2020屆高三物理一輪復習 第五章 第2講 動能定理及其應用課時作業(yè)（含解析）

動能定理及其應用一、單項選擇題1A、B兩物體在光滑水平面上，分別在相同的水平恒力F作用下，由靜止開始通過相同的位移l.若A的質量大于B的質量，則在這一過程中()AA獲得動能較大BB獲得動能較大CA、B獲得動能一樣大D無法比較A、B獲得動能大小解析：由動能定理可知恒力F做功WFlmv20，因為F、l相同，所以A、B獲得的動能一樣大，C正確答案：C2一個質量為m的物體靜止放在光滑水平面上，在互成60°角的大小相等的兩個水平恒力作用下，經(jīng)過一段時間，物體獲得的速度為v，在力的方向上獲得的速度分別為v1、v2，如圖所示，那么在這段時間內，其中一個力做的功為()A.mv2B.mv2C.mv2 D.mv2解析：在合力F的方向上，由動能定理得WFlmv2，某個分力做的功為W1F1lcos 30°lcos 30°Flmv2，B正確答案：B3用水平力F拉一物體，使物體在水平地面上由靜止開始做勻加速直線運動，t1時刻撤去拉力F，物體做勻減速直線運動，到t2時刻停止，其速度時間圖象如圖所示，且>.若拉力F做的功為W1，在0t1時間內拉力F的平均功率為P1；0t2時間內物體克服摩擦阻力Ff做的功為W2,克服摩擦力的平均功率為P2，則下列選項正確的是()AW1>W2，F(xiàn)2FfBW1W2，F(xiàn)>2FfCP1<P2，F(xiàn)>2FfDP1P2，F(xiàn)2Ff解析：對整個過程由動能定理可得W1W20，解得W1W2.由圖象可知，勻加速過程加速度大小a1大于勻減速過程的加速度大小a2，即>，F(xiàn)>2Ff，選項A、D錯誤，B正確；由于摩擦阻力作用時間大于水平力F作用時間，所以P1>P2，選項C錯誤答案：B4(2018·高考江蘇卷)從地面豎直向上拋出一只小球，小球運動一段時間后落回地面忽略空氣阻力，該過程中小球的動能Ek與時間t的關系圖象是()解析：本題考查動能的概念和Ek­t圖象，意在考查考生的推理能力和分析能力小球做豎直上拋運動時，速度vv0gt，根據(jù)動能Ekmv2得Ekm(v0gt)2，故圖象A正確答案：A5.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點距地面高度為h，則小球從A到C的過程中彈簧彈力做功是()Amghmv2 B.mv2mghCmgh D(mghmv2)解析：小球從A點運動到C點的過程中，重力和彈簧的彈力對小球做負功，由于支持力與位移始終垂直，則支持力對小球不做功，由動能定理，可得WGWF0mv2，重力做的功為WGmgh，則彈簧的彈力對小球做的功為WFmghmv2，所以正確選項為A.答案：A二、多項選擇題6.如圖，一固定容器的內壁是半徑為R的半球面；在半球面水平直徑的一端有一質量為m的質點P.它沿容器內壁由靜止下滑到最低點的過程中，克服摩擦力做的功為W.重力加速度大小為g.設質點P在最低點時，向心加速度的大小為a，容器對它的支持力大小為N，則()Aa BaCN DN解析：質點P下滑到最低點的過程中，由動能定理得mgRWmv2，則速度v，最低點的向心加速度a，選項A正確，選項B錯誤；在最低點時，由牛頓第二定律得Nmgma，N，選項C正確，選項D錯誤答案：AC7.(2019·遼寧五校聯(lián)考)在某一粗糙的水平面上，一質量為2 kg的物體在水平恒定拉力的作用下做勻速直線運動，當運動一段時間后，拉力逐漸減小，且當拉力減小到零時，物體剛好停止運動，圖中給出了拉力隨位移變化的關系圖象已知重力加速度g取10 m/s2.根據(jù)以上信息能精確得出或估算得出的物理量有()A物體與水平面間的動摩擦因數(shù)B合外力對物體所做的功C物體做勻速運動時的速度D物體運動的時間解析：物體做勻速直線運動時，拉力F與滑動摩擦力Ff相等，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.35，A正確；減速過程由動能定理得WFWf0mv2，根據(jù)Fs圖象中圖線與坐標軸圍成的面積可以估算力F做的功WF，而Wfmgs，由此可求得合外力對物體所做的功，及物體做勻速運動時的速度v，B、C正確；因為物體做變加速運動，所以運動時間無法求出，D錯誤答案：ABC8.如圖所示為某中學科技小組制作的利用太陽能驅動小車的裝置當太陽光照射到小車上方的光電板時，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機作用帶動小車前進若質量為m的小車在平直的水泥路上從靜止開始沿直線加速行駛，經(jīng)過時間t前進的距離為x，且速度達到最大值vm.設這一過程中電動機的功率恒為P，小車所受阻力恒為Ff，那么這段時間內()A小車做勻加速運動B小車受到的牽引力逐漸減小C小車受到的合外力所做的功為PtD小車受到的牽引力做的功為Ffxmvm2解析：小車在運動方向上受牽引力F和阻力Ff，因為v增大，P不變，由PFv，F(xiàn)Ffma，得出F逐漸減小，a也逐漸減小，當vvm時，a0，故A錯誤，B正確；合外力做的功W外PtFfx，由動能定理得PtFfxmvm2，則牽引力做的功WFPtFfxmvm2，故C錯誤，D正確答案：BD能力題組一、選擇題9(2019·湖北名校聯(lián)考)如圖所示，一個可視為質點的滑塊從高H12 m處的A點由靜止沿光滑的軌道AB滑下，進入半徑為r4 m的豎直圓環(huán)，圓環(huán)內軌道與滑塊間的動摩擦因數(shù)處處相同，當滑塊到達圓環(huán)頂點C時，滑塊對軌道的壓力恰好為零，滑塊繼續(xù)沿CFB滑下，進入光滑軌道BD，且到達高度為h的D點時速度為零，則h的值可能為(重力加速度大小g取10 