（全国通用）高考物理一轮复习 第六章 机械能及其守恒定律 第2讲 动能和动能定理练习.doc

第2讲动能和动能定理 一、选择题(每小题6分,共60分)1.(2015广州调研)用起重机提升货物,货物上升过程中的v-t图象如图所示,在35 s内,重力对货物做的功为w1、绳索拉力对货物做的功为w2、货物所受合力做的功为w3,则(c)a.w10b.w20d.w30【解析】由题图可知,货物一直向上运动,根据功的定义式可得:重力做负功,拉力做正功,即w10,a、b项错误,c项正确;根据动能定理:合力做的功w3=0-mv2,v=2 m/s,即w3v1+v22-t1) (v1+v2),c项错误;在全过程中t1时刻的斜率最大,加速度a1也最大,根据f1=f+ma1可知,此时牵引力f1最大,功率p1也是在0t1时间内最大,在t1时刻之后,电动车的功率p1保持不变,所以p1是整个过程中功率的最大值,在t2t3时间内牵引力等于摩擦力,此时牵引力在整个过程中最小,d项正确。4.(2015宝鸡三检)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,以大小相同的初速度在圆盘上沿与直径pq成不同夹角开始滑动,小物块运动到圆盘另一边缘时的速度大小为v,则v2-cos 图象应为图中的(a)【解析】设圆盘半径为r,小物块与圆盘间的动摩擦因数为,由题意可知,小物块运动到圆盘另一边缘过程中摩擦力做负功,由动能定理可得-mg2rcos =22-4grcos ,故v2与cos 呈线性关系,斜率为负,故a项正确。5.(2015扬州测试)(多选)一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后又返回到斜面底端。已知小物块的初动能为e,它返回到斜面底端的动能为,小物块上滑到最大路程的中点时速度为v。若小物块以2e的初动能冲上斜面,则有(ac)a.返回斜面底端时的动能为eb.返回斜面底端时的动能为c.小物块上滑到最大路程的中点时速度为vd.小物块上滑到最大路程的中点时速度为2v【解析】以初动能e冲上斜面并返回的整个过程中运用动能定理得wf=02f末末2fg2fgv,故c项正确,d项错误。6.(2015宁波模拟)质量为10 kg的物体,在变力f作用下沿x轴做直线运动,力随坐标x的变化情况如图所示。物体在x=0处时,速度为1 m/s,一切摩擦不计,则物体运动到x=16 m处时,速度大小为(b)a.2 m/sb.3 m/sc.4 m/sd. m/s【解析】由f-x图象可知,拉力f在物体运动的16 m内所做的总功w=104 j=40 j,由动能定理可得w=2,解得v=3 m/s,b项正确。7.(2015芜湖二模)如图所示,长为l的木板水平放置,在木板的a端放置一个质量为m的小物块,现缓慢抬高a端,使木板以左端为轴转动,当木板转到与水平面的夹角为时小物块开始滑动,此时停止转动木板,小物块滑到底端的速度为v,则在整个过程中,下列说法不正确的是(b)a.木板对小物块做功为mv2b.摩擦力对小物块做功为mglsin c.支持力对小物块做功为mglsin d.滑动摩擦力对小物块做功为mv2-mglsin 【解析】在抬高a端的过程中,小物块受到的摩擦力为静摩擦力,其方向和小物块的运动趋势方向时刻垂直,故在抬高阶段,摩擦力不做功,这样在抬高小物块的过程中,由动能定理得wfn+wg=0,即gf2f22mv2,a项正确。8.(2016浙江湖州中学月考)如图所示,已知物体与三块材料不同的地毯间的动摩擦因数分别为、2和3,三块材料不同的地毯长度均为l,并排铺在水平地面上,该物体以一定的初速度v0从a点滑上第一块并恰好滑到第三块的末尾d点停下来,物体在运动中地毯保持静止,若让物体从d点以相同的初速度水平向左运动,则物体运动到某一点时的速度大小与该物体向右运动到该位置的速度大小相等,则这一点是(c)a.a点b.b点c.c点d.d点【解析】对物体从a运动到c,由动能定理,-mgl-2mgl=,解得v2=v1,c项正确。9.(2015大庆三检)(多选)将三个木板1、2、3固定在墙角,木板与墙壁、地面构成了三个不同的三角形,如图所示,其中1与2底边相同,2和3高度相同。现将一个可视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放,并沿木板下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数均相同。在这三个过程中,下列说法正确的是(bcd)a.沿着1和2下滑到底端时,物块速度的大小不相等;沿着2和3下滑到底端时,物块速度的大小相等b.沿着1下滑到底端时,物块的速率最大c.