【导与练】高考物理大一轮复习 5.2 动能 动能定理对点训练 新人教版(1).doc

第2讲动能动能定理a对点训练练熟基础知识题组一对动能定理的理解1关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系，下列说法正确的是()a合外力为零，则合外力做功一定为零b合外力做功为零，则合外力一定为零c合外力做功越多，则动能一定越大d动能不变，则物体合外力一定为零解析合外力为零，则物体可能静止，也可能做匀速直线运动，这两种情况合外力做功均为零，所以合外力做功一定为零，a对；合外力做功为零或动能不变，合外力不一定为零，如匀速圆周运动，故b、d错；合外力做功越多，动能变化越大，而不是动能越大，故c错答案a2(2013重庆双桥中学高三月考)质量为1 kg的物体以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦阻力的作用，其动能随位移变化的图线如图527所示，g取10 m/s2，则以下说法中正确的是()图527a物体与水平面间的动摩擦因数为05b物体与水平面间的动摩擦因数为02c物体滑行的总时间为4 sd物体滑行的总时间为25 s解析根据动能定理ek2ek1ffx可得ff n25 n，所以025，a、b选项错误；根据牛顿第二定律可得a25 m/s2，由运动学公式得物体滑行的总时间ts4 s，c选项正确，d选项错误答案c3(2013丹东模拟)如图528所示，水平传送带长为s，以速度v始终保持匀速运动，把质量为m的货物放到a点，货物与皮带间的动摩擦因数为，当货物从a点运动到b点的过程中，摩擦力对货物做的功不可能是()图528a等于mv2 b小于mv2c大于mgs d小于mgs解析货物在传送带上相对地面的运动可能先加速后匀速，也可能一直加速而货物的最终速度小于v，根据动能定理知摩擦力对货物做的功可能等于mv2，可能小于mv2，可能等于mgs，可能小于mgs，故选c答案c题组二利用动能定理求变力的功4如图529所示，一质量为m的质点在半径为r的半球形容器中(容器固定)由静止开始自边缘上的a点滑下，到达最低点b时，它对容器的正压力为fn重力加速度为g，则质点自a滑到b的过程中，摩擦力对其所做的功为()图529ar(fn3mg) br(3mgfn)cr(fnmg) dr(fn2mg)解析质点到达最低点b时，它对容器的正压力为fn，根据牛顿第二定律有fnmgm，根据动能定理，质点自a滑到b的过程中有wfmgrmv2，故摩擦力对其所做的功wfrfnmgr，故a项正确答案a5如图5210所示，劲度系数为k的弹簧下端悬挂一个质量为m的重物，处于静止状态手托重物使之缓慢上移，直到弹簧恢复原长，手对重物做的功为w1然后放手使重物从静止开始下落，重物下落过程中的最大速度为v，不计空气阻力重物从静止开始下落到速度最大的过程中，弹簧对重物做的功为w2，则()图5210aw1 bw1cw2mv2 dw2mv2解析设x为弹簧伸长的长度，由胡克定律得：mgkx手托重物使之缓慢上移，直到弹簧恢复原长，重物的重力势能增加了mgx，弹簧的弹力对重物做了功，所以手对重物做的功w1，选项b正确；由动能定理知w2mv2，则c、d错答案b6如图5211所示，质量为m的物块与转台之间的最大静摩擦力为物块重力的k倍，物块与转轴oo相距r，物块随转台由静止开始转动，转速缓慢增大，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到滑动前的这一过程中，转台的摩擦力对物块做的功最接近()图5211a0 b2kmgrc2kmgr dkmgr解析在转速增加的过程中，转台对物块的摩擦力是不断变化的，当转速增加到一定值时，物块在转台上即将滑动，说明此时静摩擦力ff达到最大，其指向圆心的分量f1提供向心力，即f1m由于转台缓慢加速，使物块加速的分力f2很小，因此可近似认为f1ffkmg在这一过程中对物块由动能定理，有wfmv2由知，转台对物块所做的功w1kmgr答案d题组三动能定理的应用图52127(2013河北质检)如图5212所示，分别将两个完全相同的等腰直角三角形木块的一直角边和斜边固定在水平地面上现一小物块分别从木块顶点由静止开始下滑，若小物块与木块各边之间的动摩擦因数均相同，当小物块分别滑到木块底端时动能之比为()a1 b1 c21 d12解析设直角边长为l，根据动能定理分别有mglmgcos 45lek10，mglsin 45mglcos 