計空氣阻力的影響)(　　) A.6.4 m B.5.6 m C.7.2 m D.10.8 m 3.一質(zhì)量為m的物體在水平恒力F的作用下沿水平面運動,在t0時

2、刻撤去力F,其v-t圖象如圖所示。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,則下列關于力F的大小和力F做功W的大小關系式正確的是(　　) A.F=μmg B.F=2μmg C.W=μmgv0t0 D.W=μmgv0t0 4.如圖所示,一個質(zhì)量為m的小球用長l的輕繩懸于O點,小球在水平恒力F的作用下從平衡位置P點由靜止開始運動,運動過程中繩與豎直方向的最大夾角為θ=60°,則力F的大小為(　　) A.mg B.mg C. mg D.mg 5.如圖所示,光滑斜面的頂端固定一彈簧,一小球向右滑行,并沖上固定在地面上的斜面。設小球在斜面最低點A的速度為v,壓縮彈簧至C點時彈簧最短,C點距地

3、面高度為h,不計小球與彈簧碰撞過程中的能量損失,則彈簧被壓縮至C點,彈簧對小球做的功為(　　) A.mgh-mv2 B. mv2-mgh C.mgh+mv2 D.mgh 6.在距水平地面10 m高處,以10 m/s的速度水平拋出一個質(zhì)量為1 kg的物體,已知物體落地時的速度為16 m/s,g取10 m/s2,則下列說法正確的是(　　) A.拋出時人對物體做功為150 J B.自拋出到落地,重力對物體做功為100 J C.飛行過程中物體克服阻力做功22 J D.物體自拋出到落地時間為 s 7.(2018浙江終極適應性)靜止在粗糙水平面上的物塊在水平向右的拉力作用下做直線運動,

4、t=4 s時停下,其v-t圖象如圖所示,已知物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)處處相同,則下列判斷正確的是(　　) A.整個過程中拉力做的功等于物塊克服摩擦力做的功 B.整個過程中拉力做的功等于零 C.t=2 s時刻拉力的瞬時功率在整個過程中最大 D.t=1 s到t=3 s這段時間內(nèi)拉力不做功 8.一物體靜止在粗糙水平地面上,現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動物體,經(jīng)過一段時間后其速度變?yōu)関,若將水平拉力的大小改為F2,物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時間后速度變?yōu)?v,對于上述兩個過程,用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功,Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功,則(　　)

5、A.WF2>4WF1,Wf2>2Wf1 B.WF2>4WF1,Wf2=2Wf1 C.WF2<4WF1,Wf2=2Wf1 D.WF2<4WF1,Wf2<2Wf1 9.如圖甲所示,“滑滑梯”是小朋友喜愛的游戲活動?？梢詫⑿∨笥言谑覂?nèi)“滑滑梯”的運動簡化成小物塊從靜止出發(fā),先沿斜板下滑,再進入室內(nèi)水平木板的過程,如圖乙所示。假設斜板長度一定,斜板與水平木板的傾角θ可調(diào),且房間高度足夠,斜板最高點在地板的垂點到房間右側墻面的長度為斜板長度的2倍。某次游戲中,一位小朋友(可視為質(zhì)點)從斜板頂端靜止出發(fā)后在到達房間右側墻面時剛好停下。已知小朋友與斜板及水平木板間的動摩擦因數(shù)均為μ,不計小朋友從斜板進入

6、水平木板時的能量損失,則θ與μ間應滿足(　　) A.sin θ=μ B.sin θ=2μ C.sin θ=3μ D.sin θ=4μ 10.某同學為探究合力做功與物體速度變化的關系,設計了如下實驗,他的操作步驟是: ①按圖擺好實驗裝置,其中小車質(zhì)量m車=0.20 kg,鉤碼總質(zhì)量m=0.05 kg; ②釋放小車,然后接通打點計時器的電源(電源頻率為f=50 Hz),打出一條紙帶。 (1)他在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條,如下圖所示。把打下的第一點記作0,然后依次取若干個計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出,用厘米刻度尺測得各計數(shù)點到0點距離分別為d1=0.00

7、4 m,d2=0.055 m,d3=0.167 m,d4=0.256 m,d5=0.360 m,d6=0.480 m…,他把鉤碼重力(當?shù)刂亓铀俣萭取9.8 m/s2)作為小車所受合力算出打下0點到打下第5點合力做功W=　　　 J(結果保留三位有效數(shù)字),打下第5點時小車的速度v5=　　　　 m/s(結果保留三位有效數(shù)字)。? (2)此次實驗探究的結果,他沒能得到合力對物體做的功W∝v2的結論,且誤差很大。通過反思,他認為產(chǎn)生誤差的原因如下,其中正確的是　　　　。? A.鉤碼質(zhì)量太大,使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多 B.沒有平衡摩擦力,使得合力對物體做功的測量值比真實值

