2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 分層規(guī)范快練16 動能定理及其應(yīng)用 新人教版.doc
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分層規(guī)范快練(十六) 動能定理及其應(yīng)用 [雙基過關(guān)練] 1.在下列幾種情況下,甲、乙兩物體的動能相等的是( ) A.甲的速度是乙的2倍,甲的質(zhì)量是乙的 B.甲的質(zhì)量是乙的2倍,甲的速度是乙的 C.甲的質(zhì)量是乙的4倍,甲的速度是乙的 D.質(zhì)量相同,速度大小也相同,但甲向東運動,乙向西運動 解析:由動能表達式Ek=mv2知,選項A、B、C錯誤. 答案:D 2.[2019衡陽模擬]用100 N的力將質(zhì)量為0.5 kg的球以8 m/s的初速度沿水平面踢出20 m遠,則人對物體做的功為( ) A.16 J B.500 J C.2 000 J D.160 J 解析:人跟球作用的過程中只有人對球的力做功,根據(jù)動能定理得W=mv2=0.564 J=16 J,故A正確. 答案:A 3.質(zhì)量為m=2 kg的物體,在光滑水平面上以v1=6 m/s的速度勻速向西運動,若有一個F=8 N方向向北的恒力作用于物體,在t=2 s內(nèi)物體的動能增加了( ) A.28 J B.64 J C.32 J D.36 J 解析:由于力F與速度v1垂直,物體做曲線運動,其兩個分運動為向西的勻速運動和向北的勻加速直線運動,對勻加速運動:a==4 m/s2,v2=at=8 m/s2.2 s末物體的速度v==10 m/s,2 s內(nèi)物體的動能增加了ΔE=mv2-mv12=64 J,故選項B正確. 答案:B 4.某同學(xué)用如圖所示的裝置測量一個凹形木塊的質(zhì)量m,彈簧的左端固定,木塊在水平面上緊靠彈簧(不連接)將其壓縮,記下木塊右端位置A點,釋放后,木塊右端恰能運動到B1點.在木塊槽中加入一個質(zhì)量m0=200 g的砝碼,再將木塊左端緊靠彈簧,木塊右端位置仍然在A點,釋放后木塊離開彈簧,右端恰能運動到B2點.測得AB1、AB2長分別為36.0 cm和12.0 cm,則木塊的質(zhì)量m為( ) A.100 g B.200 g C.300 g D.400 g 解析:兩次木塊均由同一位置釋放,故彈簧恢復(fù)原長的過程中,彈簧所做的功相同,未加砝碼時,由動能定理,可得W彈-μmgAB1=0,加上砝碼m0時,有W彈-μ(m+m0)gAB2=0,解得m=100 g,選項A正確. 答案:A 5. (多選)光滑水平面上靜止的物體,受到一個水平拉力作用開始運動,拉力F隨時間t變化的圖象如圖所示,用Ek、v、x、P分別表示物體的動能、速度、位移和拉力F的功率,下列四個圖象分別定性描述了這些物理量隨時間變化的情況,其中正確的是( ) 解析:由于拉力F恒定,所以物體有恒定的加速度a,則v=at,即v與t成正比,選項B正確;由P=Fv=Fat可知,P與t成正比,選項D正確;由x=at2可知x與t2成正比,選項C錯誤;由動能定理可知Ek=Fx=Fat2,Ek與t2成正比,選項A錯誤. 答案:BD 6.[2019淄博模擬]如圖所示,傾角θ=37的斜面AB與水平面平滑連接于B點,A、B兩點之間的距離x0=3 m,質(zhì)量m=3 kg的小物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.4.當(dāng)小物塊從A點由靜止開始沿斜面下滑的同時,對小物塊施加一個水平向左的恒力F(圖中未畫出).取g=10 m/s2. 若F=10 N,小物塊從A點由靜止開始沿斜面運動到B點時撤去恒力F,求小物塊在水平面上滑行的距離x為(sin 37=0.6,cos37=0.8.)( ) A.5.7 m B.4.7 m C.6.5 m D.5.5 m 解析: 小物塊在斜面上受力如圖所示,從A點開始沿ABC路徑運動到C點停止過程中,由動能定理可得:Fx0cosθ+mgx0sin θ-Ffx0-μmgx=0 Ff=μFN FN+Fsinθ=mgcosθ 代入數(shù)據(jù)解得:x=4.7 m. 故選項B正確. 答案:B 7.[2019河北唐山模擬]小孩玩冰壺游戲,如圖所示,將靜止于O點的冰壺(視為質(zhì)點)沿直線OB用水平恒力推到A點放手,此后冰壺沿直線滑行,最后停在B點.已知冰面與冰壺的動摩擦因數(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點的速率vA. (2)冰壺從O點運動到A點的過程中受到小孩施加的水平推力F. 解析:(1)冰壺從A點運動至B點的過程中,只有滑動摩擦力對其做負功,由動能定理得 -μmgL=0-mvA2 解得vA=. (2)冰壺從O點運動至A點的過程中,水平推力F和滑動摩擦力同時對其做功,由動能定理得 (F-μmg)x=mvA2 解得F=. 答案:(1) (2) [技能提升練] 8.