物块沿着3下滑到底端的过程中,克服摩擦力做功是最多的d.物块沿着1和2下滑到底端的过程中,克服摩擦力做功一样多【解析】物块从高为h的斜面上由静止滑到底端时,根据动能定理有mgh-wf=mv2,其中wf为物块克服摩擦力做的功,因滑动摩擦力ff=fn=mgcos ,所以物块克服摩擦力做的功wf=ffl=mgcos l=mglcos =mgl底,由图可知,lcos 为斜面底边长,可见,物体从斜面顶端下滑到底端时,克服摩擦力做功与斜面底端长度l底成正比。因此沿着1和2下滑到底端时,物体克服摩擦力做功相同,沿着1重力做功大于沿着2重力做功,根据式得知,沿着1下滑到底端时物块的速度大于沿着2下滑到底端时速度;沿着2和3下滑到底端时,重力做功相同,而沿着2物体克服摩擦力做功小于沿着3克服摩擦力做功,则由式得知,沿着2下滑到底端时物块的速度大于沿着3下滑到底端时速度;所以沿着1下滑到底端时,物块的速率最大,而沿着3下滑到底端时,物块的速率最小,故a项错误,b项正确;沿着3时克服摩擦力做的功最多,物体的机械能损失最大,产生的热量最多,c项正确;根据以上分析知,物块沿着1和2下滑到底端的过程中,克服摩擦力做功一样多,d项正确。10.(2015兰州三诊)(多选)如图所示,竖直面内有个光滑的圆形导轨固定在一水平地面上,半径为r。一个质量为m的小球从距水平地面正上方h处的p点由静止开始自由下落,恰好从n点沿切线方向进入圆轨道。不考虑空气阻力,则下列说法正确的是(bc)a.适当调整高度h,可使小球从轨道最高点m飞出后,恰好落在轨道右端口n处b.若h=2r,则小球在轨道最低点对轨道的压力为5mgc.只有h大于等于2.5r时,小球才能到达圆轨道的最高点md.若h=r,则小球能上升到圆轨道左侧离地高度为r的位置,该过程重力做功为mgr【解析】小球到达m点时由向心力公式有mg=m22nn2,因此小球要到达m点,h需大于等于2.5r,c项正确;若h=r,根据动能定理得小球上升到圆轨道左侧离地高度为r的位置,速度为零,该过程重力做功为0,d项错误。二、计算题(每小题20分,共40分)11.(2015临沂模拟)如图所示,在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=0.5 kg的小物块,它与水平台阶表面间的动摩擦因数=0.5,且与台阶边缘o点的距离s=5 m。在台阶右侧固定了一个以o点为圆心的圆弧形挡板,并以o点为原点建立平面直角坐标系。现用f=5 n的水平恒力拉动小物块,一段时间后撤去拉力,小物块最终水平抛出并击中挡板(g取10 m/s2)。(1)若小物块恰能击中挡板的上边缘p点,p点的坐标为(1.6 m,0.8 m),求其离开o点时的速度大小;(6分)(2)为使小物块击中挡板,求拉力f作用的距离范围;(6分)(3)改变拉力f的作用时间,使小物块击中挡板的不同位置,求击中挡板时小物块动能的最小值(结果可保留根式)。(8分)解:(1)小物块从o到p,做平抛运动水平方向x=v0t竖直方向y=gt2联立解得v0=4 m/s(2)为使小物块击中挡板,小物块必须能运动到o点,设拉力f作用的最短距离为x1,由动能定理得fx1-mgs=0解得x1=2.5 m为使小物块击中挡板,小物块的平抛初速度不能超过4 m/s,设拉力f作用的最长距离为x2,由动能定理得fx2-mgs=解得x2=3.3 m则为使小物块击中挡板,拉力f作用的距离范围为2.5 mx3.3 m(3)设小物块击中挡板的任意点坐标为(x,y),则x=v0ty=gt2由动能定理得mgy=ek-又x2+y2=r2由p点坐标可求r2=3.2 m2化简得ek=y(j)由数学方法求得ekmin=2j12.(2015贵州七校联考)如图所示,水平传送带的右端与竖直面内用内壁光滑的钢管弯成的“9”形固定轨道相接,钢管内径很小。传送带的运行速度为v0=6 m/s,将质量m=1.0 kg的可看做质点的滑块无初速度地放到传送带a端,传送带长度为l=12.0 m,“9”字全高h=0.8 m,“9”字上半部分圆弧半径为r=0.2 m,滑块与传送带间的动摩擦因数为=0.3,重力加速度g=10 m/s2,试求:(1)滑块从传送带a端运动到b端所需要的时间;(6分)(2)滑块滑到轨道最高点c时受到轨道的作用力大小;(8分)(3)若滑块从“9”形轨道d点水平抛出后,恰好垂直撞在倾角=45的斜面上p点,求p、d两点间的竖直高度 h(保留两位有效数字)。(6分)解:(1)滑块在传送带上运动时,由牛顿定律得mg=ma解得a=g=3 m/s2加速到与传送带达到共速所需要的时间t1=2 s前2 s内的位移x1=at2=6 m之后滑块做匀速运动的位移x2=l-x1=6 m时间t