（讲练测）高考物理一轮复习 专题19 动能和动能定理（练）（含解析）.doc

专题19 动能和动能定理（练）1（多选）一小物体从斜面底端冲上足够长的斜面后，返回到斜面底端，已知小物块的初动能为e，它返回斜面底端的速度大小为v，克服摩擦力做功为e/2。若小物块冲上斜面的初动能为2e，则： （ ）a返回斜面底端时的动能为e b返回斜面底端的动能为3e/2c返回斜面底端时的速度大小为v d返回斜面底端时的速度大小为2v【答案】ac【名师点睛】（1）冲上斜面和返回到斜面底端两过程中克服摩擦阻力做功相等；（2）初动能增大后，上升的高度也随之变大，可根据匀减速直线运动的速度位移公式求出上升的位移，进而表示出克服摩擦力所做的功；（3）对两次运动分别运用动能定理即可求解该题考查了动能定理的直接应用，注意以不同的初动能冲上斜面时，运动的位移不同，摩擦力做的功也不同2（多选）如图所示，放置在竖直平面内的光滑曲杆ab，是按照从高度为h处以初速度v0平抛的运动轨迹制成的，a端为抛出点，b端为落地点现将一小球套于其上，由静止开始从轨道a端滑下已知重力加速度为g，当小球到达轨道b端时： （ ）a小球的速率为 b小球在水平方向的速度大小为v0c小球的速率为d小球在水平方向的速度大小为【答案】ad【解析】由于杆ab光滑，小球在整个运动过程中，受重力mg和杆的弹力n作用，又由于弹力n始终与小球运动的速度相垂直，因此一直不做功，根据动能定理有：mghmv20，解得小球到达轨道b端时的速率为v，故选项a正确、；选项c错误；由于杆ab是按照从高度为h处以初速度v0平抛的运动轨迹制成的，不妨假设b端的切线方向与水平方向间的夹角为，当物体以初速度v0平抛运动至b端时，根据动能定理有：mghmv2-mv02，解得：v，根据几何关系有：cos，所以小球沿杆到达轨道b端在水平方向的速度大小为：vxvcos，故选项c错误；选项d正确。【名师点睛】本题主要考查了运动的合成与分解、平抛运动规律，以及动能定理（或机械能守恒定律）的应用问题，属于中档题。3（多选）一物体放在升降机底板上，随同升降机由静止开始竖直向下运动，运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象如图所示。其中0过程的图线为曲线，过程的图线为直线。根据该图象，判断下列选项正确的是： （ ）a0s2过程中物体的动能可能在不断增大bs2过程中物体可能在做匀速直线运动c0s1过程中升降机底板上所受的压力可能是变力 ds1s2过程中物体可能在做变加速直线【答案】ab【名师点睛】解题时要理解图象的斜率的意义能够通过图象找出物理量之间的关系变化，能够从物体的机械能与物体位移关系的图象中找出一些有用的信息物体的机械能的变化是通过除重力之外的力做功来量度的。4（多选）如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为l的细绳将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为角，此时绳中张力为零，物块与转台间动摩擦因数为（tan），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，则： （ ）a至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为b至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为c至转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为d至转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为【答案】bc【名师点睛】求解水平面内圆周运动的临界问题的一般思路1判断临界状态：认真审题，找出临界状态2确定临界条件3选择物理规律：临界状态是一个“分水岭”，“岭”的两边连接着物理过程的不同阶段，各阶段物体的运动形式以及遵循的物理规律往往不同4列方程求解5如图1为利用阻拦系统让“歼15”舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭。