（新課標(biāo)）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)22 動(dòng)能定理（含解析）新人教版

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1、動(dòng)能定理 一、選擇題 1．(2017·海南)將一小球豎直向上拋出，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受到的空氣阻力不可忽略．a(chǎn)為小球運(yùn)動(dòng)軌跡上的一點(diǎn)，小球上升和下降經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Ek1和Ek2.從拋出開始到小球第一次經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)重力所做的功為W1，從拋出開始到小球第二次經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)重力所做的功為W2.下列選項(xiàng)正確的是(　　) A．Ek1＝Ek2，W1＝W2　　 B．Ek1＞Ek2，W1＝W2 C．Ek1＜Ek2，W1＜W2 D．Ek1＞Ek2，W1＜W2 答案　B 解析　從拋出開始到第一次經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和拋出開始第二次經(jīng)過(guò)a點(diǎn)，上升的高度相等，可知重力做功相等，即W1＝W2.對(duì)兩次經(jīng)過(guò)a點(diǎn)的過(guò)程

2、運(yùn)用動(dòng)能定理得，－Wf＝Ek2－Ek1，可知Ek1>Ek2，故B項(xiàng)正確，A、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤． 2.(2018·揭陽(yáng)一模)質(zhì)量為2 kg的物體以一定的初速度沿傾角為30°的斜面向上滑行，在向上滑行的過(guò)程中，其動(dòng)能隨位移的變化關(guān)系如圖所示，則物體返回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為(取g＝10 m/s2)(　　) A．196 J B．56 J C．34 J D．20 J 答案　C 解析　物體上滑的過(guò)程中重力與摩擦力都做負(fù)功．由動(dòng)能定理得：－mgx·sin30°－fx＝E0 下滑的過(guò)程中重力做正功，摩擦力做負(fù)功，得：mgx·sin30°－fx＝0－E 代入數(shù)據(jù)解得：E＝34 J，故C項(xiàng)正

3、確，A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤． 3.(2018·南通二模)如圖所示，水平平臺(tái)上放置一長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的勻質(zhì)板，板的右端距離平臺(tái)邊緣為s，板與臺(tái)面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g.現(xiàn)對(duì)板施加水平推力，要使板脫離平臺(tái)，推力做功的最小值為(　　) A．μmg(L＋s) B．μmg(＋s) C．μmg(L－s) D．μmg(s＋) 答案　B 解析　由分析可知，應(yīng)緩慢將木板推至木板的重心離開平臺(tái)，故推動(dòng)的位移為s＋；摩擦力做功Wf＝－μmg(＋s) 則對(duì)全程由動(dòng)能定理可知，W－μmg(＋s)＝0 解得：W＝μmg(＋s)；故B項(xiàng)正確A、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤． 4.(多選)如圖所示，質(zhì)量為

4、M的木塊放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0沿水平方向射中木塊，并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運(yùn)動(dòng)．已知當(dāng)子彈相對(duì)木塊靜止時(shí)，木塊前進(jìn)距離為L(zhǎng)，子彈進(jìn)入木塊的深度為s，若木塊對(duì)子彈的阻力F視為恒定，則下列關(guān)系中正確的是(　　) A．FL＝Mv2 B．Fs＝mv2 C．Fs＝mv02－(M＋m)v2 D．F(L＋s)＝mv02－mv2 答案　ACD 解析　根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)子彈：－F(L＋s)＝mv2－mv02知，D項(xiàng)正確；對(duì)木塊：FL＝Mv2，A項(xiàng)正確；由以上二式相加后整理可得Fs＝mv02－(M＋m)v2，C項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤． 5.如圖所示，斜面AB豎直固定放置，物塊

5、(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)靜止釋放沿斜面下滑，最后停在水平面上的C點(diǎn)，從釋放到停止的過(guò)程中克服摩擦力做的功為W.因斜面塌陷，斜面變成APD曲面，D點(diǎn)與B在同一水平面上，且在B點(diǎn)左側(cè)．已知各接觸面粗糙程度均相同，不計(jì)物塊經(jīng)過(guò)B、D處時(shí)的機(jī)械能損失，忽略空氣阻力，現(xiàn)仍將物塊從A點(diǎn)靜止釋放，則(　　) A．物塊將停在C點(diǎn) B．物塊將停在C點(diǎn)左側(cè) C．物塊從釋放到停止的過(guò)程中克服摩擦力做的功大于W D．物塊從釋放到停止的過(guò)程中克服摩擦力做的功小于W 答案　A 解析　物塊從A到C克服摩擦力做功Wf＝μmgLEC，由動(dòng)能定理：mgH－μmgLEC＝0， 當(dāng)物塊沿APD曲線下滑時(shí)，可以把曲線分解