45ek20，得ek1ek21，只有选项a正确答案a8质量均为m的两物块a、b以一定的初速度在水平面上只受摩擦力而滑动，如图5213所示是它们滑动的最大位移x与初速度的平方v的关系图象，已知v2v，下列描述中正确的是()图5213a若a、b滑行的初速度相等，则到它们都停下来时滑动摩擦力对a做的功是对b做功的2倍b若a、b滑行的初速度相等，则到它们都停下来时滑动摩擦力对a做的功是对b做功的c若a、b滑行的最大位移相等，则滑动摩擦力对它们做的功相等d若a、b滑行的最大位移相等，则滑动摩擦力对b做的功是对a做功的2倍解析由于两物块质量均为m，若a、b滑行的初速度相等则初动能相等，由动能定理得wf0mv，即滑动摩擦力做的功相等，a、b错；若a、b滑行的最大位移相等，由题意可知v2v，b的初动能是a的初动能的2倍，滑动摩擦力对b做的功是对a做功的2倍，c错，d对答案d9如图5214所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道，外圆abcd光滑，内圆的上半部分bcd粗糙，下半部分bad光滑一质量为m02 kg的小球从外轨道的最低点a处以初速度v0向右运动，小球的直径略小于两圆的间距，小球运动的轨道半径r02 m，取g10 m/s2图5214 (1)若要使小球始终紧贴着外圆做完整的圆周运动，初速度v0至少为多少？(2)若v03 m/s，经过一段时间后小球到达最高点，内轨道对小球的支持力fc2 n，则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少？(3)若v031 m/s，经过足够长的时间后，小球经过最低点a时受到的支持力为多少？小球在整个运动过程中减少的机械能是多少？解析(1)设此情形下小球到达外轨道的最高点的最小速度为vc，则由牛顿第二定律可得mg由动能定理可知2mgrmvmv代入数据解得：v0m/s(2)设此时小球到达最高点的速度为vc，克服摩擦力做的功为w，则由牛顿第二定律可得mgfc由动能定理可知2mgrwmvc2mv代入数据解得：w01 j(3)经足够长的时间后，小球在下半圆轨道内做往复运动设小球经过最低点的速度为va，受到的支持力为fa，则由动能定理可知mgrmv根据牛顿第二定律可得famg代入数据解得：fa3mg6 n设小球在整个运动过程中减少的机械能为e，由功能关系有emvmgr代入数据解得：e0561 j答案(1) m/s(2)01 j(3)0561 jb深化训练提高能力技巧10(2013辽宁五校协作体联考)将一小球从高处水平抛出，最初2 s内小球动能ek与时间t的关系如图5215所示，不计空气阻力，重力加速度g10 m/s2根据图象信息，不能确定的物理量是()图5215a小球的质量b小球的初速度c最初2 s内重力对小球做功的平均功率d小球抛出时的高度解析2 s末小球竖直分速度vygt2102 m/s20 m/s，由图象知小球的初动能为5 j，即mv5 j，2 s末小球的动能为30 j，即m30 j，联立可求出小球的质量m和初速度v0；由pmg可求出最初2 s内重力对小球做功的平均功率，由h2gt只能求出最初2 s内小球下落高度，而无法确定小球抛出时的高度答案d11(2013石家庄二中测试)如图5216所示，一个小球(视为质点)从h12 m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道ab，进入半径r4 m的竖直圆环，且圆环动摩擦因数处处相等，当到达环顶c时，刚好对轨道压力为零；沿cb圆弧滑下后，进入光滑弧形轨道bd，且到达高度为h的d点时的速度为零，则h之值可能为(取g10 m/s2，所有高度均相对b点而言)()图5216a12 m b10 m c85 m d7 m解析设小球从b上升运动到c需要克服摩擦力做功为w1，而从c下滑运动到b需要克服摩擦力做功为w2，小球到达c点时的速度为v0根据mgmv/r求出v0；在小球从静止运动到c点的过程中，对小球运用功能定理，有mg(h2r)w1mv0，可求出w12mg；在小球从静止运动到d点的整个过程中，对小球运用功能定理，有mg(hh)w1w20，即mg(hh)w1w2，考虑到小球在等高处沿cb弧运动时速度小于沿bc弧运动时的速度，即正压力减小，摩擦力减小，所以w2w12mg,2mgw1w24mg，即2mgmg(hh)4mg，所以8 mh10 m答案c12(2013山东省济宁市模拟，22)光滑水平面上，一个长木板与半径r未知的半圆组成如图5217所示的装置，图5217装置质量m5 kg在装置的右端放一质量为m1 kg的小滑块(可视为质点)，小滑块与长木板间的动摩擦因数05，装置与小滑块一起以v010 m/s的速度向左运动现给装置加一个f55 n向右的水平推力，小滑块与长木板发生相对滑动，当小滑块滑至长木板左端a时，装置速度恰好减速为0，此时撤去外力f并将装置锁定小滑块继续沿半圆形轨道运动，且恰好能通过轨道最高点b滑块脱离半圆形轨道后又落回长木板已知小滑块在通过半圆形轨道时克服摩擦力做功wf25 jg取10 m/s2求：(1)装置运动的时间和位移；(2)长木板的长度l；(3)小滑块最后落回长木板上的落点离a的距离解析(1)对m：fmgma1解得：a110 m/s2设装置运动的时间为t1，由v0a1t10解得：t11 s装置向左运动的距离：x1v0t1a1t5 m(