2019版高考物理第6章机械能及其守恒定律23动能定理及其应用能力训练.docx

23 动能定理及其应用1(2017广东六校联考)北京获得2022年冬奥会举办权，冰壶是冬奥会的比赛项目。将一个冰壶以一定初速度推出后将运动一段距离停下来。换一个材料相同、质量更大的冰壶，以相同的初速度推出后，冰壶运动的距离将()A不变 B变小C变大 D无法判断答案A解析冰壶在冰面上以一定初速度被推出后，在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动，根据动能定理有mgs0mv2，得s ，两个冰壶的初速度相等，材料相同，故运动的位移大小相等，A正确。2(多选)光滑水平面上静止的物体，受到一个水平拉力F作用开始运动，拉力随时间变化如图所示，用Ek、v、x、P分别表示物体的动能、速度、位移和水平拉力的功率，下列四个图象中分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况，正确的是()答案BD解析由动能定理，FxFat2Ek，图象A错误；在水平拉力F作用下，做匀加速直线运动，vat，图象B正确；其位移xat2，图象C错误；水平拉力的功率PFvFat，图象D正确。3(2017青岛模拟)如图所示，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，以大小恒定的初速度v0，在圆盘上沿与直径PQ成不同夹角的方向开始滑动，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()答案A解析设圆盘半径为r，小物块与圆盘间的动摩擦因数为，由动能定理可得，mg2rcosmv2mv，整理得v2v4grcos，可知v2与cos为线性关系，斜率为负，故A正确，B、C、D错误。4(2017江西模拟)(多选)质量为m的物块在水平恒力F的推动下，从山坡(粗糙)底部的A处由静止开始运动至高为h的坡顶B处。到达B处时物块的速度大小为v，A、B之间的水平距离为s，重力加速度为g。不计空气阻力，则物块运动过程中()A重力所做的功是mghB合外力对物块做的功是mv2C推力对物块做的功是mv2mghD阻力对物块做的功是mv2mghFs答案BD解析重力所做的功是WGmgh，A错误；根据动能定理，合外力对物块做的功是W合WFmghWfmv2，B正确；WFmghWfmv2，C错误；WFFsmghWfmv2，则Wfmghmv2Fs，D正确。5. (2017辽宁五校联考)(多选)在某一粗糙的水平面上，一质量为2 kg的物体在水平恒定拉力的作用下做匀速直线运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位移变化的关系图象。已知重力加速度g10 m/s2。根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有()A物体与水平面间的动摩擦因数B合外力对物体所做的功C物体做匀速运动时的速度D物体运动的时间答案ABC解析物体做匀速直线运动时，拉力F与滑动摩擦力f相等，物体与水平面间的动摩擦因数为0.35，A正确；减速过程由动能定理得WFWf0mv2，根据Fs图象中图线与坐标轴围成的面积可以估算力F做的功WF，而Wfmgs，由此可求得合外力对物体所做的功，及物体做匀速运动时的速度v，B、C正确；因为减速过程物体做变加速直线运动，所以运动时间无法求出，D错误。6(多选)质量为1 kg的物体静止在水平粗糙的地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示，外力F和物体克服摩擦力Ff做的功W与物体位移x的关系如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2。下列分析正确的是()A物体与地面之间的动摩擦因数为0.2B物体运动的位移为13 mC物体在前3 m运动过程中的加速度为3 m/s2Dx9 m时，物体的速度为3 m/s答案ACD解析由WfFfx对应图乙可知，物体与地面之间的滑动摩擦力Ff2 N，由Ffmg可得0.2，A正确；由WFFx对应图乙可知，前3 m内，拉力F15 N,39 m内拉力F22 N，物体在前3 m内的加速度a13 m/s2，C正确；由动能定理得WFFfxmv2解得：当x9 m时，物体的速度为v3 m/s，D正确；物体的最大位移xm m13.5 m，B错误。7(2017甘肃模拟)如图甲所示，一质量为4 kg的物体静止在水平地面上，让物体在随位移均匀减小的水平推力F作用下开始运动，推力F随位移x变化的关系如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数0.5，取g10 m/s2，则下列说法正确的是()A物体先做加速运动，推力撤去时开始做减速运动B物体在水平地面上运动的最大位移是10 mC物体运动的最大速度为2 m/sD物体在运动中的加速度先变小后不变答案B解析当推力小于摩擦力时物体就开始做减速运动，A错误；由题图乙中图线与x轴所围面积表示推力对物体做的功得，推力做的功W4100 J200 J，根据动能定理有Wmgxm0，得xm10 m，B正确；当推力与摩擦力平衡时，加速度为零，速度最大，由题图乙得F10025x(N)，当Fmg20 N时x3.2 m，由动能定理得：xmgxmv，且 N60 N，解得物体运动的最大速度vm8 m/s，C错误；物体运动中当推力由100 N减小到20 N的过程中，加速度逐渐减小，当推力由20 N减小到0的过程中，加速度又反向增大，此后加速度不变，D错误。8如图甲所示，一半径R1 m、圆心角等于143的竖直圆弧形光滑轨道，与斜面相切于B点，圆弧形轨道的最高点为M，斜面倾角37，t0时刻有一物块沿斜面上滑，其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示，若物块恰能到达M点，取g10 m/s2，sin370.6，cos370.8，求：(1)物块经过M点的速度大小；(2)物块经过B点的速度大小；(3)物块与斜面间的动摩擦因数。