6、成若干個(gè)斜線下滑，在曲面上運(yùn)動(dòng)到達(dá)水平面，摩擦力做的功與物體在曲面上對(duì)應(yīng)的水平距離上移動(dòng)時(shí)，摩擦力做的功相同．A項(xiàng)正確，B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤． 6.質(zhì)量為m的小球被系在輕繩一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受到空氣阻力的作用．設(shè)某一時(shí)刻小球通過(guò)軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)繩子的張力為7mg，在此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周恰好能通過(guò)最高點(diǎn)，則在此過(guò)程中小球克服空氣阻力所做的功是(　　) A.mgR B．3mgR C．7mgR D.mgR 答案　D 解析　在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得： 7mg－mg＝m 在最高點(diǎn)，有：mg＝m 由動(dòng)能定理得：－2

7、mgR＋Wf＝mv22－mv12 解得Wf＝－mgR 故克服空氣阻力做功為mgR. 7．(2018·江西模擬)(多選)如圖所示，兩塊豎直木板夾著一物塊，物塊在木板內(nèi)靜止，兩板因彈簧作用對(duì)物塊有一恒定壓力并保持兩板之間的距離不變(圖中未畫出彈簧)．讓木板從離地h高位置自由下落，落地后木板靜止，物塊在木板中下滑了l長(zhǎng)度．已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，以下說(shuō)法正確的是(以下各選項(xiàng)中物塊均未觸地)(　　) A．如果僅改變木板下落的高度，使其從2h高度落下，物塊下滑的長(zhǎng)度將為2l B．如果僅改變木板對(duì)物塊的壓力，使其變?yōu)樵瓉?lái)一半，物塊下滑的長(zhǎng)度將大于2l C．如果僅改變物塊的質(zhì)量，使其變

8、為原來(lái)2倍，物塊下滑的距離將為2l D．如果僅改變木板的質(zhì)量，使其變?yōu)樵瓉?lái)一半，物塊下滑距離將大于2l 答案　AB 解析　A項(xiàng)，設(shè)物塊受到的滑動(dòng)摩擦力為f，根據(jù)動(dòng)能定理，有mg(h＋l)－fl＝0，解得l＝，僅改變木板下落的高度，使其從2h高度落下，物塊下滑的長(zhǎng)度將為2l，故A項(xiàng)正確； B項(xiàng)，如果僅改變木板對(duì)物塊的壓力，使其變?yōu)樵瓉?lái)一半，物塊受到的滑動(dòng)摩擦力為原來(lái)的一半，由l＝知，物塊下滑的長(zhǎng)度將大于2l，故B項(xiàng)正確； C項(xiàng)，如果僅改變物塊的質(zhì)量，使其變?yōu)樵瓉?lái)2倍，由l＝＝知，物塊下滑的距離將大于2l，故C項(xiàng)錯(cuò)誤； D項(xiàng)，如果僅改變木板的質(zhì)量，物塊下滑的距離仍為l，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．

9、8.(2018·四川模擬)(多選)如圖所示，一固定豎直軌道由半徑為R的四分之一圓弧AB、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的水平直軌BC和半徑為r的四分之一圓弧CD構(gòu)成，BC與兩圓弧分別相切于B點(diǎn)和C點(diǎn)．質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)物塊從A點(diǎn)由靜止釋放，恰好能到達(dá)D點(diǎn)，已知物塊在圓弧AB上克服摩擦力做的功為W1，在圓弧CD上克服摩擦力做的功為W2，重力加速度大小為g，則(　　) A．物塊在水平直軌上的動(dòng)摩擦因數(shù)為＋ B．物塊在水平直軌上的動(dòng)摩擦因數(shù)為－ C．物塊在C點(diǎn)的向心加速度的大小為2g＋ D．物塊在C點(diǎn)的向心加速度的大小為2g＋ 答案　BC 解析　設(shè)物塊在水平直軌上克服摩擦力做的功為W3，對(duì)于ABCD整個(gè)過(guò)程，