8、偏大太多 C.釋放小車和接通電源的次序有誤,使得動能增量的測量值比真實值偏小 D.沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因 11.從某一高處平拋一個物體,物體著地時末速度與水平方向成α角,取地面處重力勢能為零,則物體拋出時,動能與重力勢能之比為(　　) A.sin2α B.cos2α C.tan2α D. 12.在粗糙的水平地面上有一靜止的質(zhì)量為1 kg的物體,在水平外力F的作用下運動,如圖甲所示,外力F和物體克服摩擦力Ff做的功W與物體位移x的關系如圖乙所示,重力加速度g取10 m/s2。下列分析不正確的是 (　　) A.物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為0

9、.2 B.物體運動的位移為13 m C.物體在前3 m運動過程中的加速度為3 m/s2 D.x=9 m時,物體的速度為3 m/s 13.(2017~2018學年金華十校高一下)如圖,半圓形光滑軌道豎直固定在水平地面上,半圓的直徑與地面垂直。一小物塊以速度v從軌道下端滑入軌道,并從軌道上端水平飛出,小物塊落地點到軌道下端的距離與軌道半徑有關,此距離最大時,對應的軌道半徑為(重力加速度大小為g)(　　) A. B. C. D. 14.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的物塊與轉臺之間的最大靜摩擦力為物塊重力的k倍,物塊與轉軸OO'相距R,物塊隨轉臺由靜止開始轉動,當物塊速度由0增加到v時,

10、物塊即將在轉臺上滑動,此時轉臺恰好開始勻速轉動,已知重力加速度為g,則在物塊由靜止到滑動前的這一過程中,轉臺的摩擦力對物塊做的功為 (　　) A.0 B. kmgR C. mv2 D.2πkmgR 15.(多選)輕質(zhì)彈簧豎直放在地面上,物塊P的質(zhì)量為m,與彈簧連在一起保持靜止?，F(xiàn)用豎直向上的恒力F使P向上加速運動一小段距離L時,速度為v,下列說法中正確的是 (　　) A.合外力做的功是mv2 B.重力做的功是mgL C.合外力做的功是FL-mgL D.彈簧彈力做的功是mgL-FL+mv2 16.如圖所示,傾角θ=37°的斜面與光滑圓弧BCD相切于B點,整個裝置固定在豎直平

11、面內(nèi)。有一質(zhì)量m=2.0 kg可視為質(zhì)點的物體,從斜面上的A處靜止下滑,AB長L=3.0 m,物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,不計空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求: (1)物體第一次從A點到B點過程克服摩擦力做功; (2)物體第一次回到斜面的最高位置距A點距離; (3)簡要說明物體最終的運動情況。 17.如圖甲所示,在水平地面上放置一個質(zhì)量為m=4 kg的物體,讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運動,推力F隨位移x變化的圖象如圖乙所示,已知物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,g取10 m

12、/s2,求: (1)出發(fā)時物體運動的加速度大小; (2)物體能夠運動的最大位移。 考點強化練15　動能和動能定理 1.BD　一個物體做變速運動,合外力不一定是變力,如勻變速直線運動、平拋運動等,故A錯誤;物體做變速運動,加速度一定不為零,由牛頓第二定律可知,合外力一定不為零,速度一定變化,故B正確;物體做變速運動,合外力對物體不一定做功,如勻速圓周運動,其動能不變,故C錯誤,D正確。 2.A　急剎車后,車只受摩擦阻力Ff的作用,且兩種情況下摩擦力大小是相同的,汽車的末速度皆為零,則有 -Ffx1=0-,-Ffx2=0- 得, 故汽車滑行距離x2=x1=()2×3.6 m

13、=6.4 m。 3.D　在t0時刻前,F-μmg=m,在t0時刻以后,-μmg=-m,由以上兩式可得F=3μmg,因此選項A、選項B均不正確;在0至t0時間內(nèi),W-μmg·v0t0=,在t0至3t0時間內(nèi),-μmg·v0(2t0)=-,因此力F做的功為W=μmgv0t0,選項C錯誤,選項D正確。 4.D　小球在水平恒力作用下從P點運動至與豎直方向成60°夾角位置的過程中,由動能定理得Flsin 60°-mgl(1-cos 60°)=0,解得F=mg,D正確。 5.A　小球從A點運動到C點的過程中,重力和彈簧彈力對小球做負功,由于支持力與位移方向始終垂直,則支持力對小球不做功,由動能定理,

14、可得WG+WF=0-mv2,重力做功為WG=-mgh,則彈簧彈力對小球做的功為WF=mgh-mv2,A正確。 6.BC　根據(jù)動能定理,拋出時人對物體做功等于物體的初動能,即W1=×1×102 J=50 J,故A錯誤;自拋出到落地,重力對物體做功:WG=mgh=1×10×10 J=100 J,故B正確;飛行過程根據(jù)動能定理得:mgh-Wf=Ek2-Ek1,代入解得物體克服阻力做的功:Wf=mgh-=22 J,故C正確;由于空氣阻力的影響,物體不是平拋運動,故豎直分運動不是自由落體運動,且空氣阻力是變力,無法求解運動的時間,故D錯誤。 7.A　對物塊運動全過程應用動能定理得:WF-Wf=0,故

