（全国版）2019版高考物理一轮复习 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.doc

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，