10、由動(dòng)能定理得： mg(R－r)－(W1＋W2＋W3)＝0， 又因?yàn)閃3＝μmgL， 由以上兩式聯(lián)立可解得：μ＝－，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確； 由動(dòng)能定理，對(duì)于ABCD整個(gè)過(guò)程有： mg(R－r)－(W1＋W2＋W3)＝0， 對(duì)于ABC過(guò)程有： mgR－(W1＋W3)＝mvC2－0， 由向心加速度公式得：a＝， 由以上各式可解得：a＝2g＋，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 9.用傳感器研究質(zhì)量為2 kg的物體由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，在計(jì)算機(jī)上得到0～6 s內(nèi)物體的加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．0～6 s內(nèi)物體先向正方向運(yùn)動(dòng)，后向負(fù)方向運(yùn)動(dòng) B

11、．0～6 s內(nèi)物體在4 s時(shí)的速度最大 C．物體在2～4 s內(nèi)速度不變 D．0～4 s內(nèi)合力對(duì)物體做的功等于0～6 s內(nèi)合力做的功 答案　D 解析　由a-t圖像可知：圖線與時(shí)間軸圍成的“面積”代表物體在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)速度的變化情況，在時(shí)間軸上方為正，在時(shí)間軸下方為負(fù)．物體6 s末的速度v6＝×(2＋5)×2 m/s－×1×2 m/s＝6 m/s，則0～6 s內(nèi)物體一直向正方向運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖像可知物體在5 s末速度最大，vm＝×(2＋5)×2 m/s＝7 m/s，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖像可知在2～4 s內(nèi)物體加速度不變，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度變大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在0～4 s內(nèi)合力對(duì)物體做的功由

12、動(dòng)能定理可知：W合4＝mv42－0，又v4＝×(2＋4)×2 m/s＝6 m/s，得W合4＝36 J，0～6 s內(nèi)合力對(duì)物體做的功由動(dòng)能定理可知：W合6＝mv62－0，又v6＝6 m/s，得W合6＝36 J，則W合4＝W合6，D項(xiàng)正確． 10.(2018·南充模擬)(多選)如圖所示，長(zhǎng)度均為1.5 m的木板AB、BC、CD、DE…在豎直面內(nèi)搭成“波浪形”軌道(兩木板交接處用極小的光滑曲面相連)，一物體(可視為質(zhì)點(diǎn))從木板OA上距地面高為h＝1.8 m處由靜止釋放并沿軌道運(yùn)動(dòng)，直至停止運(yùn)動(dòng)，已知木板OA和其他木板與地面的夾角均為60°，物體與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.6，設(shè)空氣阻力和物體通過(guò)兩

13、木板交接處時(shí)的動(dòng)能損失均不計(jì)(g＝10 m/s2)，則(　　) A．物體運(yùn)動(dòng)的總路程為6.0 m B．物體運(yùn)動(dòng)的水平總位移為3.0 m C．物體最終停在A點(diǎn) D．物體最終停在C點(diǎn) 答案　AC 解析　A項(xiàng)，物體在斜面上物體重力沿斜面向下的分力為：G1＝mgsin60°＝mg 物體所受的最大靜摩擦力為：f＝μmgcos60°＝0.6×mg×＝0.3mg. 由于f＜G1，故物體不能靜止在木板上． 從物體開始運(yùn)動(dòng)到最終停下的過(guò)程中，總路程為s，由動(dòng)能定理得： mgh－μmgscos60°＝0－0 代入數(shù)據(jù)解得：s＝6.0 m．故A項(xiàng)正確． B、C、D三項(xiàng)，假設(shè)物體能到達(dá)B點(diǎn)

14、，由動(dòng)能定理得： mg(h－Lsin60°)－μmgcos60°×(＋L)＝mvB2－0， 解得：vB2＜0.無(wú)解． 說(shuō)明物體不能通過(guò)B點(diǎn)，最終停在A點(diǎn)處．則物體運(yùn)動(dòng)的水平位移為：x＝＝ m，故B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確． 二、非選擇題 11.(2018·臺(tái)州模擬)如圖所示為某水上樂(lè)園急速滑道的簡(jiǎn)化示意圖，內(nèi)壁光滑的水平半圓形管道BC分別與傾角θ＝37°的傾斜管道AB和水平直管道CD順滑連接，管道AB的A端離管道BC所在平面的高度h1＝6 m，管道BC的直徑d＝10 m．離水面EF的高h(yuǎn)2＝1.8 m．質(zhì)量m＝60 kg的游客(可視為質(zhì)點(diǎn))從A端靜止滑下，游客與管道AB的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1