若航母保持静止，在某次降落中，以飞机着舰为计时起点，飞机的速度随时间变化关系如图2所示飞机在t1=04s时恰好钩住阻拦索中间位置，此时速度v1=70m/s；在t2=24s时飞机速度v2=10m/s飞机从t1到t2的运动可看成匀减速直线运动设飞机受到除阻拦索以外的阻力f大小不变，且f=50104n，“歼15”舰载机的质量m=20104kg（1）在t1 t2间的某个时刻，阻拦索夹角=120，求此时阻拦索中的弹力t的大小；（2）飞机钩住阻拦索并关闭动力系统后，在甲板上滑行的总距离为82m，求从t2时刻至飞机停止，阻拦索对飞机做的功w【答案】（1）55105n；（2）9105j （2）由图象面积可知，从t1时刻至t2时刻，飞机的位移为s1=80m， 从t2时刻至飞机停止，飞机的位移为s2=2m， 从t2时刻至飞机停止，由动能定理得：解得：w=9105j 【名师点睛】本题考查了图象、牛顿第二定律动能定理的应用，在解题时要注意根据图象明确飞机的运动过程，再由动能定理、牛顿第二定律分析答题此题意在考查学生利用所学知识解决实际问题的能力1如图所示，由半径为r的光滑圆周和倾角为45的光滑斜面组成的轨道固定在竖直平面内，斜面和圆周之间由小圆弧平滑连接。一小球恰能过最高点，并始终贴着轨内侧顺时针转动。则小球通过斜面的时间为（重力加速度为g）： （ ）a b c d【答案】d【名师点睛】此题是牛顿第二定律及动能定理的综合应用问题；解决本题的关键是认识小球能圆内侧轨道做圆周运动时能过通过最高点的临界条件是从而得求小球滑上斜面时的速度，再根据运动学公式求出运动的时间。2（多选）如图，在竖直平面内，轨道abc关于b点对称，且a、b、c三点在同一水平线上。若小滑块第一次由a滑到c，所用时间为，到达c点速度为，第二次由c滑到a，所用时间为t2，到达a点速度为，小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着轨道滑行，小滑块与轨道间的动摩擦因素恒定，则： （ ）abc d【答案】ac【名师点睛】滑块做圆周运动，根据牛顿第二定律判断滑块受到的支持力大小关系，然后判断摩擦力大小关系，从而根据动能定理比较速度的大小，然后根据平均速率定义比较所用时间长短。3（多选）如图所示，一块长板b放在光滑水平面上，b上放一粗糙物体a现以f恒力拉b，结果a将在b上滑动，以地面为参考系，a、b都前移了一段距离，在此过程中： （ ）af做的功等于a和b动能的增量bb对a的摩擦力所做的功，等于a的动能的增量ca对b的摩擦力所做的功，等于b对a的摩擦力所做的功df对b做的功等于b的动能的增量与b克服摩擦力所做的功之和【答案】bd【解析】选择a和b作为研究对象，运用动能定理研究：b受外力f做功，a对b的摩擦力与b对a的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于a在b上滑动，a、b对地的位移不等，故二者做功不等，wf+（-fx）=eka+ekb，其中x为a、b的相对位移所以外力f做的功不等于a和b的动能的增量，故a错误对a物运用动能定理，则有b对a的摩擦力所做的功，等于a的动能的增量，故b正确a对b的摩擦力与b对a的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于a在b上滑动，a、b对地的位移不等，故二者做功不等，故c错误对b物体应用动能定理，wf-wf=ekb，wf为b克服摩擦力所做的功，即wf=ekb+wf，就是外力f对b做的功等于b的动能增量与b克服摩擦力所做的功之和，故d正确故选bd【名师点睛】运用动能定理时，研究对象如果是系统，系统的内力做功也要考虑一般情况下两物体相对静止，系统的内力做功为零如果两物体有相对位移，那么系统的内力做功有可能就不为零对于动能定理列出的表达式注意变形，要和所求的问题相接近。4（多选）一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力f的作用下开始向上运动，如图甲所示在物体运动过程中，空气阻力不计，其机械能e与位移x的关系图象如图乙所示，其中曲线上点a处的切线的斜率最大则： （ ）a在0x1过程中物体所受拉力是变力，且x1处所受拉力最大b在x1处物体的速度最大c在x1x3过程中，物体的动能先增大后减小d在0x2过程中，物体的加速度先增大后减小【答案】ac【名师点睛】此题是动能定理及牛顿第二定律的综合应用问题；关键是高清图像的物理意义，弄清曲线的斜率的物理意义，则需要知道e-x函数关系；根据图线搞清力f的变化情况才能分析加速度以及速度的变化情况；此题过程较复杂，有难度5如图所示， ab为倾角37的斜面轨道，轨道的ac部分光滑，cb部分粗糙。