2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 第2講 動能定理課時作業(yè)

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1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 第2講 動能定理課時作業(yè) 一、選擇題(在題后給的選項(xiàng)中，第1～5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6～9題有多項(xiàng)符合題目要求．) 1．(xx年江西模擬)如圖K5－2－1所示，電梯質(zhì)量為M，地板上放置一質(zhì)量為m的物體，鋼索拉著電梯由靜止開始向上做加速運(yùn)動，當(dāng)上升高度為H時，速度達(dá)到v，則(　　) 圖K5－2－1 A．地板對物體的支持力做的功等于mv2 B．合力對物體做的功等于mgH＋mv2 C．鋼索的拉力做的功等于Mv2＋MgH D．合力對電梯做的功等于Mv2 【答案】D 【解析】據(jù)功能關(guān)系知地板對物體的支持力做的功等于物體增加的機(jī)械能即WFN

2、＝mv2＋mgH，故選項(xiàng)A錯誤．據(jù)動能定理，合力對物體做功W合＝mv2，故選項(xiàng)B錯誤．研究電梯和物體，據(jù)功能關(guān)系，鋼索拉力做的功WF＝(M＋m)v2＋(M＋m)gH，故選項(xiàng)C錯誤．據(jù)動能定理，合力對電梯做功W＝Mv2，故選項(xiàng)D正確． 2．(xx年廣東聯(lián)考)如圖K5－2－2所示，圖線表示作用在某物體上的合外力隨時間變化的關(guān)系，若物體開始時是靜止的，那么(　　) 圖K5－2－2 A．t＝0開始，5 s內(nèi)物體的動能變化量為零 B．在前5 s內(nèi)只有第1 s末物體的動能最大 C．在前5 s內(nèi)只有第5 s末物體的速率最大 D．前3 s內(nèi)合外力對物體做的功為零 【答案】D 【解析】由圖象

3、可知0～1 s的合外力的大小是2～5 s的合外力大小的2倍，所以加速度大小的關(guān)系也是2∶1，物體的運(yùn)動狀態(tài)可描述為0～1 s物體做勻加速運(yùn)動到速度最大，3 s末減速到零，5 s末反向加速到最大，因此5 s內(nèi)動能變化量不為零，故選項(xiàng)A錯誤；第1 s末與第5 s末物體的動能和速率一樣大，所以選項(xiàng)B、C錯誤；3 s末減速到零，所以前3 s內(nèi)合外力對物體做的功為零，所以正確選項(xiàng)為D． 3．(xx年安慶模擬)在離地面高h(yuǎn)處豎直上拋一質(zhì)量為m的物塊，拋出時的速度為v0，當(dāng)物塊落到地面時速度為v，用g表示重力加速度，則在此過程中物塊克服空氣阻力所做的功等于(　　) A．mgh－mv2－mv B．－mv2

4、－mv－mgh C．mgh＋mv－mv2 D．mgh＋mv2－mv 【答案】C 【解析】在該過程中合力所做的功等于mgh－Wf，動能的改變量為mv2－mv，根據(jù)動能定理得：mgh－Wf＝mv2－mv，因此物體克服空氣阻力所做的功等于mgh＋mv－mv2，選項(xiàng)C正確． 4．(xx山東模擬)如圖K5－2－3所示，質(zhì)量為m的小車在水平恒力F推動下，從山坡底部A處由靜止起運(yùn)動至高為h的坡頂B，獲得速度為v，AB的水平距離為s.下列說法正確的是(　　) 圖K5－2－3 A．小車克服重力所做的功是－mgh B．合力對小車做的功是mv2＋mgh C．水平恒力對小車做的功是Fs－mgh

5、D．阻力對小車做的功是mv2＋mgh－Fs 【答案】D 【解析】小車克服重力所做的功是mgh(無負(fù)號)；合力對小車做的功是mv2；水平恒力對小車做的功是Fs，故選項(xiàng)A、B、C錯誤． 5．(xx年廣西模擬)如圖K5－2－4所示是某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動的小車．當(dāng)太陽光照射到小車上方的光電板，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機(jī)帶動小車前進(jìn)．若小車在平直的水泥路上從靜止開始加速行駛，經(jīng)過時間t前進(jìn)距離s，速度達(dá)到最大值vm.設(shè)這一過程中電動機(jī)的功率恒為P，小車所受阻力恒為F，那么(　　) 圖K5－2－4 A．這段時間內(nèi)小車先加速運(yùn)動，然后勻速運(yùn)動 B．這段時間內(nèi)阻力所做的功為Pt

