2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 課時(shí)規(guī)范練16 動(dòng)能定理及其應(yīng)用 新人教版.doc

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課時(shí)規(guī)范練16　動(dòng)能定理及其應(yīng)用 基礎(chǔ)鞏固組 1.(動(dòng)能)(2017吉林汪清縣月考)下列有關(guān)動(dòng)能的說法正確的是 (　　) A.物體只有做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能才不變 B.物體的動(dòng)能變化時(shí),速度不一定變化 C.物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),水平速度不變,動(dòng)能不變 D.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),物體的動(dòng)能增加 答案D 解析物體只要速率不變,動(dòng)能就不變,A錯(cuò)誤;物體的動(dòng)能變化時(shí),速度的大小一定變化,B錯(cuò)誤;物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),速率增大動(dòng)能就會(huì)增大,C錯(cuò)誤;物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),其速率增大,物體的動(dòng)能增加,D正確。 2.(多選)(動(dòng)能定理)(2017山師大附中模擬)質(zhì)量不等,但有相同動(dòng)能的兩個(gè)物體,在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的水平地面上滑行,直至停止,則(　　) A.質(zhì)量大的物體滑行的距離大 B.質(zhì)量小的物體滑行的距離大 C.它們滑行的距離一樣大 D.它們克服摩擦力所做的功一樣多 答案BD 解析根據(jù)動(dòng)能定理-μmgs=0-Ek0,所以質(zhì)量小的物體滑行的距離大,并且它們克服摩擦力所做的功在數(shù)值上都等于初動(dòng)能的大小。B、D正確,A、C錯(cuò)誤。 3.(多過程問題)如圖所示,相同材料制成的滑道ABC,其中AB段為曲面,BC段為水平面。現(xiàn)有質(zhì)量為m的木塊,從距離水平面h高處的A點(diǎn)由靜止釋放,滑到B點(diǎn)過程中克服摩擦力做功為13mgh;木塊通過B點(diǎn)后繼續(xù)滑行2h距離后,在C點(diǎn)停下來,則木塊與曲面間的動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)為(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.13 B.23 C.16 D.112 答案A 解析物體從A點(diǎn)到C點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理mgh-13mgh-μmg2h=0,解得μ=13,因?yàn)榍婧退杰壍朗峭N材料,所以木塊與曲面間的動(dòng)摩擦因數(shù)也為13,選項(xiàng)A正確。 4.(多過程問題)(2017河南模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的小球,從離地面H高處從靜止開始釋放,落到地面后繼續(xù)陷入泥中h深度而停止,設(shè)小球受到空氣阻力為Ff,重力加速度為g,則下列說法正確的是(　　) A.小球落地時(shí)動(dòng)能等于mgH B.小球陷入泥中的過程中克服泥土的阻力所做的功小于剛落到地面時(shí)的動(dòng)能 C.整個(gè)過程中小球克服阻力做的功等于mg(H+h) D.小球在泥土中受到的平均阻力為mg1+Hh?導(dǎo)學(xué)號(hào)06400307? 答案C 解析小球從靜止開始釋放到落到地面的過程,由動(dòng)能定理得mgH-FfH=12mv02,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;設(shè)泥土的平均阻力為Ff0,小球陷入泥中的過程,由動(dòng)能定理得mgh-Ff0h=0-12mv02,解得Ff0h=mgh+12mv02,Ff0=mg1+Hh-FfHh,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;全過程應(yīng)用動(dòng)能定理可知,整個(gè)過程中小球克服阻力做的功等于mg(H+h),選項(xiàng)C正確。 5.(動(dòng)能定理的圖象問題)物體在恒定阻力作用下,以某初速度在水平面上沿直線滑行直到停止。