2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 課時(shí)規(guī)范練16 動(dòng)能定理及其應(yīng)用 新人教版.doc

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課時(shí)規(guī)范練16動(dòng)能定理及其應(yīng)用基礎(chǔ)鞏固組1.(動(dòng)能)(2017吉林汪清縣月考)下列有關(guān)動(dòng)能的說(shuō)法正確的是()A.物體只有做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能才不變B.物體的動(dòng)能變化時(shí),速度不一定變化C.物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),水平速度不變,動(dòng)能不變D.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),物體的動(dòng)能增加答案D解析物體只要速率不變,動(dòng)能就不變,A錯(cuò)誤;物體的動(dòng)能變化時(shí),速度的大小一定變化,B錯(cuò)誤;物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),速率增大動(dòng)能就會(huì)增大,C錯(cuò)誤;物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),其速率增大,物體的動(dòng)能增加,D正確。2.(多選)(動(dòng)能定理)(2017山師大附中模擬)質(zhì)量不等,但有相同動(dòng)能的兩個(gè)物體,在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的水平地面上滑行,直至停止,則()A.質(zhì)量大的物體滑行的距離大B.質(zhì)量小的物體滑行的距離大C.它們滑行的距離一樣大D.它們克服摩擦力所做的功一樣多答案BD解析根據(jù)動(dòng)能定理-mgs=0-Ek0,所以質(zhì)量小的物體滑行的距離大,并且它們克服摩擦力所做的功在數(shù)值上都等于初動(dòng)能的大小。B、D正確,A、C錯(cuò)誤。3.(多過(guò)程問(wèn)題)如圖所示,相同材料制成的滑道ABC,其中AB段為曲面,BC段為水平面。現(xiàn)有質(zhì)量為m的木塊,從距離水平面h高處的A點(diǎn)由靜止釋放,滑到B點(diǎn)過(guò)程中克服摩擦力做功為13mgh;木塊通過(guò)B點(diǎn)后繼續(xù)滑行2h距離后,在C點(diǎn)停下來(lái),則木塊與曲面間的動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)為()A.13B.23C.16D.112答案A解析物體從A點(diǎn)到C點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理mgh-13mgh-mg2h=0,解得=13,因?yàn)榍婧退杰壍朗峭N材料,所以木塊與曲面間的動(dòng)摩擦因數(shù)也為13,選項(xiàng)A正確。4.(多過(guò)程問(wèn)題)(2017河南模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的小球,從離地面H高處從靜止開始釋放,落到地面后繼續(xù)陷入泥中h深度而停止,設(shè)小球受到空氣阻力為Ff,重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是()A.小球落地時(shí)動(dòng)能等于mgHB.小球陷入泥中的過(guò)程中克服泥土的阻力所做的功小于剛落到地面時(shí)的動(dòng)能C.整個(gè)過(guò)程中小球克服阻力做的功等于mg(H+h)D.小球在泥土中受到的平均阻力為mg1+Hh導(dǎo)學(xué)號(hào)06400307答案C解析小球從靜止開始釋放到落到地面的過(guò)程,由動(dòng)能定理得mgH-FfH=12mv02,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;設(shè)泥土的平均阻力為Ff0,小球陷入泥中的過(guò)程,由動(dòng)能定理得mgh-Ff0h=0-12mv02,解得Ff0h=mgh+12mv02,Ff0=mg1+Hh-FfHh,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理可知,整個(gè)過(guò)程中小球克服阻力做的功等于mg(H+h),選項(xiàng)C正確。5.(動(dòng)能定理的圖象問(wèn)題)物體在恒定阻力作用下,以某初速度在水平面上沿直線滑行直到停止。