m/s2)()A8 m B9 mC10 m D11 m解析：滑塊到達圓環(huán)頂點C時對軌道壓力為零，由牛頓第二定律得mgm，得速度vC，設滑塊在BEC段上克服摩擦力做的功為W1，由動能定理得mg(H2r)W1mvC2，則W1mg(H2r)mvC2mg(Hr)，滑塊在CFB段克服摩擦力做的功W2滿足0<W2<W1，從C到D，由動能定理得mg(h2r)W2mvC2，代入得8 m<h<10 m，選項B正確答案：B10(2019·湖南郴州教學質檢)如圖(a)所示，在水平路段AB上有一質量為1×103 kg的汽車，正以10 m/s的速度向右勻速行駛，汽車前方的水平路段BC因粗糙程度與AB段不同引起阻力變化，汽車通過整個ABC路段的v­t圖象如圖(b)所示，t15 s時汽車剛好到達C點，并且已做勻速直線運動，速度大小為5 m/s.運動過程中汽車發(fā)動機的輸出功率保持不變，假設汽車在AB路段上運動時所受的恒定阻力為Ff2 000 N，下列說法正確的是()A汽車在AB、BC段發(fā)動機的額定功率不變都是1×104 WB汽車在BC段牽引力增大，所以汽車在BC段的加速度逐漸增大C由題給條件不能求出汽車在BC段前進的距離D由題所給條件可以求出汽車在8 m/s時加速度的大小解析：發(fā)動機的額定功率PFfv12 000×10 W2×104 W，選項A錯誤；由題圖(b)可知汽車在BC段做加速度減小的減速運動，選項B錯誤；根據(jù)PFfv2可求解汽車在BC段上所受的阻力大小，根據(jù)動能定理PtFfxBCmv22mv12，可求解汽車在BC段前進的距離，選項C錯誤；根據(jù)牛頓第二定律a，可以求出汽車在8 m/s時加速度的大小，選項D正確答案：D11.(多選)如圖所示為一滑草場某條滑道由上下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45°和37°的滑道組成，滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為.質量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經(jīng)過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin 37°0.6，cos 37°0.8)則()A動摩擦因數(shù)B載人滑草車最大速度為 C載人滑草車克服摩擦力做功為mghD載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為g解析：對滑草車從坡頂由靜止滑下，到底端靜止的全過程，得mg·2hmgcos 45°·mgcos 37°·0，解得，選項A正確；對經(jīng)過上段滑道過程，根據(jù)動能定理得，mghmgcos 45°·mv2，解得v，選項B正確；載人滑草車克服摩擦力做功為2mgh，選項C錯誤；載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為ag，選項D錯誤答案：AB二、非選擇題12.(2017·高考全國卷)為提高冰球運動員的加速能力，教練員在冰面上與起跑線相距s0和s1(s1<s0)處分別設置一個擋板和一面小旗，如圖所示訓練時，讓運動員和冰球都位于起跑線上，教練員將冰球以速度v0擊出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑線的方向滑向擋板；冰球被擊出的同時，運動員垂直于起跑線從靜止出發(fā)滑向小旗訓練要求當冰球到達擋板時，運動員至少到達小旗處假定運動員在滑行過程中做勻加速運動，冰球到達擋板時的速度為v1.重力加速度為g.求： (1)冰球與冰面之間的動摩擦因數(shù)；(2)滿足訓練要求的運動員的最小加速度解析：(1)設冰球的質量為m，冰球與冰面之間的動摩擦因數(shù)為，由動能定理得mgs0mv12mv02解得(2)冰球到達擋板時，滿足訓練要求的運動員中，剛好到達小旗處的運動員的加速度最小設這種情況下，冰球和運動員的加速度大小分別為a1和a2，所用的時間為t.由運動學公式得v02v122a1s0v0v1a1ts1a2t2聯(lián)立式得a2答案：(1)(2)13(2019·黑龍江牡丹江一中模擬)如圖，半徑為R的光滑半圓形軌道ABC固定在豎直平面內且與水平軌道CD相切于C 點，D端有一被鎖定的輕質壓縮彈簧，彈簧左端連接在固定的擋板上，彈簧右端Q到C點的距離為2R.質量為m的滑塊(視為質點)從軌道上的P點由靜止滑下，剛好能運動到Q點，并能觸發(fā)彈簧解除鎖定，然后滑塊被彈回，且剛好能通過圓軌道的最高點A.已知POC60°，求：(1)滑塊第一次滑至圓形軌道最低點C時所受軌道支持力；(2)滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)；(3)彈簧被鎖定時具有的彈性勢能解析：(1)設滑塊第一次滑至C點時的速度為vC，圓軌道C點對滑塊的支持力為FNPC過程：mgR(1cos 60°)mvC2C點：FNmgm解得FN2mg，方向豎直向上(2)對PCQ過程：mgR(1cos 60°)mg·2R0解得0.25.(3)A點：mgmQCA過程：EpmvA2mg·2Rmg·2R解得彈性勢能Ep3mgR.答案：(1)2mg，方向豎直向上(2)0.25(3)3mgR8