15、A正確,B錯誤;物塊在加速運動過程中受到的拉力最大,故t=1 s時拉力的瞬時功率為整個過程中拉力功率的最大值,C錯誤;t=1 s到t=3 s這段時間內(nèi),物塊做勻速直線運動,拉力與物塊速度同向,拉力做正功,D錯誤。 8.C　由題意可知,兩次物體均做勻加速運動,則在同樣的時間內(nèi),它們的位移之比為s1∶s2=∶vt=1∶2;兩次物體所受的摩擦力不變,根據(jù)力做功表達式,則有滑動摩擦力做功之比Wf1∶Wf2=Ff·s1∶Ff·s2=1∶2;再由動能定理,則有:WF-Wf=mv2-0;可知,WF1-Wf1=mv2;WF2-Wf2=m(2v)2;由上兩式可解得:WF2=4WF1-2Wf1,故C正確,A、B

16、、D錯誤。 9.B　初始狀態(tài)速度為0,停止時速度仍為0,設斜板的長度為L,對整個過程,由動能定理得:mgLsin θ-μmgcos θ·L-μmg(2L-Lcos θ)=0,解得:sin θ=2μ,故選B。 10.答案 (1)0.176　1.12　(2)AB 解析 (1)根據(jù)題意物體所受合外力為F=mg=0.05×9.8=0.49 N,根據(jù)功的定義可知W=Fd5=0.176 J;根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度,可以求出第5個點的速度大小為 v5= m/s=1.12 m/s。 (2)設繩子上拉力為F,根據(jù)牛頓第二定律,對小車:F=m車a　①;對鉤碼:mg-

17、F=ma?、?可得F=,由此可知當m車?m時,鉤碼的重力等于繩子的拉力,因此當鉤碼質(zhì)量太大時,會造成較大誤差,故A正確;實驗中要進行平衡摩擦力操作,若沒有平衡摩擦力直接將鉤碼重力做的功當作小車合外力做的功,會造成較大誤差,故B正確;釋放小車和接通電源的順序有誤,影響打點多少,不一定會使動能的測量值偏小,故C錯誤;距離的測量產(chǎn)生的誤差不是該實驗產(chǎn)生的主要誤差,故D錯誤。 11.D　物體做平拋運動,假設落地速度為v,由于落地的速度方向與水平方向的夾角為α,故水平分速度:v0=vx=vcos α 豎直分速度:vy=vsin α 由于平拋運動的水平分運動為勻速直線運動,豎直分運動為自由落體運動,

18、 故高度:h= 拋出時的動能為:Ek0= 拋出時的勢能為:Ep0=mgh= 因而動能與勢能之比為,故選項D正確。 12.B　由題意可知,摩擦力做功W與x關系圖線為一條傾斜直線,故由圖象知Wf=μmgx,解得μ=0.2,A正確;由乙圖可知,拉力F在x=9 m后,F=0,即拉力F做的總功WF=27 J,故摩擦力做的總功為27 J,Wf=Ff·x=μmg·x,代入數(shù)據(jù)得x=13.5 m,B錯誤;前3 m運動過程中F==5 N,根據(jù)牛頓第二定律F-Ff=ma得a=3 m/s2,C正確;x=9 m時,根據(jù)動能定理:WF-Wf=mv2,得物體速度v=3 m/s,D正確。 13.A　設小物塊從軌

19、道上端飛出的速度為v1,軌道半徑為R。小物塊從滑入軌道到從軌道上端水平飛出,由動能定理可知-mg·2R=mv2 小物塊從軌道上端水平飛出后,做平拋運動, 則豎直方向上2R=gt2 水平方向上x=v1t 可解得:x= 由數(shù)學知識知,當R=時,小物塊落地點離軌道下端的距離最大,故A正確。 14.BC　根據(jù)牛頓第二定律得:Ff=kmg=,根據(jù)動能定理得:轉臺的摩擦力對物塊做的功為W=mv2=kmgR,故B、C正確,A、D錯誤。 15.AD　根據(jù)動能定理,合外力做功:W合=ΔEk=mv2,故A正確,C錯誤;物體上升L時,克服重力做功為mgL,即重力做功為-mgL,故B錯誤;根據(jù)動能定理有

20、:-mgL+FL+W彈=mv2,解得:W彈=mgL-FL+mv2,故D正確,故選A、D。 16.答案 (1)24 J　(2)2.4 m　(3)物體最終在弧BCD間做往復運動 解析 (1)物體第一次從A點到B點過程克服摩擦力做功: Wf=μmgLcos θ=0.5×2×10×3×cos 37°=24 J (2)設最高位置距A點距離為x,據(jù)動能定理有: mgxsin θ-μmg(2L-x)cos θ=0 代入數(shù)據(jù)解得:x=2.4 m (3)物體運動到B點速度減為零后最終在弧BCD間做往復運動。 17.答案 (1)20 m/s2　(2)12.5 m 解析 (1)由牛頓第二定律得F-μmg=ma, 出發(fā)時x=0,F=100 N,代入數(shù)據(jù)得a=20 m/s2; (2)由圖象可知,推力對物體做的功等于圖線與x軸圍成的面積,于是推力對物體做功:W=250 J, 根據(jù)動能定理可得W-μmgxm=0,解得xm=12.5 m。 7