以a、Ek、s和t分別表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小、動(dòng)能、位移的大小和運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,則以下各圖象中,能正確反映這一過(guò)程的是()答案C解析物體在恒定阻力作用下運(yùn)動(dòng),其加速度隨時(shí)間不變,隨位移不變,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理,-Ffs=Ek-Ek0,解得Ek=Ek0-Ffs,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。6.(多選)(動(dòng)能定理的圖象問(wèn)題)用起重機(jī)提升貨物,貨物上升過(guò)程中的v-t圖象如圖所示,在35 s內(nèi),重力對(duì)貨物做的功為W1、繩索拉力對(duì)貨物做的功為W2、貨物所受合力做的功為W3,則()A.W10B.W20D.W30答案CD解析分析題圖可知,貨物一直向上運(yùn)動(dòng),根據(jù)功的定義式可得,重力做負(fù)功,拉力做正功,即W10,A、B錯(cuò)誤,C正確;根據(jù)動(dòng)能定理可知,合力做的功W3=0-12mv2,v=2 m/s,即W30,D正確。7.(變力做功)(2017吉林三校聯(lián)考)如圖所示,豎直平面內(nèi)放一直角桿MON,OM水平,ON豎直且光滑,用不可伸長(zhǎng)的輕繩相連的兩小球A和B分別套在OM和ON桿上,B球的質(zhì)量為2 kg,在作用于A球的水平力F的作用下,A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)OA=0.3 m,OB=0.4 m,改變水平力F的大小,使A球向右加速運(yùn)動(dòng),已知A球向右運(yùn)動(dòng)0.1 m時(shí)速度大小為3 m/s,則在此過(guò)程中繩的拉力對(duì)B球所做的功為(g取10 m/s2)()A.11 JB.16 JC.18 JD.9 J導(dǎo)學(xué)號(hào)06400308答案C解析A球向右運(yùn)動(dòng)0.1 m時(shí),vA=3 m/s,OA=0.4 m,OB=0.3 m,設(shè)此時(shí)BAO=,則有tan =34。vAcos =vBsin ,解得vB=4 m/s。此過(guò)程中B球上升高度h=0.1 m,由動(dòng)能定理,W-mgh=12mvB2,解得繩的拉力對(duì)B球所做的功為W=mgh+12mvB2=2100.1 J+12242 J=18 J,選項(xiàng)C正確。8.(變力做功)(2017重慶巴蜀中學(xué)一模)如圖所示,水平平臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量m=50 kg的物塊,站在水平地面上的人用跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩向右拉動(dòng)物塊,細(xì)繩不可伸長(zhǎng)。不計(jì)滑輪的大小、質(zhì)量和摩擦。在人以速度v從平臺(tái)邊緣正下方勻速向右前進(jìn)x的過(guò)程中,始終保持桌面和手的豎直高度差h不變。已知物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5,v=0.5 m/s,x=4 m,h=3 m,g取10 m/s2。求人克服細(xì)繩的拉力做的功。答案504 J解析設(shè)人發(fā)生x的位移時(shí),繩與水平方向的夾角為,由運(yùn)動(dòng)的分解可得,物塊的速度v1=vcos ,由幾何關(guān)系得cos =xh2+x2,在此過(guò)程中,物塊的位移s=h2+x2-h=2 m,物塊克服摩擦力做的功Wf=mgs,對(duì)物塊,由動(dòng)能定理得WT-Wf=12mv12,所以人克服細(xì)繩的拉力做的功WT=mv2x22(h2+x2)+mgs=504 J。能力提升組9.(2017山東濟(jì)南模擬)光滑斜面上有一個(gè)小球自高為h的A處由靜止開始滾下,到達(dá)光滑的水平面上的B點(diǎn)時(shí)速率為v0。光滑水平面上每隔相等的距離設(shè)置了一個(gè)與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直的阻擋條,如圖所示,小球越過(guò)n條阻擋條后停下來(lái)。若讓小球從2h高處以初速度v0滾下,則小球能越過(guò)阻擋條的條數(shù)為(設(shè)小球每次越過(guò)阻擋條時(shí)損失的動(dòng)能相等)()A.nB.2nC.3nD.4n答案C解析設(shè)每條阻擋條對(duì)小球做的功為W,小球自高為h的A處由靜止開始滾下到B處,由動(dòng)能定理有mgh=12mv02,當(dāng)小球在水平面上滾動(dòng)時(shí),由動(dòng)能定理有-nW=0-12mv02;讓小球從2h高處以初速度v0滾下到停止,由動(dòng)能定理有mg2h-nW=0-12mv02,三式聯(lián)立解得n=3n,所以選項(xiàng)C正確。