以a、Ek、s和t分別表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小、動(dòng)能、位移的大小和運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,則以下各圖象中,能正確反映這一過程的是(　　) 答案C 解析物體在恒定阻力作用下運(yùn)動(dòng),其加速度隨時(shí)間不變,隨位移不變,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理,-Ffs=Ek-Ek0,解得Ek=Ek0-Ffs,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。 6.(多選)(動(dòng)能定理的圖象問題)用起重機(jī)提升貨物,貨物上升過程中的v-t圖象如圖所示,在3~5 s內(nèi),重力對(duì)貨物做的功為W1、繩索拉力對(duì)貨物做的功為W2、貨物所受合力做的功為W3,則(　　) A.W1>0 B.W2<0 C.W2>0 D.W3<0 答案CD 解析分析題圖可知,貨物一直向上運(yùn)動(dòng),根據(jù)功的定義式可得,重力做負(fù)功,拉力做正功,即W1<0,W2>0,A、B錯(cuò)誤,C正確;根據(jù)動(dòng)能定理可知,合力做的功W3=0-12mv2,v=2 m/s,即W3<0,D正確。 7.(變力做功)(2017吉林三校聯(lián)考)如圖所示,豎直平面內(nèi)放一直角桿MON,OM水平,ON豎直且光滑,用不可伸長的輕繩相連的兩小球A和B分別套在OM和ON桿上,B球的質(zhì)量為2 kg,在作用于A球的水平力F的作用下,A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)OA=0.3 m,OB=0.4 m,改變水平力F的大小,使A球向右加速運(yùn)動(dòng),已知A球向右運(yùn)動(dòng)0.1 m時(shí)速度大小為3 m/s,則在此過程中繩的拉力對(duì)B球所做的功為(g取10 m/s2)(　　) A.11 J B.16 J C.18 J D.9 J?導(dǎo)學(xué)號(hào)06400308? 答案C 解析A球向右運(yùn)動(dòng)0.1 m時(shí),vA=3 m/s,OA=0.4 m,OB=0.3 m,設(shè)此時(shí)∠BAO=α,則有tan α=34。vAcos α=vBsin α,解得vB=4 m/s。此過程中B球上升高度h=0.1 m,由動(dòng)能定理,W-mgh=12mvB2,解得繩的拉力對(duì)B球所做的功為W=mgh+12mvB2=2100.1 J+12242 J=18 J,選項(xiàng)C正確。 8.(變力做功)(2017重慶巴蜀中學(xué)一模)如圖所示,水平平臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量m=50 kg的物塊,站在水平地面上的人用跨過定滑輪的細(xì)繩向右拉動(dòng)物塊,細(xì)繩不可伸長。不計(jì)滑輪的大小、質(zhì)量和摩擦。在人以速度v從平臺(tái)邊緣正下方勻速向右前進(jìn)x的過程中,始終保持桌面和手的豎直高度差h不變。已知物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,v=0.5 m/s,x=4 m,h=3 m,g取10 m/s2。求人克服細(xì)繩的拉力做的功。 答案504 J 解析設(shè)人發(fā)生x的位移時(shí),繩與水平方向的夾角為θ,由運(yùn)動(dòng)的分解可得,物塊的速度v1=vcos θ, 由幾何關(guān)系得cos θ=xh2+x2, 在此過程中,物塊的位移s=h2+x2-h=2 m, 物塊克服摩擦力做的功Wf=μmgs, 對(duì)物塊,由動(dòng)能定理得WT-Wf=12mv12, 所以人克服細(xì)繩的拉力做的功WT=mv2x22(h2+x2)+μmgs=504 J。 能力提升組 9.(2017山東濟(jì)南模擬)光滑斜面上有一個(gè)小球自高為h的A處由靜止開始滾下,到達(dá)光滑的水平面上的B點(diǎn)時(shí)速率為v0。光滑水平面上每隔相等的距離設(shè)置了一個(gè)與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直的阻擋條,如圖所示,小球越過n條阻擋條后停下來。若讓小球從2h高處以初速度v0滾下,則小球能越過阻擋條的條數(shù)為(設(shè)小球每次越過阻擋條時(shí)損失的動(dòng)能相等)(　　) A.n B.2n C.3n D.4n 答案C 解析設(shè)每條阻擋條對(duì)小球做的功為W,小球自高為h的A處由靜止開始滾下到B處,由動(dòng)能定理有mgh=12mv02,當(dāng)小球在水平面上滾動(dòng)時(shí),由動(dòng)能定理有-nW=0-12mv02;讓小球從2h高處以初速度v0滾下到停止,由動(dòng)能定理有mg2h-nW=0-12mv02,三式聯(lián)立解得n=3n,所以選項(xiàng)C正確。 