（新課改省份專用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十七）動(dòng)能定理及其應(yīng)用（含解析）.doc

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課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十七） 動(dòng)能定理及其應(yīng)用 [A級(jí)——基礎(chǔ)小題練熟練快] 1．A、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(zhì)量大于B的質(zhì)量，則在這一過程中(　　) A．A獲得動(dòng)能較大　 　 　　 B．B獲得動(dòng)能較大 C．A、B獲得動(dòng)能一樣大 D．無法比較A、B獲得動(dòng)能大小 解析：選C　由動(dòng)能定理可知恒力F做功W＝Fl＝mv2－0，因?yàn)镕、l相同，所以A、B獲得的動(dòng)能一樣大，C正確。 2．(2018全國卷Ⅱ)如圖，某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度。木箱獲得的動(dòng)能一定(　　) A．小于拉力所做的功 B．等于拉力所做的功 C．等于克服摩擦力所做的功 D．大于克服摩擦力所做的功 解析：選A　由題意知，W拉－W阻＝ΔEk，則W拉＞ΔEk，故A正確、B錯(cuò)誤；W阻與ΔEk的大小關(guān)系不確定，故C、D錯(cuò)誤。 3．(2018江蘇高考)從地面豎直向上拋出一只小球，小球運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后落回地面。忽略空氣阻力，該過程中小球的動(dòng)能Ek與時(shí)間t的關(guān)系圖像是(　　) 解析：選A　小球做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)初速度為v0，則v＝v0－gt，小球的動(dòng)能Ek＝mv2，把速度v代入得，Ek＝mg2t2－mgv0t＋mv02，Ek與t為二次函數(shù)關(guān)系。 4．一個(gè)質(zhì)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(gè)水平恒力作用下，經(jīng)過一段時(shí)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(shí)間內(nèi)，其中一個(gè)力做的功為(　　) A.mv2 B.mv2 C.mv2 D.mv2 解析：選B　在合力F的方向上，由動(dòng)能定理得W＝Fl＝mv2，某個(gè)分力的功為W1＝W＝mv2，B正確。 5．(2019莆田模擬)如圖所示，在輕彈簧的下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球A，若將小球A從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，小球A能夠下降的最大高度為h。若將小球A換為質(zhì)量為3m的小球B，仍從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，則小球B下降h時(shí)的速度為(重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力)(　　) A. B. C. D. 解析：選B　小球A下降h過程小球克服彈簧彈力做功為W1，根據(jù)動(dòng)能定理，有mgh－W1＝0；小球B下降過程，由動(dòng)能定理有3mgh－W1＝3mv2－0，解得：v＝ ，故B正確。 6．(多選)靜止在水平地面的物塊，受到水平方向的拉力F作用，此拉力方向不變，其大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。設(shè)物塊與地面間的靜摩擦力最大值fm與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則(　　) A．0～t1時(shí)間內(nèi)F的功率逐漸增大 B．t2時(shí)刻物塊的加速度最大 C．t2時(shí)刻后物塊做反向運(yùn)動(dòng) D．t3時(shí)刻物塊的動(dòng)能最大 解析：選BD　由題圖可知，在0～t1時(shí)間內(nèi)，水平方向的拉力從零逐漸增大到等于最大靜摩擦力，物塊始終靜止不動(dòng)，水平拉力做功為零，功率為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t2時(shí)刻水平拉力最大且大于滑動(dòng)摩擦力的2倍，根據(jù)牛頓第二定律可知物塊加速度最大，選項(xiàng)B正確；t2時(shí)刻后水平拉力逐漸減小，物塊的加速度逐漸減小，速度方向不變，速度繼續(xù)增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；t3時(shí)刻水平拉力減小到等于滑動(dòng)摩擦力，速度增大到最大，t3時(shí)刻物塊的動(dòng)能最大，選項(xiàng)D正確。 [B級(jí)——保分題目練通抓牢] 7．(多選)(2018江蘇高考)如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一小物塊，O點(diǎn)為彈簧在原長(zhǎng)時(shí)物塊的位置。物塊由A點(diǎn)靜止釋放，沿粗糙程度相同的水平面向右運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)B點(diǎn)。在從A到B的過程中，物塊(　　) A．加速度先減小后增大 B．經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度最大 C．所受彈簧彈力始終做正功 D．所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功 解析：選AD　小物塊由A點(diǎn)開始向右加速運(yùn)動(dòng)，彈簧壓縮量逐漸減小，F(xiàn)彈減小，由F彈－Ff＝ma知，a減??