2019-2020年高考物理一輪復習 課時提升練15 動能定理.doc

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2019-2020年高考物理一輪復習 課時提升練15 動能定理 題組一　對動能定理的理解 1．(多選)如圖5214所示，一塊長木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物體A，現(xiàn)以恒定的外力拉B，由于A、B間摩擦力的作用，A將在B上滑動，圖5214 以地面為參考系，A、B都向前移動一段距離．在此過程中(　　) A．外力F做的功等于A和B動能的增量 B．B對A的摩擦力所做的功，等于A的動能增量 C．A對B的摩擦力所做的功，等于B對A的摩擦力所做的功 D．外力F對B做的功等于B的動能的增量與B克服摩擦力所做的功之和 【解析】　A物體所受的合外力等于B對A的摩擦力，對A物體運用動能定理，則有B對A的摩擦力所做的功等于A的動能的增量，即B對；A對B的摩擦力與B對A的摩擦力是一對作用力與反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑動，A、B對地的位移不等，故二者做功不等；C錯；對B應用動能定理，WF－WFf＝ΔEkB，即WF＝ΔEkB＋WFf就是外力F對B做的功，等于B的動能增量與B克服摩擦力所做的功之和，D對；由前述討論知B克服摩擦力所做的功與A的動能增量(等于B對A的摩擦力所做的功)不等，故A錯． 【答案】　BD 2．(多選)如圖5215所示，卷揚機的繩索通過定滑輪用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面向上加速移動．在移動的過程中，下列說法中正確 圖5215 的是(　　) A．F對木箱做的功等于木箱增加的動能與木箱克服摩擦力所做的功之和 B．F對木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和 C．木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力勢能 D．F對木箱做的功等于木箱增加的機械能與木箱克服摩擦力做的功之和 【解析】　木箱在上升過程中，由動能定理可知：WF－mgh－Wf＝ΔEk，故有WF＝mgh＋Wf＋ΔEk，由此可知A、B錯誤，D正確；木箱上升過程中，重力做負功，重力勢能增加，木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢能． 【答案】　CD 3．如圖5216所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一物體向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面．設物體在斜面最低點A的速度為v，壓縮彈簧至C點時彈簧最短，C點距地面高度為h，則從A到C的過 圖5216 程中彈簧彈力做功是(　　) A．mgh－mv2　　　　 B.mv2－mgh C．－mgh D．－(mgh＋mv2) 【解析】　由A到C的過程運用動能定理可得： －mgh＋W＝0－mv2，所以W＝mgh－mv2，故A正確． 【答案】　A 題組二　動能定理求變力功 4．如圖5217所示，質(zhì)量為m的物體靜置在水平光滑平臺上，系在物體上的繩子跨過光滑的定滑輪，由地面上的人以速度v0向右勻速拉動，設人從 圖5217 地面上平臺的邊緣開始向右行至繩與水平方向夾角為45處，在此過程中人所做的功為(　　) A.　　　　　　　 B. C. D．mv 【解析】　由題意知，繩與水平方向夾角為45時，沿繩方向的速度v＝v0cos 45＝，故質(zhì)量為m的物體速度等于，對物體應用動能定理可知，在此過程中人所做的功為W＝mv－mv2＝，C正確． 【答案】　C 5．(多選)如圖5218所示，一個質(zhì)量為m＝1 kg的帶孔小球穿在固定的粗糙水平長橫桿上滑行，小球與橫桿間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.6.某時刻 圖5218 小球獲得一個水平向右的瞬時速度v0＝15 m/s，同時小球受到一個豎直向上的作用力F，F(xiàn)與速度的平方成正比，比例常數(shù)為k＝0.4，重力加速度為g＝10 m/s2，則小球運動的整個過程中(　　) A．