2021届（人教版）新高三高考物理一轮复习同步练习卷：动能定理及其应用

1、动能定理及其应用1.如图为用高速摄影机拍摄到的子弹击穿苹果的照片。测得子弹击穿苹果前、后的速度分别为100 m/s和60 m/s,已知子弹的质量为40 g,则子弹击穿苹果前后动能减小了( )A.32 JB.128 J C.3.2×104 J D.1.28×105 J2.在粗糙水平面上运动的物体,从A点开始受水平恒力F作用直线运动到B点。已知物体在A,B两点的速度大小相等,则在此过程中( )A.物体一定做匀速直线运动B.F的方向始终与摩擦力方向相反C.F可能对物体先做负功,后做正功D.F对物体所做的总功为零3.如图甲所示,静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F作用

2、下,沿x轴方向运动,拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示,图线为半圆。则小物块运动到x0处时F所做的总功为( )A.0B.Fmx0 C.Fmx0 D.4.从地面竖直向上抛出一只小球,小球运动一段时间后落回地面。忽略空气阻力,该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是( )5.一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处。物块初动能为Ek0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能Ek与位移x关系的图线是( )6.有两条滑雪道平行建造,左侧相同而右侧有差异,一个滑道的右侧水平,另一个的右侧是斜坡。某滑雪者保持一定姿势坐在雪橇上从h1高处的A点由静止开始沿倾角为的雪道下滑,最后停在与A

3、点水平距离为s的水平雪道上。接着改用另一个滑雪道,还从与A点等高的位置由静止开始下滑,结果能冲上另一个倾角为的雪道上h2高处的E点停下。若动摩擦因数处处相同,且不考虑雪橇在路径转折处的能量损失,则( )A.动摩擦因数为tan B.动摩擦因数为C.倾角一定大于D.倾角可以大于7.如图所示人用手托着质量为m的苹果,从静止开始沿水平方向运动,前进距离l后,速度为v(苹果与手始终相对静止),苹果与手掌之间的动摩擦因数为,则下列说法正确的是( )A.手对苹果的作用力方向竖直向上B.苹果所受摩擦力大小为mgC.手对苹果做的功为mv2D.苹果对手不做功8.如图所示,质量为m的滑块从h高处的a点沿圆弧轨道ab

4、滑入水平轨道bc,滑块与轨道的动摩擦因数相同,滑块在a,c两点时的速度大小均为v,ab弧长与bc长度相等,空气阻力不计,则滑块从a到c的运动过程中( )A.滑块的动能始终保持不变B.滑块在bc过程克服摩擦力做的功一定等于mghC.滑块经b点时的速度小于D.滑块经b点时的速度等于9.一个质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F的作用下,从平衡位置P缓慢地移动到Q点,如图所示,则力F所做的功为( )A.mglcos B.Flsin C.mgl(1-cos )D.Fl(1-cos )10.在平直的公路上,汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达到vmax后,立即关闭发动机直至静止,其vt

5、图象如图所示。设汽车的牵引力为F,摩擦力为Ff,全程中牵引力做功为W1,克服摩擦力做功为W2,则( )A.FFf=13B.W1W2=11C.FFf=31D.W1W2=1311.一篮球运动员在某次投篮中将球由静止快速出手,篮球不碰篮筐直接入网,已知出手时篮球距地面高度为h1,出手过程中手对篮球做功为W,篮筐距地面高度为h2,篮球质量为m。不计空气阻力,篮球可看成质点,则篮球( )A.出手时的速度为B.进筐时的动能为W+mgh1-mgh2C.从静止到进筐的过程中,机械能的增量为W+mgh2-mgh1D.从出手到进筐的过程中,运动总时间为12.如图甲所示,上表面水平的圆盘固定在水平地面上,一小物块从

6、圆盘边缘上的P点以大小相同的初速度在圆盘上沿与直径PQ成不同夹角开始滑动,小物块运动到圆盘另一边缘时的速度大小为v,则v2cos 图象应为图乙中的( )13. (多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。在从A到B的过程中,物块( )A.加速度先减小后增大B.经过O点时的速度最大C.所受弹簧弹力始终做正功D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功14.(多选)如图所示,三个质量相等的小球A,B,C从图中所示的位置以相同的速度v0水平向左抛出,最终都能到达坐标原点O,不计空气阻力,x轴沿水