；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到F彈＝Ff時(shí)，a減小為零，此時(shí)小物塊速度最大，彈簧仍處于壓縮狀態(tài)；由于慣性，小物塊繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)Ff－F彈＝ma，小物塊做減速運(yùn)動(dòng)，且隨著壓縮量繼續(xù)減小，a逐漸增大；當(dāng)越過O點(diǎn)后，彈簧開始被拉伸，此時(shí)F彈＋Ff＝ma，隨著拉伸量增大，a繼續(xù)增大，綜上所述，從A到B過程中，物塊加速度先減小后增大，在O點(diǎn)左側(cè)F彈＝Ff時(shí)速度達(dá)到最大，故A正確，B錯(cuò)誤。在AO段物塊所受彈簧彈力做正功，在OB段做負(fù)功，故C錯(cuò)誤。由動(dòng)能定理知，從A到B的過程中，彈力做功與摩擦力做功之和為0，故D正確。 8．(2018中山模擬)質(zhì)量為m的小球在豎直向上的拉力作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，其vt圖像如圖所示(豎直向上為正方向，DE段為直線)。已知重力加速度大小為g，下列說法正確的是(　　) A．t3～t4時(shí)間內(nèi)，小球豎直向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng) B．t0～t2時(shí)間內(nèi)，合力對(duì)小球先做正功后做負(fù)功 C．0～t2時(shí)間內(nèi)，小球的平均速度一定為 D．t3～t4時(shí)間內(nèi)，拉力做的功為m[(v4－v3)＋g(t4－t3)] 解析：選D　根據(jù)題意，豎直向上為正方向，故在t3～t4時(shí)間內(nèi)，小球豎直向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t0～t2時(shí)間內(nèi)，小球速度一直增大，根據(jù)動(dòng)能定理可知，合力對(duì)小球一直做正功，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；0～t2時(shí)間內(nèi)，小球的平均速度等于位移與時(shí)間的比值，不一定為，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，在t3～t4時(shí)間內(nèi)：WF－mg(t4－t3)＝mv42－mv32，整理可得：WF＝m[(v4－v3)＋g(t4－t3)]，故選項(xiàng)D正確。 9．小孩玩冰壺游戲，如圖所示，將靜止于O點(diǎn)的冰壺(視為質(zhì)點(diǎn))沿直線OB用水平恒力推到A點(diǎn)放手，此后冰壺沿直線滑行，最后停在B點(diǎn)。已知冰面與冰壺間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，冰壺質(zhì)量為m，OA＝x，AB＝L，重力加速度為g。求： (1)冰壺在A點(diǎn)的速率vA； (2)冰壺從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過程中受到小孩施加的水平推力F。 解析：(1)冰壺從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的過程中，只有滑動(dòng)摩擦力對(duì)其做負(fù)功，由動(dòng)能定理得 －μmgL＝0－mvA2 解得vA＝。 (2)冰壺從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至A點(diǎn)的過程中，水平推力F和滑動(dòng)摩擦力同時(shí)對(duì)其做功，由動(dòng)能定理得 (F－μmg)x＝mvA2 解得F＝。 答案：(1)　(2) 10．(2018鄭州模擬)如圖甲所示，輕彈簧左端固定在豎直墻上，右端點(diǎn)在O點(diǎn)位置。質(zhì)量為m的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0從距O點(diǎn)右方x0的P點(diǎn)處向左運(yùn)動(dòng)，與彈簧接觸后壓縮彈簧，將彈簧右端壓到O′點(diǎn)位置后，A又被彈簧彈回。A離開彈簧后，恰好回到P點(diǎn)。物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。求： (1)物塊A從P點(diǎn)出發(fā)又回到P點(diǎn)的過程，克服摩擦力所做的功； (2)O點(diǎn)和O′點(diǎn)間的距離x1； (3)如圖乙所示，若將另一個(gè)與A完全相同的物塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))與彈簧右端拴接，將A放在B右邊，向左推A、B，使彈簧右端壓縮到O′點(diǎn)位置，然后從靜止釋放，A、B共同滑行一段距離后分離。分離后物塊A向右滑行的最大距離x2是多少？ 解析：(1)物塊A從P點(diǎn)出發(fā)又回到P點(diǎn)的過程，根據(jù)動(dòng)能定理得 克服摩擦力所做的功為Wf＝mv02。 (2)物塊A從P點(diǎn)出發(fā)又回到P點(diǎn)的過程，根據(jù)動(dòng)能定理得 －2μmg(x1＋x0)＝0－mv02 解得x1＝－x0。 (3)A、B在彈簧處于原長(zhǎng)處分離，設(shè)此時(shí)它們的共同速度是v1，彈出過程彈力做功為WF 只有物塊A時(shí)，從O′到P有WF－μmg(x1＋x0)＝0－0 A、B共同從O′到O有WF－2μmgx1＝2mv12 分離后對(duì)A有mv12＝μmgx2 聯(lián)立以上各式可得x2＝x0－。 答案：(1)mv02　(2)－x0　(3)x0－ [C級(jí)——難度題目適情選做] 11.A、B兩物體分別在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面運(yùn)動(dòng)，先后撤去F1、F2后，兩物體最終停下，它們的vt圖像如圖所示。