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

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1、動能定理 一、選擇題 1．(2017·海南)將一小球豎直向上拋出，小球在運動過程中所受到的空氣阻力不可忽略．a(chǎn)為小球運動軌跡上的一點，小球上升和下降經(jīng)過a點時的動能分別為Ek1和Ek2.從拋出開始到小球第一次經(jīng)過a點時重力所做的功為W1，從拋出開始到小球第二次經(jīng)過a點時重力所做的功為W2.下列選項正確的是(　　) 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a點和拋出開始第二次經(jīng)過a點，上升的高度相等，可知重力做功相等，即W1＝W2.對兩次經(jīng)過a點的過程

2、運用動能定理得，－Wf＝Ek2－Ek1，可知Ek1>Ek2，故B項正確，A、C、D三項錯誤． 2.(2018·揭陽一模)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，在向上滑行的過程中，其動能隨位移的變化關(guān)系如圖所示，則物體返回到出發(fā)點時的動能為(取g＝10 m/s2)(　　) A．196 J B．56 J C．34 J D．20 J 答案　C 解析　物體上滑的過程中重力與摩擦力都做負(fù)功．由動能定理得：－mgx·sin30°－fx＝E0 下滑的過程中重力做正功，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項正

3、確，A、B、D三項錯誤． 3.(2018·南通二模)如圖所示，水平平臺上放置一長為L、質(zhì)量為m的勻質(zhì)板，板的右端距離平臺邊緣為s，板與臺面間動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g.現(xiàn)對板施加水平推力，要使板脫離平臺，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，故推動的位移為s＋；摩擦力做功Wf＝－μmg(＋s) 則對全程由動能定理可知，W－μmg(＋s)＝0 解得：W＝μmg(＋s)；故B項正確A、C、D三項錯誤． 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運動．已知當(dāng)子彈相對木塊靜止時，木塊前進(jìn)距離為L，子彈進(jìn)入木塊的深度為s，若木塊對子彈的阻力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)動能定理，對子彈：－F(L＋s)＝mv2－mv02知，D項正確；對木塊：FL＝Mv2，A項正確；由以上二式相加后整理可得Fs＝mv02－(M＋m)v2，C項正確，B項錯誤． 5.如圖所示，斜面AB豎直固定放置，物塊

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

6、成若干個斜線下滑，在曲面上運動到達(dá)水平面，摩擦力做的功與物體在曲面上對應(yīng)的水平距離上移動時，摩擦力做的功相同．A項正確，B、C、D三項錯誤． 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的圓周運動，如圖所示，運動過程中小球受到空氣阻力的作用．設(shè)某一時刻小球通過軌道的最低點，此時繩子的張力為7mg，在此后小球繼續(xù)做圓周運動，經(jīng)過半個圓周恰好能通過最高點，則在此過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，由牛頓第二定律得： 7mg－mg＝m 在最高點，有：mg＝m 由動能定理得：－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長度．已知物塊與木板間的動摩擦因數(shù)不變，以下說法正確的是(以下各選項中物塊均未觸地)(　　) A．如果僅改變木板下落的高度，使其從2h高度落下，物塊下滑的長度將為2l B．如果僅改變木板對物塊的壓力，使其變?yōu)樵瓉硪话?，物塊下滑的長度將大于2l C．如果僅改變物塊的質(zhì)量，使其變

8、為原來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)樵瓉硪话耄飰K下滑距離將大于2l 答案　AB 解析　A項，設(shè)物塊受到的滑動摩擦力為f，根據(jù)動能定理，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，物塊下滑的長度將為2l，故A項正確； B項，如果僅改變木板對物塊的壓力，使其變?yōu)樵瓉硪话?，物塊受到的滑動摩擦力為原來的一半，由l＝知，物塊下滑的長度將大于2l，故B項正確； C項，如果僅改變物塊的質(zhì)量，使其變?yōu)樵瓉?倍，由l＝＝知，物塊下滑的距離將大于2l，故C項錯誤； D項，如果僅改變木板的質(zhì)量，物塊下滑的距離仍為l，故D項錯誤．

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、長度為L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點和C點．質(zhì)量為m的質(zhì)點物塊從A點由靜止釋放，恰好能到達(dá)D點，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摩擦因數(shù)為＋ B．物塊在水平直軌上的動摩擦因數(shù)為－ C．物塊在C點的向心加速度的大小為2g＋ D．物塊在C點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，對于ABCD整個過程，