10.(多選)某人通過滑輪將質(zhì)量為m的物體,沿粗糙的斜面從靜止開始勻加速地由底端拉到斜面頂端,物體上升的高度為h,到達(dá)斜面頂端時(shí)的速度為v,如圖所示。則在此過程中(　　) A.物體所受的合外力做的功為mgh+12mv2 B.物體所受的合外力做的功為12mv2 C.人對(duì)物體做的功為mgh D.人對(duì)物體做的功大于mgh ?導(dǎo)學(xué)號(hào)06400309? 答案BD 解析物體沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理W合=WF-Wf-mgh=12mv2,其中Wf為物體克服摩擦力做的功。人對(duì)物體做的功即是人對(duì)物體的拉力做的功,所以W人=WF=Wf+mgh+12mv2,A、C錯(cuò)誤,B、D正確。 11.(2018安徽合肥二中期中)如圖所示,質(zhì)量為m=0.1 kg的小球,用長l=0.4 m的細(xì)線與固定在圓心處的力傳感器相連,小球和傳感器的大小均忽略不計(jì)。當(dāng)在最低點(diǎn)A處給小球6 m/s的初速度時(shí),恰能運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)B,空氣阻力大小恒定。(g取10 m/s2)求: (1)小球在A處時(shí)傳感器的示數(shù); (2)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)過程中克服空氣阻力做的功; (3)小球在A點(diǎn)以不同的初速度v0開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)傳感器會(huì)顯示出相應(yīng)的讀數(shù)F,試通過計(jì)算在坐標(biāo)系中作出F-v02圖象。 答案(1)10 N　(2)0.8 J　(3)見解析 解析(1)在A點(diǎn),由F-mg=mvA2l得F=10 N,即小球在A處時(shí)傳感器的示數(shù)為10 N。 (2)由mg=mvB2l得vB=2 m/s 小球從A到B過程中,根據(jù)動(dòng)能定理Wf-2mgl=12mvB2-12mvA2 得到Wf=-0.8 J 所以克服空氣阻力做功0.8 J。 (3)小球從A到B過程中,根據(jù)動(dòng)能定理: Wf-2mgl=12mvB2-12mv02 小球在最高點(diǎn)F+mg=mvB2l 兩式聯(lián)立得:F=14v02-9(F單位為N,v02單位為m2s-2),圖象如圖所示。 12.(2017甘肅蘭州一中月考)如圖所示,AB是傾角θ=30的粗糙直軌道,BCD是光滑的圓弧軌道,AB恰好在B點(diǎn)與圓弧相切,圓弧的半徑為R,一個(gè)質(zhì)量為m的物體(可以看作質(zhì)點(diǎn))從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放,結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動(dòng)。已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高,物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。求: (1)物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中在AB軌道上通過的總路程; (2)最終當(dāng)物體通過圓弧軌道最低點(diǎn)E時(shí),對(duì)圓弧軌道的壓力; (3)為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)D,釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的距離L至少多大? 答案(1)Rμ　(2)(3-3)mg　(3)(3+3)R1-3μ 解析(1)對(duì)整體過程,由動(dòng)能定理得mgRcos θ-μmgcos θs=0, 所以物體在AB軌道上通過的總路程s=Rμ。 (2)最終物體以B(還有B關(guān)于OE的對(duì)稱點(diǎn))為最高點(diǎn),在圓弧底部做往復(fù)運(yùn)動(dòng),對(duì)B→E過程,由動(dòng)能定理得 mgR(1-cos θ)=12mvE2 ① 在E點(diǎn),由牛頓第二定律得FN-mg=mvE2R ② 聯(lián)立①②式得FN=(3-3)mg。 (3)物體剛好到D點(diǎn),由牛頓第二定律有mg=mvD2R ③ 對(duì)全過程由動(dòng)能定理得 mgLsin θ-μmgcos θL-mgR(1+cos θ)=12mvD2 ④ 聯(lián)立③④式得L=(3+3)R1-3μ。