【步步高】高考物理大一轮复习 5.2 动能和动能定理.doc

5.2 动能和动能定理1子弹的速度为v，打穿一块固定的木块后速度刚好变为零若木块对子弹的阻力为恒力，那么当子弹射入木块的深度为其厚度的一半时，子弹的速度是()a. b.v c. d.解析设子弹质量为m，木块的厚度为d，木块对子弹的阻力为f.根据动能定理，子弹刚好打穿木块的过程满足fd0mv2.设子弹射入木块厚度一半时的速度为v，则fmv2mv2，得vv，故选b.答案b2如图521所示，质量为m的物块，在恒力f的作用下，沿光滑水平面运动，物块通过a点和b点的速度分别是va和vb，物块由a运动到b点的过程中，力f对物块做的功w为()图521awmvb2mva2bwmvb2mva2cwmva2mvb2d由于f的方向未知，w无法求出解析对物块由动能定理得：wmvb2mva2，故选项b正确答案b3一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用此后，该质点的动能可能()a一直增大b先逐渐减小至零，再逐渐增大c先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小d先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大解析若力f的方向与初速度v0的方向一致，则质点一直加速，动能一直增大，选项a正确若力f的方向与v0的方向相反，则质点先减速至速度为零后反向加速，动能先减小至零后增大，选项b正确若力f的方向与v0的方向成一钝角，如斜上抛运动，物体先减速，减到某一值，再加速，则其动能先减小至某一非零的最小值，再增大，选项d正确答案abd4如图522所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于o点，小球在水平拉力f作用下从平衡位置p点缓慢地移到q点，此时悬线与竖直方向夹角为，则拉力f做的功为 ()amglcos bmgl(1cos )图522cflsin dflcos 解析小球缓慢移动，时时都处于平衡状态，由平衡条件可知，fmg tan .随着的增大，f也在增大，可见f是一个变化的力，不能直接用功的公式求它做的功，所以这道题要考虑用动能定理求解由于物体缓慢移动，动能保持不变，由动能定理得mgl(1cos )w0，所以wmgl(1cos )答案b5质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动，vt图像如图523所示由此可求()图523a前25 s内汽车的平均速度b前10 s内汽车的加速度c前10 s内汽车所受的阻力d1525 s内合外力对汽车所做的功解析由图可知：可以确定前25 s内汽车的平均速度和前10 s内汽车的加速度，由前25 s内汽车的平均速度可求025 s或1525 s内合外力对汽车所做的功，wek.不能求出阻力所做的功或阻力的大小故a、b、d项正确图524答案abd6如图524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()aw1 bw1cw2mv2 dw2mv2解析设物体静止时弹簧伸长的长度为x，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：b7小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为h，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面在上升至离地高度h处，小球的动能是势能的2倍，到达最高点后再下落至离地高度h处，小球的势能是动能的2倍，则h等于()a. b. c. d.解析设小球的初动能为ek0，阻力为f，根据动能定理，上升到最高点有，ek0(mgf)h，上升到离地面h处有，ek02mgh(mgf)h，从最高点到离地面h处，有(mgf)(hh)mgh，解以上三式得hh.答案d8刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一如图525所示的图线1、2分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离l与刹车前的车速v的关系曲线，已知紧急刹车过程中车与地面间是滑动摩擦据此可知，下列说法中正确的是()图525a甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快，甲车的刹车性能好b乙车与地面间的动摩擦因数较大，乙车的刹车性能好c以相同的车速开始刹车，甲车先停下来，甲车的刹车性能好d甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快，甲车与地面间的动摩擦因数较大解析在刹车过程中，由动能定理可知：mglmv2，得l可知，甲车与地面间动摩擦因数小(题图线1)，乙车与地面间动摩擦因数大(题图线2)，刹车时的加速度ag，乙车刹车性能好；以相同的车速开始刹车，乙车先停下来b正确答案b图5269如图526所示，斜面高h，质量为m的物块，在沿斜面向上的恒力f作用下，能匀速沿斜面向上运动，若把此物块放在斜面顶端，在沿斜面向下同样大小的恒力f作用下物块由静止向下滑动，滑至底端时其动能的大小为 ()amgh b2mgh c2fh dfh解析物块匀速向上运动，即向上运动过程中物块的动能不变，由动能定理知物块向上运动过程中外力对物块做的总功为0，即wfmghwf0物块向下运动过程中，恒力f与摩擦力对物块做功与上滑中相同，设滑至底端时的动能为ek，由动能定理wfmghwfek0将式变形有wfwfmgh，代入有ek2mgh.答案b图52710如图527所示，质量为m1、长为l的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力的大小为f，用水平的恒定拉力f作用于滑块当滑块从静止开始运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s，滑块速度为v1，木板速度为v2，下列结论中正确的是()a滑块克服摩擦力所做的功为f(ls)b上述过程满足(ff)(ls)mv12m1v22c其他条件不变的情况下，f越大，滑块到达右端所用时间越长d其他条件不变的情况下，f越大，滑块与木板间产生的热量越多解析滑块运动到木板右端的过程中，滑块相对于地面的位移为(ls)，所以滑块克服摩擦力做功为f(ls)，a正确；上述过程中对滑块根据动能定理有(ff)(ls)mv12，对木板有fsm1v22，所以(ff)(ls)fsmv12m1v22，故b错误；对滑块根据牛顿第二定律有a1，对木板有a2，滑块从静止开始运动到木板右端时有a1t2a2t2l，可见f越大，时间越短，c错误；由能量守恒定律可得滑块与木板间产生的热量为fl，d正确答案ad11质量m1 kg的物体，在水平拉力f(拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移4 m时，拉力f停止作用，运动到位移是8 m时物体停止，运动过程中ekx的图线如图528所示求：(g取10 m/s2)图528(1)物体的初速度多大？(2)物体和平面间的动摩擦因数为多大？(3)拉力f的大小？解析(1)从图线可知初动能为2 jek0mv22 j，v2 m/s(2)在位移为4 m处物体的动能为10 j，在位移为8 m处物体的动能为零，这段过程中物体克服摩擦力做功设摩擦力为f，则fx2010 j10 jf n2.5 n因fmg，故0.25(3)物体从开始到移动4 m这段过程中，受拉力f和摩擦力f的作用，合力为ff，根据动能定理有(ff)x1ek故ffn4.5 n答案(1)2 m/s(2)0.25(3)4.5 n图52912如图529所示，长为l、内壁光滑的直管与水平地面成30角固定放置将一质量为m的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为mkm的小物块相连，小物块悬挂于管口现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变(重力加速度为g)(1)求小物块下落过程中的加速度大小；(2)求小球从管口抛出时的速度大小；(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于l.解析(1)设细线中的张力为t，根据牛顿第二定律得mgtmatmgsin 30ma且m