高考物理一轮复习 第5章 机械能 第2讲 动能定理及其应用课后限时训练 新人教版必修2.doc

动能定理及其应用一、选择题(本题共8小题，14题为单选，58题为多选)1(2017湖南省五市十校高三联考)如图所示，光滑的小圆弧轨道半径为r，光滑的大圆弧轨道半径为4r，小球质量为m(可视为质点)，小圆弧与大圆弧的圆心o1、o2在同一竖直线上，两圆弧的最低点重合，两圆弧轨道固定在同一竖直平面内。小球从大圆弧轨道上与o2等高处由静止释放，通过小圆弧轨道最高点时对轨道压力的大小为(b)a2mgb3mgc4mgd5mg解析小球从大圆弧轨道上与o2等高处由静止释放，通过小圆弧轨道最高点的过程中，小球的机械能守恒，设小球在小圆弧轨道最高点的速度为v，对小球运用机械能守恒定律，有mg2rmv2，得v2；在小圆弧轨道的最高点，设轨道对小球的弹力为n，对小球运用牛顿第二定律得nmgm，可以求出n3mg，根据牛顿第三定律得小球通过小圆弧轨道最高点时对轨道压力的大小也为3mg，故选项b正确。2(2016河南商丘模拟)如图所示，若物体与接触面之间的动摩擦因数处处相同，do是水平面，ab是斜面。初速度为10m/s的物体从d点出发沿路面dba恰好可以达到顶点a，如果斜面改为ac，再让该物体从d点出发沿dca恰好也能达到a点，则物体第二次运动具有的初速度(c)a可能大于12m/sb可能等于8m/sc一定等于10m/sd可能等于10m/s，具体数值与斜面的倾角有关解析物体从d点滑动到顶点a过程中，由动能定理，可得mgxoamgxdbmgcosxab0mv2，由几何关系cosxabxob，因而上式可以简化为mgxoamgxod0mv2；同理推得沿dca有mgxoamgxod0mv，解得v2v，c选项正确。3(2016东北育才学校一模)如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，mn是通过椭圆中心o点的水平线。已知一小球从m点出发，初速率为v0，沿管道mpn运动，到n点的速率为v1，所需时间为t1；若该小球仍由m点以初速率v0出发，而沿管道mqn运动，到n点的速率为v2，所需时间为t2。则(a)av1v2，t1t2bv1t2cv1v2，t1t2dv1v2，t1t2，故a正确。4(2016福建师大附中期中)将质量为m的物体在高空中以速率v水平向右抛出，由于风力作用，经过时间t后，物体下落一段高度，速率仍为v，方向与初速度相反，如图所示。在这一运动过程中不考虑空气阻力，下列关于风力做功的说法，正确的是(c)a风力对物体不做功b风力对物体做的功(绝对值)为c风力对物体做的功(绝对值)小于d由于风力方向未知，不能判断风力做功情况解析对物体从开始抛出到速度再次等于v的过程，由动能定理可知w风wgmv2mv20，可知|w风|wgmghmggt25m/s，则小球在轨道下部分做往复运动，一定不会离开轨道，故b正确。若初速度v08m/s，小球刚好脱离轨道时，轨道对小球的弹力为零，重力沿半径方向的分量提供向心力，设此时重力方向与半径方向的夹角为，则mgcosm，根据几何关系得cos。根据动能定理得mv2mvmg(rh)，解得v2m/s，h0.8m。所以离开圆轨道的位置离a点的距离为h0.8m2m2.8m，故c、d正确。二、非选择题9(2015山东理综)如图甲所示，物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l。开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值。现给小球施加一始终垂直于l段细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的1.25倍；再将小球由静止释放，当运动至最低位置时，传感装置的示数为初始值的0.6倍。不计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为g。求：(1)物块的质量；(2)从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服空气阻力所做的功。答案(1)3m(2)0.1mgl解析(1)设物块质量为m，开始时，设压力传感器读数f0，则f0mgmg；当小球被抬高60角时，则对小球根据力的平行四边形法则可得：tmgcos 60，此时对物块：1.25f0tmg；解得：m3m；f02mg。(2)当小球摆到最低点时，对物块：0.6f0t1mg；对小球：t1mgm。对小球摆到最低点的过程，根据动能定理可知：mgl(1cos 60)wfmv2，联立解得：wf0.1mgl。10(2016甘肃天水一中期中)一劲度系数k800n/m的轻质弹簧两端分别连接着质量均为12kg的物体a、b，将它们竖直静止放在水平面上，如图所示。现将一竖直向上的变力f作用在a上，使a开始向上做匀加速运动，经0.4s物体b刚要离开地面，g取10m/s2，试求这0.4s内力f所做的功。答案49.5j解析t0时，弹簧的压缩量为x1，则x10.15m，在t0.4s时，物体b刚要离开地面，弹簧对b的拉力恰好等于b的重力，设此时弹簧的伸长量为x2，则x20.15m，a向上匀加速运动过程，有x1x2at2，解得a3.75m/s2，0.4s末a的速度vat1.5m/s，在a上升的过程中，弹簧由压缩0.15m的状态变为伸长0.15m，弹力所做功的代数和为零，由动能定理有wfmg(x1x2)mv2，解得力f所做的功wf49.5j。11(2016河南中原名校第三次联考)如图所示，在竖直平面内有xoy坐标系，长为l的不可伸长的细绳，一端固定在a点，a点的坐标为(0，)，另一端系一质量为m的小球。现在x坐标轴上(x0)固定一个小钉，拉小球使细绳绷直并呈水平位置，再将小球从静止释放，当细绳碰到钉子以后，小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动。(1)当钉子在xl的p点时，小球经过最低点时细绳恰好不被拉断，求细绳能承受的最大拉力；(2)为使小球释放后能绕钉子在竖直平面内做圆周运动，而细绳又不被拉断，求钉子所在位置的范围。答案(1)7mg(2)lxl解析(1)当钉子在xl的p点时，小球绕钉子转动的半径r1l，小球由静止到最低点的过程中，由