15、＝0.125，與管道CD的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.5，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程空氣阻力不計(jì)．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) (1)求游客經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大?。? (2)求游客受到BC管道的作用力大??； (3)要使游客落到水中且落水的速度不超過(guò)8 m/s，求管道CD的長(zhǎng)度． 答案　(1)10 m/s　(2)1 200 N　(3)7.2 m 解析　(1)對(duì)A到B過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理有： mgh1－μ1mgcosθ·＝mvB2－0， 代入數(shù)據(jù)解得：vB＝10 m/s. (2)游客在BC管道中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 根據(jù)N＝m得：N＝1 200 N. (3)游客離開CD管道后，做平拋運(yùn)

16、動(dòng)，落水的最大速度為8 m/s， 落水時(shí)的豎直分速度為：vy＝＝ m/s＝6 m/s， 則離開管道CD的最大速度為：vD＝＝ m/s＝2 m/s. 根據(jù)動(dòng)能定理得：－μ2mgxCD＝mvD2－mvC2， 代入數(shù)據(jù)解得：xCD＝7.2 m. 12.(2018·泰州模擬)如圖所示，足夠長(zhǎng)的固定木板的傾角為37°，勁度系數(shù)為k＝36 N/m的輕質(zhì)彈簧的一端固定在木板上的P點(diǎn)，圖中AP間距等于彈簧的自然長(zhǎng)度．現(xiàn)將質(zhì)量m＝1 kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊放在木板上，在外力作用下將彈簧壓縮到某一位置B點(diǎn)后釋放．已知木板PA段光滑，AQ段粗糙，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝，物塊在B點(diǎn)釋放后向上運(yùn)動(dòng)，第一

17、次到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度大小為v0＝3 m/s，取重力加速度g＝10 m/s2. (1)求物塊第一次向下運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度大小v1； (2)請(qǐng)說(shuō)出物塊最終的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并求出物塊在A點(diǎn)上方運(yùn)動(dòng)的總路程s. 答案　(1)3 m/s　(2)4.5 m 解析　(1)設(shè)物塊從A點(diǎn)向上滑行的最大距離為s.根據(jù)動(dòng)能定理， 上滑過(guò)程有：－mgssin37°－μmgscos37°＝0－mv02 下滑過(guò)程有：mgssin37°－μmgscos37°＝mv12－0 聯(lián)立解得：s＝1.5 m，v1＝3 m/s (2)物塊最終在A點(diǎn)下方做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)為A 根據(jù)動(dòng)能定理：μmgx′cos37°＝mv

18、02 代入數(shù)據(jù)解得：x′＝4.5 m. 13.質(zhì)量m＝1 kg的物體，在水平拉力F(拉力方向與物體初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)位移4 m時(shí)，拉力F停止作用，運(yùn)動(dòng)到位移是8 m時(shí)物體停止，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中Ek-x的圖線如圖所示．(g取10 m/s2)求： (1)物體的初速度多大？ (2)物體和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多大？ (3)拉力F的大??？ 答案　(1)2 m/s　(2)0.25　(3)4.5 N 解析　(1)從圖線可知初動(dòng)能為2 J，Ek0＝mv2＝2 J，v＝2 m/s. (2)在位移為4 m處物體的動(dòng)能為10 J，在位移為8 m處物體的動(dòng)能為零，這段過(guò)程中物體克服摩擦力做功． 設(shè)摩擦力為Ff，則 －Ffx2＝0－Ek＝0－10 J＝－10 J Ff＝ N＝2.5 N， 因Ff＝μmg，故μ＝＝＝0.25. (3)物體從開始到移動(dòng)4 m這段過(guò)程中，受拉力F和摩擦力Ff的作用，合力為F－Ff，根據(jù)動(dòng)能定理有 (F－Ff)·x1＝Ek－Ek0， 故F＝＋Ff＝(＋2.5) N＝4.5 N. 9