作用力F對小球做功為0 B．作用力F對小球做功為－112.5 J C．摩擦力對小球做功為－112.5 J D．摩擦力對小球做功為－100 J 【解析】　小球受到的重力G＝mg＝10 N，開始時受到的作用力F0＝kv＝90 N>mg，還受到水平向左的滑動摩擦力Ff＝μFN，而FN＝F0－mg＝kv－mg，則小球開始向右做加速度減小的減速運動．小球速度減小到某一速度v1時會出現(xiàn)F＝G，此時小球?qū)M桿的壓力等于0，小球所受摩擦力等于0，此后小球做勻速運動．小球勻速運動時F＝G，即kv＝mg，代入數(shù)值解得v1＝5 m/s，小球從v0到v1的過程中，設摩擦力對小球所做的功為Wf，對小球應用動能定理有Wf＝mv－mv，解得Wf＝－100 J，C錯誤；D正確；因為作用力F與小球速度始終垂直，因此對小球不做功，A正確，B錯誤． 【答案】　AD 6．如圖5219所示，勁度系數(shù)為k的彈簧下端懸掛一個質(zhì)量為m的重物，處于靜止狀態(tài)．手托重物使之緩慢上移直到彈簧恢復原長、手對重物做的功為W1.然后放手使重物從靜止開始下落，重物下落過程中的最大速度為v，圖5219 不計空氣阻力．重物從靜止開始下落到速度最大的過程中，彈簧對重物做的功為W2，則(　　) A．W1>　　 B．W1< C．W2＝mv2 D．W2＝－mv2 【解析】　設x為彈簧伸長的長度，由胡克定律得：mg＝kx.手托重物使之緩慢上移，直到彈簧恢復原長，重物的重力勢能增加了mgx＝，彈簧的彈力對重物做了功，所以手對重物做的功W1<，選項B正確；由動能定理知W2＋＝mv2，則C、D錯． 【答案】　B 題組三　動能定理的應用 7．(多選)(xx上海寶山區(qū)一模)將3個木板1、2、3固定在墻角，木板與墻壁和地面構成了3個不同的三角形，如圖5220所示，其中1和2底邊相同，2和3高度相同．現(xiàn)將一個可以視為質(zhì)點的物塊分別從3個木板的頂端由靜止釋放，并沿木板下滑到底端， 圖5220 物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)均為μ.在這3個過程中，下列說法正確的是(　　) A．沿著1和2下滑到底端時，物塊的速度大小不同；沿著2和3下滑到底端時，物塊的速度大小相同 B．沿著1下滑到底端時，物塊的速度最大 C．物塊沿著3下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是最多的 D．物塊沿著1和2下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是一樣多的 【解析】　如圖所示，設木板的傾角為θ，對應的水平位移為x，則物塊沿木板下滑到底端時克服摩擦力做的功Wf＝μmgcos θ＝μmgx，與傾角θ無關．由功能關系知，產(chǎn)生的熱量關系為Q1＝Q2h2，所以v1>v2.對木板2、3而言，x2v3，故A錯誤，B正確． 【答案】　BCD 8．(多選)物體沿直線運動的vt關系如圖5221所示，已知在第1秒內(nèi)合外力對物體做的功為W，則(　　) 圖5221 A．從第1秒末到第3秒末合外力做功為4W B．從第3秒末到第5秒末合外力做功為－2W C．從第5秒末到第7秒末合外力做功為W D．從第3秒末到第4秒末合外力做功為－0.75W 【解析】　從第1秒末到第3秒末物體做勻速直線運動，說明物體所受合外力為零，故合外力做功為零，A錯誤；從第3秒末到第5秒末物體加速度大小是第1秒內(nèi)加速度的一半，所以這段時間的合外力是第1秒內(nèi)合外力的一半．而位移是第1秒內(nèi)位移的2倍，考慮位移方向與合外力方向相反，所以這段時間內(nèi)合外力做功為－W，B錯誤；第3秒末到第4秒末物體位移是從第3秒末到第5秒末位移的四分之三，D正確；第5秒末到第7秒末合外力方向與位移方向相同，同理可知這段時間的合外力是第1秒內(nèi)合外力的一半，而位移是第1秒內(nèi)位移的2倍，所以這段時間內(nèi)合外力做功為W，C正確． 【答案】　CD B組　深化訓練——提升應考能力 9．(xx江蘇常州xx屆模擬)某滑沙場有兩個坡度不同的滑道AB和AB′(均可看作斜面)，甲、乙兩名旅游者分別乘兩個完全相同的滑沙撬從A點由靜止開始 圖5222 分別沿AB和AB′滑下，最后都停在水平沙面BC上，如圖5222所示．