6、 C．這段時間內(nèi)合力做的功為mv D．這段時間內(nèi)電動機(jī)所做的功為Fs－mv 【答案】C 【解析】從題意得到，太陽能驅(qū)動小車運(yùn)動可視為“汽車以恒定功率啟動”，這段時間內(nèi)小車加速運(yùn)動，選項(xiàng)A錯誤；電動機(jī)做功用Pt計(jì)算，阻力做功為W＝Fs，選項(xiàng)B錯誤；根據(jù)動能定理判斷，這段時間內(nèi)合力做功為m，電動機(jī)所做的功為Pt＝Fs＋mv，故選項(xiàng)C正確、選項(xiàng)D錯誤． 6．(xx年梅州模擬)如圖K5－2－5所示，斜面AB、DB動摩擦因數(shù)相同．可視為質(zhì)點(diǎn)的物體分別沿AB、DB從斜面頂端由靜止下滑到底端，下列說法正確的是(　　) 圖K5－2－5 A．物體沿斜面DB滑動到底端時動能較大 B．物體沿斜

7、面AB滑動到底端時動能較大 C．物體沿兩斜面滑動過程中克服摩擦力做的功相等 D．物體沿斜面AB滑動過程中克服摩擦力做的功較多 【答案】BC 【解析】已知斜面AB、DB動摩擦因數(shù)相同，設(shè)斜面傾角為θ，底邊為s，則斜面高度為h＝stan θ，斜面長度L＝，物體分別沿AB、DB從斜面頂端由靜止下滑到底端，由動能定理有：mgh－μmgLcos θ＝mv2，可知物體沿斜面AB滑動到底端時動能較大，故A錯誤，B正確；物體沿斜面滑動過程中克服摩擦力做的功Wf＝μmgLcos θ＝μmgs相同，故C正確，D錯誤． 7．(xx年安順模擬)物體在合外力作用下做直線運(yùn)動的v－t圖象如圖K5－2－6所示．下

8、列表述正確的是(　　) 圖K5－2－6 A．在0～2 s內(nèi)，合外力總是做負(fù)功 B．在1～2 s內(nèi)，合外力不做功 C．在0～3 s內(nèi)，合外力做功為零 D．在0～1 s內(nèi)比1～3 s內(nèi)合外力做功快 【答案】CD 【解析】由物體的速度圖象，根據(jù)動能定理可知在0～2 s內(nèi)物體先加速后減速，合外力先做正功后做負(fù)功，A錯誤；根據(jù)動能定理得0～3 s內(nèi)合外力做功為零，1～2 s內(nèi)合外力做負(fù)功，C正確，B錯誤；在0～1 s內(nèi)比1～3 s內(nèi)合外力做功快，D正確． 8．(xx年六校聯(lián)考)一物體沿斜面向上運(yùn)動，運(yùn)動過程中質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能—高度圖象如圖K5－2－7所示，其中O～h1過程的圖線為水平線，

9、h1～h2過程的圖線為傾斜直線．根據(jù)該圖象，下列判斷正確的是(　　) 圖K5－2－7 A．物體在O～h1過程中除重力外不受其他力的作用 B．物體在O～h1過程中只有重力做功其他力不做功 C．物體在h1～h2過程中合外力與速度的方向一定相反 D．物體在O～h2過程中動能可能一直保持不變 【答案】BC 【解析】O～h1過程的圖線為水平線，說明物體的機(jī)械能不變，即沒有除重力以外的其他力做功，而并非一定不受其他力作用，故選項(xiàng)A錯誤，B正確；在h1～h2過程中由于物體的機(jī)械能減小，重力勢能增加，只能是動能減小，即合外力與速度方向相反，故選項(xiàng)C正確；在O～h2過程中物體的機(jī)械能減小，重力

10、勢能增大，動能只能減小不可能保持不變，故選項(xiàng)D錯誤． 9．一環(huán)狀物體套在光滑水平直桿上，能沿桿自由滑動，繩子一端系在物體上，另一端繞過定滑輪，用大小恒定的力F拉著，使物體沿桿自左向右滑動，如圖K5－2－8所示，物體在桿上通過a、b、c 三點(diǎn)時的動能分別為Ea、Eb、Ec，ab＝bc，滑輪質(zhì)量和摩擦均不計(jì)，則下列關(guān)系正確的是(　　) 圖K5－2－8 A．Eb－Ea＝Ec－Eb B．Eb－EaEc－Eb D．Ea

