(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(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(十七) 動(dòng)能定理及其應(yīng)用 [A級——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——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——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A、B做功相等,F(xiàn)1、F2對A、B做功大小相等。故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。 12.(2019棗莊檢測)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,對軌道的壓力為2mg。設(shè)軌道對摩托車的阻力與車對軌道的壓力成正比。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;由于軌道對摩托車的阻力與車對軌道的壓力成正比,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的長度為L=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- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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