bp为圆心角等于143，半径r=1m的竖直光滑圆弧形轨道，两轨道相切于b点，p、0两点在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在a点，另一自由端在斜面上c点处，现有一质量m = 2kg的物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到d点后（不栓接）释放，物块经过c点后，从c点运动到b点过程中的位移与时间的关系为（式中x单位是m ， t单位是s），假设物块第一次经过b点后恰能到达p点，（sin 37=06，cos 37=08，g取10m/s2）试求：（1）若cd=1m，物块从d点运动到c点的过程中，弹簧对物块所做的功；（2）b、c两点间的距离x。（3）若在p处安装一个竖直弹性挡板，小物块与挡板碰撞时间极短且无机械能损失，小物块与弹簧相互作用不损失机械能，试通过计算判断物块在第一次与挡板碰撞后的运动过程中是否会脱离轨道？【答案】（1）156j（2）（3）物块在以后的运动过程中不会脱离轨道【解析】（1）由知，物块在c点速度为（2分）设物块从d点运动到c点的过程中，弹簧对物块所做的功为w，由动能定理得：（2分）代入数据得：（1分）【名师点睛】物块从c点运动到b点过程中的位移与时间的关系，根据待定系数法可以判断出初速度和加速度的值对物体运用动能定理求弹簧对物块所做的功（2）根据cb段匀减速直线运动的位移时间关系得出物体运动的加速度，从而根据牛顿第二定律求出动摩擦因数，因为物体恰好到达p点，根据牛顿第二定律得出p点的速度，通过机械能守恒定律得出b点的速度，然后通过匀变速直线运动的速度位移公式求出b、c两点间的距离（3）根据动能定理判断物体能否返回时回到与o点等高的位置，若不能回到等高的位置，则小球将不会脱离轨道1【2016海南卷】如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为n1，在高点时对轨道的压力大小为n2。重力加速度大小为g，则n1n2的值为： （ ）a3mg b4mg c5mg d6mg【答案】d【名师点睛】解决本题的关键知道向心力的来源，知道最高点的临界情况，通过动能定理和牛顿第二定律进行求解。2【2016全国新课标卷】小球p和q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，p球的质量大于q球的质量，悬挂p球的绳比悬挂q 球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点： （ ）ap球的速度一定大于q球的速度bp球的动能一定小于q球的动能cp球所受绳的拉力一定大于q球所受绳的拉力dp球的向心加速度一定小于q球的向心加速度【答案】c【解析】小球摆动至最低点由动能定理：，可得：，因，故，选项a错误；由，因，则动能无法比较，选项b错误；在最低点，可得，选项c正确；，两球的向心加速度相等，选项d错误，故选c。【名师点睛】此题考查机械能守恒定律及牛顿第二定律的应用；解题时要通过选择合适的物理规律列出方程找到要讨论的物理量，然后根据题目的条件来分析结论；此题意在考查考生对基本规律的掌握情况。3【2015四川1】在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小： （ ）a一样大 b水平抛的最大 c斜向上抛的最大 d斜向下抛的最大【答案】a【名师点睛】本题首先要能从三个小球做平抛、斜上抛、斜下抛的不同运动形式中分析出其共同特性即仅在重力作用下运动，其次根据其共同特性选择相应物理规律稍作分析，得出小球速率的变化与其质量无关，问题便能迎刃而解。【方法技巧】（1）在物理学中要善于运用假设法，对未知的物理量、物理条件、物理情境等可先一一进行假设，通过假设后便可选择合适物理规律分析、求解；（2）在分析曲线运动时，培养优先考虑能量观念求解的习惯。【规律总结】落体运动中，物体的速率变化与其质量无关。4【2015浙江18】（多选）我国科学教正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为，设起飞过程中发动机的推力恒为；弹射器有效作用长度为100m，推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20，则： （ ）a弹射器的推力大小为b弹射器对舰载机所做的功为c弹射器对舰载机做功的平均功率为d舰载机在弹射过程中的加速度大小为【答案】abd【解析】设发动机的推力为，弹射器的推力为，则阻力为，根据动能定理可得，故解得，a正确；弹射器对舰载机所做的功为，b正确；舰载机在弹射过程中的加速度大小为，根据公式可得运动时间为，所以弹射器对舰载机做功的平均功率为，故c错误，d正确。【方法