10.(多選)某人通過(guò)滑輪將質(zhì)量為m的物體,沿粗糙的斜面從靜止開始勻加速地由底端拉到斜面頂端,物體上升的高度為h,到達(dá)斜面頂端時(shí)的速度為v,如圖所示。則在此過(guò)程中()A.物體所受的合外力做的功為mgh+12mv2B.物體所受的合外力做的功為12mv2C.人對(duì)物體做的功為mghD.人對(duì)物體做的功大于mgh導(dǎo)學(xué)號(hào)06400309答案BD解析物體沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理W合=WF-Wf-mgh=12mv2,其中Wf為物體克服摩擦力做的功。人對(duì)物體做的功即是人對(duì)物體的拉力做的功,所以W人=WF=Wf+mgh+12mv2,A、C錯(cuò)誤,B、D正確。11.(2018安徽合肥二中期中)如圖所示,質(zhì)量為m=0.1 kg的小球,用長(zhǎng)l=0.4 m的細(xì)線與固定在圓心處的力傳感器相連,小球和傳感器的大小均忽略不計(jì)。當(dāng)在最低點(diǎn)A處給小球6 m/s的初速度時(shí),恰能運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)B,空氣阻力大小恒定。(g取10 m/s2)求:(1)小球在A處時(shí)傳感器的示數(shù);(2)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)過(guò)程中克服空氣阻力做的功;(3)小球在A點(diǎn)以不同的初速度v0開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)傳感器會(huì)顯示出相應(yīng)的讀數(shù)F,試通過(guò)計(jì)算在坐標(biāo)系中作出F-v02圖象。答案(1)10 N(2)0.8 J(3)見解析解析(1)在A點(diǎn),由F-mg=mvA2l得F=10 N,即小球在A處時(shí)傳感器的示數(shù)為10 N。(2)由mg=mvB2l得vB=2 m/s小球從A到B過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理Wf-2mgl=12mvB2-12mvA2得到Wf=-0.8 J所以克服空氣阻力做功0.8 J。(3)小球從A到B過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理:Wf-2mgl=12mvB2-12mv02小球在最高點(diǎn)F+mg=mvB2l兩式聯(lián)立得:F=14v02-9(F單位為N,v02單位為m2s-2),圖象如圖所示。12.(2017甘肅蘭州一中月考)如圖所示,AB是傾角=30的粗糙直軌道,BCD是光滑的圓弧軌道,AB恰好在B點(diǎn)與圓弧相切,圓弧的半徑為R,一個(gè)質(zhì)量為m的物體(可以看作質(zhì)點(diǎn))從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放,結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動(dòng)。已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高,物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。求:(1)物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中在AB軌道上通過(guò)的總路程;(2)最終當(dāng)物體通過(guò)圓弧軌道最低點(diǎn)E時(shí),對(duì)圓弧軌道的壓力;(3)為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)D,釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的距離L至少多大?答案(1)R(2)(3-3)mg(3)(3+3)R1-3解析(1)對(duì)整體過(guò)程,由動(dòng)能定理得mgRcos -mgcos s=0,所以物體在AB軌道上通過(guò)的總路程s=R。(2)最終物體以B(還有B關(guān)于OE的對(duì)稱點(diǎn))為最高點(diǎn),在圓弧底部做往復(fù)運(yùn)動(dòng),對(duì)BE過(guò)程,由動(dòng)能定理得mgR(1-cos )=12mvE2在E點(diǎn),由牛頓第二定律得FN-mg=mvE2R聯(lián)立式得FN=(3-3)mg。(3)物體剛好到D點(diǎn),由牛頓第二定律有mg=mvD2R對(duì)全過(guò)程由動(dòng)能定理得mgLsin -mgcos L-mgR(1+cos )=12mvD2聯(lián)立式得L=(3+3)R1-3。