高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律 配餐作业15 动能定理及其应用.doc

配餐作业(十五) 动能定理及其应用a组基础巩固题1两颗人造地球卫星，都能在圆形轨道上运行，它们的质量相等，轨道半径之比等于2，则它们的动能之比等于()a2b.c.d.解析地球引力提供向心力gm，则卫星的动能为ekmv2，所以，选c项。答案c2据海军论坛报道，我国02号新型航母将采用令世界震惊的飞机起飞方式电磁弹射起飞。原理相当于电磁炮的加速原理，强大的电磁力能使飞机在很短时间内由静止加速到v1，然后在发动机的推力作用下加速到起飞速度v2。假设电磁加速轨道水平且长为x，不计阻力，某舰载机的质量为m，电磁力恒定，则电磁力的平均功率是()a. b. c. d.解析以飞机为研究对象，由动能定理得fxmv，fv1，解得，故b项正确。答案b3(多选)如图是利用太阳能驱动的小车，若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离s，速度达到最大值vm，在这一过程中电动机的功率恒为p，小车所受阻力恒为f，那么这段时间内()a小车做匀加速运动b电动机所做的功为ptc电动机所做的功为mvd电动机所做的功为fsmv解析对小车由牛顿第二定律得fma，由于小车的速度逐渐增大，故小车加速度逐渐减小，小车做加速度逐渐减小的加速运动，a项错误；电动机对小车所做的功wpt，b项正确；对小车由动能定理得wfsmv，解得wfsmv，c项错误，d项正确。答案bd4(多选)在工厂的流水线上安装有足够长的水平传送带，用水平传送带传送工件，可以大大提高工作效率，如图所示，水平传送带以恒定的速率v运送质量为m的工件，工件以v0(v0v)的初速度从a位置滑上传送带，工件与传送带间的动摩擦因数为，已知重力加速度为g，则()a工件滑上传送带到与传送带相对静止所需时间为b因传送工件电动机多做的功为m(v2v)c传送带的摩擦力对工件所做的功为m(vv0)2d工件与传送带的相对位移为解析工件滑上传送带后先做匀加速运动，mgma，ag，相对滑动时间为t，a项正确；因传送工件电动机多做的功wmgvtmv(vv0)，b项错误；根据动能定理传送带对工件做功w1m(v2v)，c项错误；工件与传送带的相对位移xvtt，d项正确。答案ad5如图，一半径为r、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径poq水平。一质量为m的质点自p点上方高度r处由静止开始下落，恰好从p点进入轨道。质点滑到轨道最低点n时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小。用w表示质点从p点运动到n点的过程中克服摩擦力所做的功。则()awmgr，质点恰好可以到达q点bwmgr，质点不能到达q点cwmgr，质点到达q点后，继续上升一段距离dwmgr，质点到达q点后，继续上升一段距离解析根据动能定理得p点动能ekpmgr，经过n点时，由牛顿第二定律和向心力公式可得4mgmgm，所以n点动能为ekn，从p点到n点根据动能定理可得mgrwmgr，即克服摩擦力做功w。质点运动过程，半径方向的合力提供向心力即fnmgcosmam，根据左右对称，在同一高度处，由于摩擦力做功导致在右边圆形轨道中的速度变小，轨道弹力变小，滑动摩擦力ffn变小，所以摩擦力做功变小，那么从n到q，根据动能定理，q点动能ekqmgrwmgrw，由于w，所以q点速度仍然没有减小到0，会继续向上运动一段距离，对照选项，c项正确。答案c6质量为m的小球在竖直向上的拉力作用下从静止开始运动，其vt图象如图所示(竖直向上为正方向，de段为直线)，已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是()at3t4时间内，小球竖直向下做匀减速直线运动bt0t2时间内，合力对小球先做正功后做负功c0t2时间内，小球的平均速度一定为dt3t4时间内，拉力做的功为(v4v3)g(t4t3)解析t3t4时间内小球做竖直向上的匀减速直线运动，a项错误；t0t2时间内小球速度一直增大，合力对小球一直做正功，b项错误；0t3时间内小球的运动不是匀变速运动，不等于，c项错误；t3t4由动能定理得wfmghmvmv，且h(v4v3)(t4t3)，解得wf，d项正确。答案d7(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解析a和b达到最大速度v时，a和b的加速度为零。