答案(1) m/s(2) m/s(3)0.5解析(1)物块恰能到达M点，则有mgm解得vM m/s。(2)物块从B点运动到M点的过程中，由动能定理得mgR(1cos37)mvmv解得vB m/s。(3)由题图乙可知，物块在斜面上运动时，加速度大小为a10 m/s2，方向沿斜面向下，由牛顿第二定律得mgsin37mgcos37ma解得0.5。9(2016四川高考)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900 J，他克服阻力做功100 J。韩晓鹏在此过程中()A动能增加了1900 J B动能增加了2000 JC重力势能减小了1900 J D重力势能减小了2000 J答案C解析根据动能定理W合Ek可知，韩晓鹏在此过程中动能增加了Ek1900 J100 J1800 J，A、B错误；重力做正功，重力势能减小了1900 J，C正确、D错误。10(2016全国卷)(多选)如图所示，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则()Aa BaCN DN答案AC解析质点P下滑到最低点的过程中，由动能定理得mgRWmv2，则速度v ，在最低点的向心加速度a，A正确、B错误；在最低点时，由牛顿第二定律得Nmgma，N，C正确、D错误。11(2017安徽安庆联考)(多选)如图所示，光滑水平平台上有一个质量为m的物块，站在地面上的人用跨过定滑轮的绳子向右拉动物块，不计绳和滑轮的质量及滑轮的摩擦，且平台边缘离人手作用点的竖直高度始终为h。当人以速度v从平台的边缘处向右匀速前进位移x时，则()A在该过程中，物块做加速运动B在该过程中，人对物块做的功为C在该过程中，人对物块做的功为mv2D人前进x时，物块的运动速率为答案ABD解析将人的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，沿绳子方向上的分速度等于物块的速度，如图所示，物块的速度等于vcos，故随着夹角的减小，物块的速度增大，即物块做加速运动，A正确；当人从平台的边缘处向右匀速前进x时，物块的速度大小为vvcosv，D正确；根据动能定理得人对物块做的功为Wmv2，B正确、C错误。12(2017洛阳检测)(多选)如图所示，在倾角为的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为M的平板A连接，一个质量为m的物体B靠在平板的右侧，A、B与斜面的动摩擦因数均为。开始时用手按住物体B使弹簧处于压缩状态，现放手，使A和B一起沿斜面向上运动距离L时，A和B达到最大速度v。则以下说法正确的是()AA和B达到最大速度v时，弹簧是自然长度B若运动过程中A和B能够分离，则A和B恰好分离时，二者加速度大小均为g(sincos)C从释放到A和B达到最大速度v的过程中，弹簧对A所做的功等于Mv2MgLsinMgLcosD从释放到A和B达到最大速度v的过程中，B受到的合力对它做的功等于mv2答案BD解析A和B达到最大速度v时，A和B的加速度为零。对A、B整体：由平衡条件知kx(mM)gsin(mM)gcos，所以此时弹簧处于压缩状态，A错误；A和B恰好分离时，A、B间的弹力为0，A、B的加速度相同，对B受力分析，由牛顿第二定律知，mgsinmgcosma，得agsingcos，B正确；从释放到A和B达到最大速度v的过程中，对A、B整体，根据动能定理得W弹(mM)gLsin(mM)gcosL(mM)v2，所以弹簧对A所做的功W弹(mM)v2(mM)gLsin(mM)gcosL，C错误；从释放到A和B达到最大速度v的过程中，对于B，根据动能定理得B受到的合力对它做的功W合Ekmv2，D正确。13(2016天津高考)我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示，质量m60 kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a3.6 m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度vB24 m/s，A与B的竖直高度差H48 m。为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧。助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h5 m，运动员在B、C间运动时阻力做功W1530 J，取g10 m/s2。(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小；(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大。答案(1)144 N(2)12.5 m解析(1)运动员在AB段做初速度为零的匀加速运动，设AB的长度为x，则有v2ax由牛顿第二定律有mgFfma联立式，代入数据解得Ff144 N。(2)设运动员到达C点时的速度为vC，在由B到达C的过程中，由动能定理有mghWmvmv设运动员在C点所受的支持力为FN，由牛顿第二定律有FNmgm由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，联立式，代入数据解得R12.5 m。14(2014福建高考)如图所示为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切。点A距水面的高度为H，圆弧轨道BC的半径为R，圆心O恰在水面。一质量为m的游客(视为质点)可从轨道AB的任意位置滑下，不计空气阻力。(1)若游客从A点由静止开始滑下，到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点，OD2R，求游客滑到B点时的速度vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功Wf；(2)某游客从AB段某处滑下，恰好停在B点，又因受到微小扰动