7、平地面,则可以判断A,B,C三个小球( )A.初始时刻纵坐标之比为123B.在空中运动的时间之比为135C.从抛出至到达O点过程中,动能的增加量之比为149D.到达O点时,重力的瞬时功率之比为12315.为登月探测月球,上海航天研制了“月球车”。某探究性学习小组对“月球车”的性能进行研究,他们让“月球车”在水平地面上由静止开始运动,并将“月球车”运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的vt图象,已知0t1段为过原点的倾斜直线;t110 s内“月球车”牵引力的功率保持不变,且P=1.2 kW,710 s段为平行于横轴的直线;在10 s末停止遥控,让“月球车”自由滑行,“月球车”质量m=1

8、00 kg,整个过程中“月球车”受到的阻力f大小不变。(1)求“月球车”所受阻力f的大小和“月球车”匀速运动时的速度大小;(2)求“月球车”在加速运动过程中的总位移s;(3)求013 s内牵引力所做的总功;(4)画出“月球车”整个运动过程中牵引力的功率随时间变化的图象。16.在学校组织的趣味运动会上,某科技小组为大家提供了一个寓学于乐的游戏。如图所示,将一质量为0.1 kg的小滑块(可视为质点)放在O点,用弹簧装置将其弹出,使其沿着光滑的半圆形轨道OA和AB运动,BC段为一段长为L=2.0 m的粗糙水平面,DEFG为矩形盒子(盒子边缘的高度忽略不计)。圆弧OA和AB的半径分别为r=0.2 m,

9、R=0.4 m,滑块与BC段的动摩擦因数为=0.4,C点离盒子的高度为h=0.8 m,水平距离为x=0.6 m,盒子的长度EF为1 m。(1)要使小滑块恰好不脱离圆弧轨道,在B位置小滑块受到半圆轨道的支持力是多少?(2)在满足第(1)问的情况下,小滑块能否落入盒子?若能,则落入盒子时距左边缘DE的距离是多少?(3)为了不让小滑块飞出盒子,滑块被弹射离开弹簧时的最大初速度。动能定理及其应用1.如图为用高速摄影机拍摄到的子弹击穿苹果的照片。测得子弹击穿苹果前、后的速度分别为100 m/s和60 m/s,已知子弹的质量为40 g,则子弹击穿苹果前后动能减小了(B)A.32 JB.128 J C.3.

10、2×104 J D.1.28×105 J2.在粗糙水平面上运动的物体,从A点开始受水平恒力F作用直线运动到B点。已知物体在A,B两点的速度大小相等,则在此过程中(C)A.物体一定做匀速直线运动B.F的方向始终与摩擦力方向相反C.F可能对物体先做负功,后做正功D.F对物体所做的总功为零3.如图甲所示,静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F作用下,沿x轴方向运动,拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示,图线为半圆。则小物块运动到x0处时F所做的总功为(C)A.0B.Fmx0 C.Fmx0 D.4.从地面竖直向上抛出一只小球,小球运动一段时间后落回地面。忽略空

11、气阻力,该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是(A)5.一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处。物块初动能为Ek0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能Ek与位移x关系的图线是(C)6.有两条滑雪道平行建造,左侧相同而右侧有差异,一个滑道的右侧水平,另一个的右侧是斜坡。某滑雪者保持一定姿势坐在雪橇上从h1高处的A点由静止开始沿倾角为的雪道下滑,最后停在与A点水平距离为s的水平雪道上。接着改用另一个滑雪道,还从与A点等高的位置由静止开始下滑,结果能冲上另一个倾角为的雪道上h2高处的E点停下。若动摩擦因数处处相同,且不考虑雪橇在路径转折处的能量损失,则(B)A.动摩擦因数为tan

12、B.动摩擦因数为C.倾角一定大于D.倾角可以大于7.如图所示人用手托着质量为m的苹果,从静止开始沿水平方向运动,前进距离l后,速度为v(苹果与手始终相对静止),苹果与手掌之间的动摩擦因数为,则下列说法正确的是(C)A.手对苹果的作用力方向竖直向上B.苹果所受摩擦力大小为mgC.手对苹果做的功为mv2D.苹果对手不做功8.如图所示,质量为m的滑块从h高处的a点沿圆弧轨道ab滑入水平轨道bc,滑块与轨道的动摩擦因数相同,滑块在a,c两点时的速度大小均为v,ab弧长与bc长度相等,空气阻力不计,则滑块从a到c的运动过程中(C)A.滑块的动能始终保持不变B.滑块在bc过程克服摩擦力做的功一定等于mgh