对ab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，故a项错误；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，故b项正确；从释放到a和b达到最大速度v的过程中，对ab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，故c项错误；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，故d项正确。答案bdb组能力提升题8如图所示，竖直平面内放一直角杆mon，om水平，on竖直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球a和b分别套在om和on杆上，b球的质量为2 kg，在作用于a球的水平力f的作用下，a、b两球均处于静止状态，此时oa0.3 m，ob0.4 m，改变水平力f的大小，使a球向右加速运动，已知a球向右运动0.1 m时速度大小为3 m/s，则在此过程中绳的拉力对b球所做的功为(g取10 m/s2)()a11 j b16 jc18 j d9 j解析a球向右运动0.1 m时，va3 m/s，oa0.4 m，ob0.3 m，设此时bao，则有tan。由运动的合成与分解可得vacosvbsin ，解得vb4 m/s。以b球为研究对象，此过程中b球上升高度h0.1 m，由动能定理，wmghmv，解得轻绳的拉力对b球所做的功为wmghmv2100.1 j242 j18 j，c项正确。答案c9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()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项正确，b、c、d项错误。答案a【解题技巧】本题考查数学在物理中的运用能力，解题的关键是根据匀变速直线运动规律找出v2与cos的函数关系式，再与图象对照即可轻松解决问题。 10. (2018三明a片区联盟期末考试)(多选)如图所示，物块a、b、c、d的质量都是m，并都可看作质点，四个物块用细线通过轻质滑轮连接。物块b与c、c与d、d与地面的距离都是l。现将物块a下方的细线剪断，若物块a距离滑轮足够远且不计一切阻力，则()aa上升的最大速度是 ba上升的最大速度是 ca上升的最大高度是da上升的最大高度是解析设物块d落地时速度为v1，在物块d落地过程中，对四个物块应用动能定理有3mglmgl4mv；在物块c落地过程中，对三个物块应用动能定理有2mglmgl3mv3mv，联立解得v2 ，a项正确，b项错误；之后物块b匀速下降直到落地，a匀速上升，至此a已上升了3l的高度；再往后物块a做竖直上抛运动，还可以上升h，a上升的最大高度hh3ll，c项错误，d项正确。答案ad11.如图所示，一可以看作质点的质量m2 kg的小球以初速度v0沿光滑的水平桌面飞出后，恰好从a点沿切线方向进入圆弧轨道，其中b为轨道的最低点，c为最高点且与水平桌面等高，圆弧ab对应的圆心角53，轨道半径r0.5 m。已知sin530.8，cos530.6，不计空气阻力，g取10 m/s2。求：(1)小球的初速度v0的大小。(2)若小球恰好能通过最高点c，求在圆弧轨道上摩擦力对小球做的功。解析(1)小球从桌面飞出到a点的过程中，做平抛运动，则由动能定理有mv2mvmg(rrcos)，cos，解得v03 m/s。(2)小球恰好能通过最高点c的临界条件是mgm ，而小球从桌面到c的过程中，重力做的功为0，由动能定理得wfmvmv；解得在圆弧轨道上摩擦力对小球做的功为wf4 j。答案(1)3 m/s(2)4 j12(2017江苏)如图所示，两个半圆柱a、b紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱c，三者半径均为r。c的质量为m，a、b的质量都为，与地面的动摩擦因数均为。现用水平向右的力拉a，使a缓慢移动，直至c恰好降到地面。整个过程中b保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：(1)未拉a时，c受到b作用力的大小f。(2)动摩擦因数的最小值min。(3)a移动的整个过程中，拉力做的功w。解析(1)c受力平衡，如图所示。根据平衡条件可得2fcos30mg, 计算得出c受到b作用力的大小为fmg。(2)c恰好降落到地面时，b对c支