10、由動能定理得： mg(R－r)－(W1＋W2＋W3)＝0， 又因為W3＝μmgL， 由以上兩式聯(lián)立可解得：μ＝－，故A項錯誤，B項正確； 由動能定理，對于ABCD整個過程有： mg(R－r)－(W1＋W2＋W3)＝0， 對于ABC過程有： 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項正確，D項錯誤． 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動的規(guī)律時，在計算機(jī)上得到0～6 s內(nèi)物體的加速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示．下列說法正確的是(　　) A．0～6 s內(nèi)物體先向正方向運動，后向負(fù)方向運動 B

11、．0～6 s內(nèi)物體在4 s時的速度最大 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：圖線與時間軸圍成的“面積”代表物體在相應(yīng)時間內(nèi)速度的變化情況，在時間軸上方為正，在時間軸下方為負(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動，A項錯誤；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項錯誤；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動，速度變大，C項錯誤；在0～4 s內(nèi)合力對物體做的功由

12、動能定理可知：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)合力對物體做的功由動能定理可知：W合6＝mv62－0，又v6＝6 m/s，得W合6＝36 J，則W合4＝W合6，D項正確． 10.(2018·南充模擬)(多選)如圖所示，長度均為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)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動，直至停止運動，已知木板OA和其他木板與地面的夾角均為60°，物體與木板間的動摩擦因數(shù)均為0.6，設(shè)空氣阻力和物體通過兩

13、木板交接處時的動能損失均不計(g＝10 m/s2)，則(　　) A．物體運動的總路程為6.0 m B．物體運動的水平總位移為3.0 m C．物體最終停在A點 D．物體最終停在C點 答案　AC 解析　A項，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． 從物體開始運動到最終停下的過程中，總路程為s，由動能定理得： mgh－μmgscos60°＝0－0 代入數(shù)據(jù)解得：s＝6.0 m．故A項正確． B、C、D三項，假設(shè)物體能到達(dá)B點

14、，由動能定理得： mg(h－Lsin60°)－μmgcos60°×(＋L)＝mvB2－0， 解得：vB2＜0.無解． 說明物體不能通過B點，最終停在A點處．則物體運動的水平位移為：x＝＝ m，故B、D兩項錯誤，C項正確． 二、非選擇題 11.(2018·臺州模擬)如圖所示為某水上樂園急速滑道的簡化示意圖，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)從A端靜止滑下，游客與管道AB的動摩擦因數(shù)μ1

15、＝0.125，與管道CD的動摩擦因數(shù)μ2＝0.5，整個運動過程空氣阻力不計．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) (1)求游客經(jīng)過B點時的速度大??； (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8 m/s，求管道CD的長度． 答案　(1)10 m/s　(2)1 200 N　(3)7.2 m 解析　(1)對A到B過程運用動能定理有： 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動， 根據(jù)N＝m得：N＝1 200 N. (3)游客離開CD管道后，做平拋運

16、動，落水的最大速度為8 m/s， 落水時的豎直分速度為：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，圖中AP間距等于彈簧的自然長度．現(xiàn)將質(zhì)量m＝1 kg的可視為質(zhì)點的物塊放在木板上，在外力作用下將彈簧壓縮到某一位置B點后釋放．已知木板PA段光滑，AQ段粗糙，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝，物塊在B點釋放后向上運動，第一

17、次到達(dá)A點時速度大小為v0＝3 m/s，取重力加速度g＝10 m/s2. (1)求物塊第一次向下運動到A點時的速度大小v1； (2)請說出物塊最終的運動狀態(tài)，并求出物塊在A點上方運動的總路程s. 答案　(1)3 m/s　(2)4.5 m 解析　(1)設(shè)物塊從A點向上滑行的最大距離為s.根據(jù)動能定理， 上滑過程有：－mgssin37°－μmgscos37°＝0－mv02 下滑過程有：mgssin37°－μmgscos37°＝mv12－0 聯(lián)立解得：s＝1.5 m，v1＝3 m/s (2)物塊最終在A點下方做往復(fù)運動，最高點為A 根據(jù)動能定理：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，沿粗糙水平面運動，經(jīng)過位移4 m時，拉力F停止作用，運動到位移是8 m時物體停止，運動過程中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摩擦因數(shù)為多大？ (3)拉力F的大小？ 答案　(1)2 m/s　(2)0.25　(3)4.5 N 解析　(1)從圖線可知初動能為2 J，Ek0＝mv2＝2 J，v＝2 m/s. (2)在位移為4 m處物體的動能為10 J，在位移為8 m處物體的動能為零，這段過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4 m這段過程中，受拉力F和摩擦力Ff的作用，合力為F－Ff，根據(jù)動能定理有 (F－Ff)·x1＝Ek－Ek0， 故F＝＋Ff＝(＋2.5) N＝4.5 N. 9