11、F做的功等于F與它作用的繩伸長的距離的乘積，從a到b繩伸長的距離大于從b到c繩伸長的距離，根據(jù)動能定理，故選項(xiàng)C正確． 二、非選擇題 10．如圖K5－2－9所示，跨過定滑輪的輕繩兩端的物體A和B的質(zhì)量分別為M和m，物體A在水平面上且由靜止釋放，當(dāng)B沿豎直方向下落h時，測得A沿水平面運(yùn)動的速度為v，這時細(xì)繩與水平面的夾角為θ，試分析計(jì)算B下降h過程中，地面摩擦力對A做的功(滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì))． 圖K5－2－9 【答案】Mv2＋m(vcos θ)2－mgh 【解析】把A沿水平面運(yùn)動的速度v分解為沿繩方向的速度v1和垂直繩方向的速度v2，則v1就是繩的速度(也就是B物體的速度，即

12、vB＝v1)，由圖得：vB＝v1＝vcos θ，對A由動能定理得：WT＋Wf＝Mv2 對B由動能定理得：mgh－WT＝m(vcos θ)2 聯(lián)立解得Wf＝Mv2＋m(vcos θ)2－mgh. 11．如圖K5－2－10所示，一小球從A點(diǎn)以某一水平向右的初速度出發(fā)，沿水平直線軌道運(yùn)動到B點(diǎn)后，進(jìn)入半徑R＝10 cm的光滑豎直圓形軌道，圓形軌道間不相互重疊，即小球離開圓形軌道后可繼續(xù)向C點(diǎn)運(yùn)動，C點(diǎn)右側(cè)有一壕溝，C，D兩點(diǎn)的豎直高度h＝0.8 m，水平距離s＝1.2 m，水平軌道AB長為L1＝1 m，BC長為L2＝3 m，小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2.

13、 (1)若小球恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，求小球在A點(diǎn)的初速度； (2)若小球既能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，又不掉進(jìn)壕溝，求小球在A點(diǎn)初速度的范圍． 圖K5－2－10 【答案】(1)3 m/s　(2)3 m/s≤v≤4 m/s或vA≥5 m/s 【解析】(1)小球恰能通過最高點(diǎn)，有mg＝m 由B到最高點(diǎn)有mv＝mv2＋mg·2R 由A→B有－μmgL1＝mv－mv 解得在A點(diǎn)的初速度vA＝3 m/s. (2)若小球剛好停在C處，則有 －μmg(L1＋L2)＝0－mv 解得在A點(diǎn)的初速度vA＝4 m/s 若小球停在BC段，則有3 m/s≤vA≤4 m/s 若小球能通過C點(diǎn)

14、，并剛好越過壕溝，則有 h＝gt2，s＝vCt －μmg(L1＋L2)＝mv－mv 則有vA＝5 m/s. 若小球能過D點(diǎn)，則vA≥5 m/s. 綜上，初速度范圍是：3 m/s≤vA≤4 m/s或vA≥5 m/s. 12．如圖K5－2－11所示為“S”形玩具軌道，該軌道是用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成的，固定在豎直平面內(nèi)，軌道彎曲部分是由兩個半徑相等的半圓連接而成的，圓半徑比細(xì)管內(nèi)徑大得多，軌道底端與水平地面相切，彈射裝置將一個小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從a點(diǎn)水平射向b點(diǎn)并進(jìn)入軌道，經(jīng)過軌道后從p點(diǎn)水平拋出，已知小球與地面ab段間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，不計(jì)其他機(jī)械能損失，ab段長L＝1.25

15、 m，圓的半徑R＝0.1 m，小球質(zhì)量m＝0.01 kg，取g＝10 m/s2，求： (1)若v0＝5 m/s，小球從p點(diǎn)拋出后的水平射程； (2)若v0＝5 m/s，小球經(jīng)過軌道的最高點(diǎn)時，管道對小球作用力的大小和方向． 圖K5－2－11 【答案】(1)0.98 m　(2)1.1 N，方向豎直向下 【解析】(1)設(shè)小球運(yùn)動到p點(diǎn)時的速度大小為v，對小球由a點(diǎn)運(yùn)動到p點(diǎn)的過程，應(yīng)用動能定理，得 －μmgL－mg(4R)＝mv2－mv. ① 小球從p點(diǎn)拋出后做平拋運(yùn)動，設(shè)運(yùn)動時間為t，水平射程為s，則4R＝gt2， ② s＝vt. ③ 聯(lián)立①②③代入數(shù)據(jù)，解得s＝0.4 m≈0.98 m. (2)設(shè)在軌道最高點(diǎn)時管道對小球的作用力大小為F，取豎直向下為正方向，有 F＋mg＝m， ④ 聯(lián)立①④代入數(shù)據(jù)，解得F＝1.1 N，方向豎直向下．