已知兩物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力大小相等。下列說法正確的是(　　) A．F1、F2大小之比為1∶2 B．F1、F2對(duì)A、B做功之比為1∶2 C．A、B質(zhì)量之比為2∶1 D．全過程中A、B克服摩擦力做功之比為2∶1 解析：選C　由速度與時(shí)間圖像可知，兩物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度之比為1∶2，A、B受摩擦力大小相等，由牛頓第二定律可知：A、B的質(zhì)量之比是2∶1；由速度與時(shí)間圖像可知，A、B兩物體運(yùn)動(dòng)的位移相等，且勻加速運(yùn)動(dòng)的位移之比為1∶2，勻減速運(yùn)動(dòng)的位移之比為2∶1，由動(dòng)能定理可得：A物體的拉力與摩擦力的關(guān)系，F(xiàn)1x－f13x＝0－0；B物體的拉力與摩擦力的關(guān)系，F(xiàn)22x－f23x＝0－0，因此可得：F1＝3f1，F(xiàn)2＝f2，f1＝f2，所以F1＝2F2。全過程中摩擦力對(duì)A、B做功相等，F(xiàn)1、F2對(duì)A、B做功大小相等。故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。 12．(2019棗莊檢測(cè))一摩托車在豎直的圓軌道內(nèi)側(cè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為T，人和車(當(dāng)作質(zhì)點(diǎn))的總質(zhì)量為m，軌道半徑為R。已知摩托車經(jīng)最高點(diǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P0，對(duì)軌道的壓力為2mg。設(shè)軌道對(duì)摩托車的阻力與車對(duì)軌道的壓力成正比。下列說法正確的是(　　) A．摩托車經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為3mg B．摩托車經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率為2P0 C．摩托車從最高點(diǎn)經(jīng)半周到最低點(diǎn)的過程中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為P0T D．摩托車從最高點(diǎn)經(jīng)半周到最低點(diǎn)的過程中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為2mgR 解析：選B　摩托車在最高點(diǎn)時(shí)有2mg＋mg＝m，在最低點(diǎn)時(shí)有FN－mg＝m，解得FN＝4mg，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于軌道對(duì)摩托車的阻力與車對(duì)軌道的壓力成正比，根據(jù)P＝Fv可知發(fā)動(dòng)機(jī)在最低點(diǎn)時(shí)的功率是在最高點(diǎn)時(shí)功率的2倍，功率在增大，發(fā)動(dòng)機(jī)做的功大于P0T，所以選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，摩托車從最高點(diǎn)經(jīng)半周到最低點(diǎn)的過程中WF＋2mgR－Wf＝0，可得發(fā)動(dòng)機(jī)做的功WF＝Wf－2mgR，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 13．如圖所示，質(zhì)量m＝3 kg的小物塊以初速度v0＝4 m/s水平向右拋出，恰好從A點(diǎn)沿著圓弧的切線方向進(jìn)入圓弧軌道，圓弧軌道的半徑為R＝3.75 m，B點(diǎn)是圓弧軌道的最低點(diǎn)，圓弧軌道與水平軌道BD平滑連接，A與圓心O的連線與豎直方向成37角。MN是一段粗糙的水平軌道，小物塊與MN間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，軌道其他部分光滑。最右側(cè)是一個(gè)半徑為r＝0.4 m的半圓軌道，C點(diǎn)是圓弧軌道的最高點(diǎn)，半圓軌道與水平軌道BD在D點(diǎn)平滑連接。 已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8。 (1)求小物塊的拋出點(diǎn)離A點(diǎn)的高度h； (2)若MN的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝6 m，求小物塊通過C點(diǎn)時(shí)所受軌道彈力的大小FN； (3)若小物塊恰好能通過C點(diǎn)，求MN的長(zhǎng)度L′。 解析：(1)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有： tan 37＝ 得t＝0.3 s 解得h＝gt2＝0.45 m。 (2)小物塊由拋出點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有： mg[h＋R(1－cos 37 )]＝mvB2－mv02 解得vB＝2 m/s 小物塊由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有： －μmgL－2mgr＝mvC2－mvB2 在C點(diǎn)：FN＋mg＝m 解得FN＝60 N。 (3)小物塊剛好能通過C點(diǎn)時(shí)，有mg＝m 解得vC′＝2 m/s 小物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有： －μmgL′－2mgr＝mvC′2－mvB2 解得L′＝10 m。 答案：(1)0.45 m　(2)60 N　(3)10 m