設滑沙撬和沙面間的動摩擦因數(shù)處處相同，斜面與水平面連接處均可認為是圓滑的，滑沙者保持一定姿勢坐在滑沙撬上不動．則下列說法中正確的是(　　) A．甲滑行的總路程一定大于乙滑行的總路程 B．甲在B點的動能一定等于乙在B′點的動能 C．甲在B點的速率一定等于乙在B′點的速率 D．甲全部滑行的水平位移一定大于乙全部滑行的水平位移 【解析】　由動能定理列方程計算可得兩人最后都停在水平沙面B′C上同一點，甲滑行的總路程一定大于乙滑行的總路程．甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移，選項A正確D錯誤；甲在B點的動能一定大于乙在B′點的動能，甲在B點的速率一定大于乙在B′點的速率，選項B、C錯誤．) 【答案】　A 10．光滑斜面上有一個小球自高為h的A處由靜止開始滾下，抵達光滑的水平面上的B點時速率為v0.光滑水平面上每隔相等的距離設置了一個與小球運動方向垂直的阻擋條，如圖5223所示，小球越過n條阻擋條后停下來．若讓小球從2h高處以初速度v0滾下，則小球能越過阻擋條的條數(shù)為(設小球每次越過阻擋條時損失的動能相等)(　　) 圖5223 A．n　　　　B．2n C．3n　　　D．4n 【解析】　小球第一次從釋放到B點的過程中， 由動能定理得mgh＝mv， 由B點到停止的過程中，由動能定理得－nW＝0－mv. 小球第二次從釋放到停止的過程中， 由動能定理得mg2h－n′W＝0－mv 由以上三式可解得n′＝3n 【答案】　C 11．(xx江蘇啟東中學期中)如圖5224所示，傾角為37的粗糙斜面AB底端與半徑R＝0.4 m的光滑半圓軌道BC平滑相連，O點為軌道圓心，BC為圓軌道直徑且處于豎直方向，A、C兩點等高．質(zhì)量m＝1 kg的滑塊從A點由靜止開始下滑，恰能滑到與O點等高的D點．g取10 m/s2，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8. 圖5224 (1)求滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ； (2)若使滑塊能到達C點，求滑塊從A點沿斜面滑下時的初速度v0的最小值； (3)若滑塊離開C處的速度大小為4 m/s，求滑塊從C點飛出至落到斜面上所經(jīng)歷的時間t. 【解析】　(1)滑塊從A點到D點的過程中，根據(jù)動能定理有 mg(2R－R)－μmgcos37＝0 解得μ＝0.375 (2)若滑塊能到達C點，根據(jù)牛頓第二定律有mg＋FN＝ 當FN＝0時，滑塊恰能到達C點，有vC≥＝2 m/s 滑塊從A點到C點的過程中，根據(jù)動能定理有 －μmgcos 37＝mv－mv 聯(lián)立解得v0≥2 m/s (3)滑塊離開C點做平拋運動有x＝vt，y＝gt2 由幾何關系得tan 37＝ 聯(lián)立以上各式整理得5t2＋3t－0.8＝0 解得t＝0.2 s 【答案】　(1)0.375　(2)2 m/s　(3)0.2 s 12．(xx濰坊模擬)總質(zhì)量為80 kg的跳傘運動員從離地500 m的直升機上跳下，經(jīng)過2 s拉開繩索開啟降落傘，如圖5225所示是跳傘過程中的vt圖象，試根據(jù)圖象(g取10 m/s2) 圖5225 (1)求0～2 s內(nèi)阻力做的功； (2)估算14 s內(nèi)運動員下落的高度及克服阻力做的功； (3)估算運動員從飛機上跳下到著地的總時間． 【解析】　(1)從題圖中可以看出，在0～2 s內(nèi)運動員做勻加速運動，其加速度大小為a＝＝ m/s2＝8 m/s2. 設此過程中運動員受到的阻力大小為f，根據(jù)牛頓第二定律，有mg－f＝ma 解得f＝160 N. 0～2 s內(nèi)下落高度 h′＝t＝2 m＝16 m. 阻力做功W＝－fh′＝－2 560 J. (2)從題圖中估算得出運動員在14 s內(nèi)下落了h＝4022 m＝160 m 根據(jù)動能定理，有mgh－Wf＝mv2， 所以有Wf＝mgh－mv2＝(8010160－8062) J≈1.27105 J. (3)14 s后運動員做勻速運動的時間為 t′＝＝ s＝57 s. 運動員從飛機上跳下到著地需要的總時間t總＝t＋t′＝(14＋57) s＝71 s. 【答案】　(1)－2 560 J　(2)160 m　1.27105 J　(3)71 s