高考物理一轮复习 第五章 机械能 第2节 动能定理及应用练习 新人教版.doc

第五章 第二节 动能定理及应用a级基础练1(2018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 ()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：c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|wgmghek2，t1t2 bek1ek2，t1t2cek1ek2，t1t2 dek1ek2，t1t2，故b正确，a、c、d错误5(08786438)(2018吉林三校联考)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(取g10 m/s2) a11 j b16 jc18 j d9 j解析：ca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 .vacos vbsin ，解得vb4 m/s.此过程中b球上升高度h0.1 m，由动能定理，wmghmv，解得绳的拉力对b球所做的功为wmghmv2100.1 j242 j18 j，选项c正确6(08786439)(多选)如图所示，一个小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动小环从最高点a滑到最低点b的过程中，小环线速度大小的平方v2随下落高度h的变化图象可能是图中的() 解析：ab对小环由动能定理得mghmv2mv，则v22ghv，当v00时，b正确；当v00时，a正确7(08786440)(多选)(2016浙江理综)如图所示为一滑草场某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45和37的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为.质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin 370.6，cos 370.8)则() a动摩擦因数b载人滑草车最大速度为 c载人滑草车克服摩擦力做功为mghd载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为g解析：ab由动能定理可知：mg2hmgcos 45mgcos 370，解得，选项a正确；对前一段滑道，根据动能定理：mghmgcos 45mv2，解得：v，则选项b正确；载人滑草车克服摩擦力做功为2mgh，选项c错误；载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为ag，选项d错误；故选a、b.8.(2018宜昌模拟)如图所示，小球从静止开始沿光滑曲面轨道ab滑下，从b端水平飞出，撞击到一个与地面成30的斜面上，撞击点为c点已知斜面上端与曲面末端b相连若ab的高度差为h，bc间的高度差为h，则h与h的比值等于(不计空气阻力)() a. b.c. d.解析：a对ab段，根据动能定理得mghmv，解得vb，由几何关系得tan 30，解得t，hgt2g，代入vb解得，故a正确，b、c、d错误b级能力练9(08786441)(2018贵州遵义航天高级中学三模)为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角60，长l12 m的倾斜轨道ab，通过微小圆弧与长为l2 m的水平轨道bc相连，然后在c处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道d，如图所示现将一个小球从距a点高h0.9 m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出，到a点时速度方向恰沿ab方向，并沿倾斜轨道滑下已知小球与ab和bc间的动摩擦因数均为.g取10 m/s2，求：(1)小球初速度的大小；(2)小球滑过c点时的速率；(3)要使小球不离开轨道，则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件解析：(1)小球开始时做平抛运动，有v2gh，代入数据解得vy m/s3 m/s，在a点有tan ，得vxv0 m/s m/s.(2)从水平抛出到c点的过程中，由动能定理得mg(hl1sin )mgl1cos mgl2mvmv，代入数据解得vc3 m/s.(3)小球刚过最高点时，重力提供向心力，有mgm，mv2mgr1mv2，代入数据解得r11.08 m.当小球刚能到达与圆心等高处时，有mvmgr2，代入数据解得r22.7 m.当圆轨道与ab相切时r3l2tan 601.5 m，综上所述，要使小球不离开轨道，r应该满足的条件是0r1.08 m.答案：见解析10(2018甘肃兰州一中月考)如图所示，ab是倾角30的粗糙直轨道，bcd是光滑的圆弧轨道，ab恰好在b点与圆弧相切，圆弧的半径为r，一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的p点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动已知p点与圆弧的圆心o等高，物体与轨道ab间的动摩擦因数为.求：(1)物体做往返运动的整个过程中在ab轨道上通过的总路程；(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点e时，对圆弧轨道的压力大小；(3)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点d，释放点距b点的距离l至少多大解析：(1)对整体过程，由动能定理得mgrcos mgcos s0，所以物体在ab轨道上通过的总路程s.(2)最终物体以b(还有b关于oe的对称点)为最高点，在圆弧底部做往复运动，对be过程，由动能定理得mgr(1cos )mv在e点，由牛顿第二定律得fnmgm联立式得fn(3)mg.(3)物体刚好到d点，由牛顿第二定律有mgm对全过程由动能定理得mglsin mgcos lmgr(1cos )mv联立式得l.答案：(1)(2)(3)mg(3)11(08786442)如图所示是某次四驱车比赛的轨道某一段，张华控制的四驱车(可视为质点)，质量m1.0 kg，额定功率为p7 w，张华的四驱车到达水平平台上a点时速度很小(可视为0)，此时启动四驱车的发动机并直接使发动机的功率达到额定功率，一段时间后关闭发动机当四驱车由平台边缘b点飞出后，恰能沿竖直光滑圆弧轨道cde上c点的切线方向飞入圆形轨道，且此时的速度大小为5 m/s，cod53，并从轨道边缘e点竖直向上飞出，离开e以后上升的最大高度为h0.85 m，已知ab间的距离l6 m，四驱车在ab段运动时的阻力恒为1 n，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力sin 530.8，cos 530.6，求：(1)四驱车运动到b点时的速度大小(2)发动机在水平平台上工作的时间(3)四驱车对圆弧轨道的最大压力的大小解析：(1)vbvccos 533 m/s(2)从a到b的运动过程中有牵引力和阻力做功，由动能定理得：ptfflmv代入数据解得：t1.5 s(3)从c点运动到最高点过程中，由动能定理得：mg(hrcos 53)0mv圆轨道的半径：r m四驱车到达d点时对轨道的压力最大，四驱车从c到d过程由动能定理得：mgr(1cos 53)mvmvfmaxmgm解得：fmax55.5 n由牛顿第三定律得四驱车对圆弧轨道的最大压力为55.5 n.答案：(1)3 m/s(2)1.5 s(3)55.5 n12.如图所示，倾斜轨道ab的倾角为37，cd、ef轨道水平，ab与cd通过光滑圆弧管道bc连接，cd右端与竖直光滑圆周轨道相连小球可以从d进入该轨道，沿轨道内侧运动，从e滑出该轨道进入ef水平轨道小球由静止从a点释放，已知ab长为5r，cd长为r，重力加速度为g，小球与倾斜轨道ab及水平轨道cd、ef的动摩擦因数均为0.5，sin 370.6，cos 370.8，圆弧管道bc入口b与出口c的高度差为1.8r.求：(在运算中，根号中的数值无需算出) (1)小球滑到底端c时速度的大小(2)小球刚到c时对轨道的作用力(3)要使小球在运动过程中不脱离轨道，竖直圆周轨道的半径r应该满足什么条件？解析：(1)设小球到达c点时速度为vc，小球从a运动至c过程，由动能定理得：mg(5rsin 371.8r)mgcos 375rmv，解得：vc(2)小球沿bc轨道做圆周运动，设在c点时轨道对球的作用力为fn，由牛顿第二定律得：fnmgm其中r满足：rrsin 531.8r解得：fn6.6mg由牛顿第三定律可得，球对轨道的作用力为6.6mg，方向竖直向下(3)要使小球不脱离轨道，有两种情况：情况一：小球能滑过圆周轨道