13、C.滑块经b点时的速度小于D.滑块经b点时的速度等于9.一个质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F的作用下,从平衡位置P缓慢地移动到Q点,如图所示,则力F所做的功为(C)A.mglcos B.Flsin C.mgl(1-cos )D.Fl(1-cos )10.在平直的公路上,汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达到vmax后,立即关闭发动机直至静止,其vt图象如图所示。设汽车的牵引力为F,摩擦力为Ff,全程中牵引力做功为W1,克服摩擦力做功为W2,则(B)A.FFf=13B.W1W2=11C.FFf=31D.W1W2=1311.一篮球运动员在某次投篮中将球由静止快速出手,篮球不

14、碰篮筐直接入网,已知出手时篮球距地面高度为h1,出手过程中手对篮球做功为W,篮筐距地面高度为h2,篮球质量为m。不计空气阻力,篮球可看成质点,则篮球(B)A.出手时的速度为B.进筐时的动能为W+mgh1-mgh2C.从静止到进筐的过程中,机械能的增量为W+mgh2-mgh1D.从出手到进筐的过程中,运动总时间为12.如图甲所示,上表面水平的圆盘固定在水平地面上,一小物块从圆盘边缘上的P点以大小相同的初速度在圆盘上沿与直径PQ成不同夹角开始滑动,小物块运动到圆盘另一边缘时的速度大小为v,则v2cos 图象应为图乙中的(A)13. (多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧

15、在原长时物块的位置。物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。在从A到B的过程中,物块(AD)A.加速度先减小后增大B.经过O点时的速度最大C.所受弹簧弹力始终做正功D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功14.(多选)如图所示,三个质量相等的小球A,B,C从图中所示的位置以相同的速度v0水平向左抛出,最终都能到达坐标原点O,不计空气阻力,x轴沿水平地面,则可以判断A,B,C三个小球(D)A.初始时刻纵坐标之比为123B.在空中运动的时间之比为135C.从抛出至到达O点过程中,动能的增加量之比为149D.到达O点时,重力的瞬时功率之比为12315.为登月探测月球,上海

16、航天研制了“月球车”。某探究性学习小组对“月球车”的性能进行研究,他们让“月球车”在水平地面上由静止开始运动,并将“月球车”运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的vt图象,已知0t1段为过原点的倾斜直线;t110 s内“月球车”牵引力的功率保持不变,且P=1.2 kW,710 s段为平行于横轴的直线;在10 s末停止遥控,让“月球车”自由滑行,“月球车”质量m=100 kg,整个过程中“月球车”受到的阻力f大小不变。(1)求“月球车”所受阻力f的大小和“月球车”匀速运动时的速度大小;(2)求“月球车”在加速运动过程中的总位移s;(3)求013 s内牵引力所做的总功;(4)画出“月球车

17、”整个运动过程中牵引力的功率随时间变化的图象。答案:(1)在10 s末撤去牵引力后,“月球车”只在阻力f作用下做匀减速运动,由图象可得a=由牛顿第二定律得,其阻力f=ma710 s内“月球车”匀速运动,设牵引力为F,则F=f由P=Fv1可得“月球车”匀速运动时的速度v1=联立解得v1=6 m/s,a=2 m/s2,f=200 N。(2)“月球车”的加速运动过程可以分为0t1时间内的匀加速运动和t17 s时间内的变加速运动两个阶段,t1时功率为P=1.2 kW,速度为v2=3 m/s。由P=F1v2可得此时牵引力为F1=400 N由牛顿第二定律:F1-f=ma1,解得0t1时间内的加速度大小为a

18、1=2 m/s2匀加速运动的时间t1=1.5 s匀加速运动的位移s1=a1=2.25 m在07 s内由动能定理可得F1s1+P(t-t1)-fs=m,代入数据解得“月球车”在加速运动过程中的总位移s=28.5 m。(3)在01.5 s内,牵引力做功W1=F1s1=400×2.25 J=900 J,在1.510 s内,牵引力做功W2=Pt=1 200×(10-1.5)J=10 200 J10 s后,停止遥控,牵引力做功为零所以013 s内牵引力所做的总功W=W1+W2=11 100 J。(4)“月球车”在01.5 s内做匀加速直线运动,速度v=a1t(t 1.5 s),功率P=F1v=F1a1t(t1.5 s),1.510 s内“月球车”牵引力的功率保持不变,为P=1.2 kW,此后“月球车”牵引力的功率为0。所以“月球车”整个运动过程中牵引力的功率随时间变化的图象如图所示。16.在学校组织的趣味运动会上,某科技小组为大家提供了一个寓学于乐的游戏。如图所示,将一质量为0.1 kg的小滑块(可视为质点)放在O点,用弹簧装置将其弹出,使其沿着光