[2018江蘇卷,4]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(guān)系圖象是( ) 解析:設(shè)小球拋出瞬間的速度大小為v0,拋出后,某時刻t小球的速度v=v0-gt,故小球的動能Ek=mv2=m(v0-gt)2,結(jié)合數(shù)學(xué)知識知,選項A正確. 答案:A 9. (多選)某質(zhì)點由靜止開始豎直向上運動,在3 s其加速度與時間(a-t)圖象如圖所示,取豎直向上為正方向,重力加速度g=10 m/s2,則下列說法正確的是( ) A.質(zhì)點在第1 s內(nèi)速度變化10 m/s B.質(zhì)點在第2 s內(nèi)處于失重狀態(tài) C.質(zhì)點在第3 s末的速度大小為36 m/s D.質(zhì)點在第1 s內(nèi)合外力做的功小于在第2 s內(nèi)合外力做的功 解析:圖象與時間軸圍成的面積表示速度的變化量,因此第1 s內(nèi)速度的變化Δv1=101 m/s=10 m/s,故A正確;第2 s內(nèi)質(zhì)點的加速度豎直向上,處于超重狀態(tài),故B錯誤;由于質(zhì)點的初速度為零,所以3 s末的速度等于質(zhì)點3 s內(nèi)速度的變化量,即v=Δv=(101+71+121) m/s=29 m/s,故C錯誤;質(zhì)點在第1 s末的速度為v1=10 m/s,在第2 s末的速度為v2=Δv2=(101+71)m/s=17 m/s,由動能定理得W合1=mv-0=50m J,W合2=mv-mv=94.5m J,所以質(zhì)點在第1 s內(nèi)合外力做的功小于第2 s內(nèi)合外力做的功,故D正確. 答案:AD 10.如圖所示,AB是長為L=1.2 m、傾角為53 的斜面,其上端與一段光滑的圓弧BC相切于B點.C是圓弧的最高點,圓弧的半徑為R,A、C兩點與圓弧的圓心O在同一豎直線上.物體受到與斜面平行的恒力作用,從A點開始沿斜面向上運動,到達B點時撤去該力,物體將沿圓弧運動,通過C點后落回到水平地面上.已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,恒力F=28 N,物體可看成質(zhì)點且m=1 kg.重力加速度g=10 m/s2,sin53=0.8,cos53=0.6,求: (1)物體通過C點時對軌道的壓力大?。?結(jié)果保留一位小數(shù)) (2)物體在水平地面上的落點到A點的距離. 解析:(1)根據(jù)題圖,由幾何知識得,OA的高度H==1.5 m 圓軌道半徑R==0.9 m 物體從A到C的過程,由動能定理得:L(F-μmgcos53)-mg(H+R)=mv2 解得:v=2 m/s 物體在C點,由牛頓第二定律得:FN+mg=m 由牛頓第三定律得物體通過C點時對軌道的壓力大小F′N=FN=3.3 N (2)物體離開C點后做平拋運動 在豎直方向:H+R=gt2 在水平方向:x=vt 解得:x=2.4 m 答案:(1)3.3 N (2)2.4 m 11.[2019領(lǐng)航高考沖刺卷]冬奧會上自由式滑雪是一項極具觀賞性的運動.其場地由助滑坡AB(高度差為10 m)、過渡區(qū)BDE(兩段半徑不同的圓弧平滑連接而成,其中DE半徑為3 m、對應(yīng)的圓心角為60)和跳臺EF(高度可調(diào),取h=4 m)等組成,如圖所示.質(zhì)量60 kg的運動員由A點靜止出發(fā),沿軌道運動到F處飛出.運動員飛出的速度須在54 km/h到68 km/h之間才能在空中完成規(guī)定動作.設(shè)運動員借助滑雪桿僅在AB段做功,不計摩擦和空氣阻力,g取10 m/s2.則 (1)為能完成空中動作,則該運動員在AB過程中至少做多少功? (2)為能完成空中動作,在過渡區(qū)最低點D處,求該運動員受到的最小支持力; (3)若將該運動員在AB段和EF段視為勻變速運動,且兩段運動時間之比為tABtEF=31,已知AB=2EF,則運動員在這兩段運動的加速度之比為多少? 解析:(1)由動能定理得mghAF+W人=mv W人=mv-mghAF=3 150 J (2)從D點到F點,根據(jù)動能定理有 -mg[h+R(1-cos60)]=mv-mv 其中vF取為最小 vF=54 km/h=15 m/s 在D點:FN-mg=m 解得運動員在D點承受的最小支持力; FN=mg+m=7 300 N (3)兩段運動的平均速度之比1:2=:=2:3 設(shè)滑到B點速度為v1,則滑到E點速度也為v1,又設(shè)滑到F點速度為v2. 則由AB=,EF=,得:v1=2v2 由a1=,a2= 得:a1:a2=2:3. 答案:(1)3 150 J (2)7 300 N (3)2:3- 1.請仔細閱讀文檔,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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