高考物理一轮复习 5.2动能定理及应用课时作业 新人教版必修1.doc

第2课时动能定理及应用基本技能练1一个25 kg的小孩从高度为3.0 m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0 m/s。g取10 m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是()a合外力做功50 j b阻力做功500 jc重力做功500 j d支持力做功50 j解析由动能定理可求得合外力做的功等于物体动能的变化，即ekmv2252.02 j50 j，a选项正确；重力做功wgmgh25103.0 j750 j，c选项错误；支持力的方向与小孩的运动方向垂直，不做功，d选项错误；阻力做功w阻w合wg(50750) j700 j，b选项错误。答案a2(多选)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可能；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再反向加速，动能先减小至零后再增大，选项b可能；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，减到某一值后再加速，则其动能先减小至某一非零的最小值再增大，选项d可能，选项c不可能。答案abd3如图1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1awmvmvbwmvmvcwmvmvd由于f的方向未知，w无法求出解析物块由a点到b点的过程中，只有力f做功，由动能定理可知，wmvmv，故b正确。答案b4. (多选)如图2所示，电梯质量为m，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v1增加到v2时，上升高度为h，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是()图2a对物体，动能定理的表达式为wnmv，其中wn为支持力的功b对物体，动能定理的表达式为w合0，其中w合为合力的功c对物体，动能定理的表达式为wnmghmvmvd对电梯，其所受合力做功为mvmv解析电梯上升的过程中，对物体做功的有重力mg、支持力n，这两个力的总功才等于物体动能的增量ekmvmv，故a、b均错误，c正确；对电梯，无论有几个力对它做功，由动能定理可知，其合力的功一定等于其动能的增量，故d正确。答案cd5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3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3a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d6如图4所示，一个质量为m2 kg的物体从某点由静止开始做直线运动的速度图象，根据图象可知()图4a物体在08 s内的平均速度为2 m/sb物体在04 s内的加速度大于78 s内的加速度c物体在08 s内合外力做的功为80 jd物体在6 s末离开始点最远解析由图象可知08 s内的平均速度 m/s2.5 m/s，选项a错误；物体在04 s内的加速度大小为 m/s22 m/s2，78 s内的加速度大小为 m/s24 m/s2，选项b错误；物体在08 s内动能变化为零，根据动能定理，合外力做功为零，选项c错误；由图象知选项d正确。答案d7. (2015广东六校联考)如图5所示，在竖直平面内有一“v”形槽，其底部bc是一段圆弧，两侧都与光滑斜槽相切，相切处b、c位于同一水平面上。一小物体从右侧斜槽上距bc平面高度为2h的a处由静止开始下滑，经圆弧槽再滑上左侧斜槽，最高能到达距bc所在水平面高度为h的d处，接着小物体再向下滑回，若不考虑空气阻力，则()图5a小物体恰好滑回到b处时速度为零b小物体尚未滑回到b处时速度已变为零c小物体能滑回到b处之上，但最高点要比d处低d小物体最终一定会停止在圆弧槽的最低点解析小物体从a处运动到d处的过程中，克服摩擦力所做的功为wf1mgh，小物体从d处开始运动的过程，因为速度较小，小物体对圆弧槽的压力较小，所以克服摩擦力所做的功wf2mgh，所以小物体能滑回到b处之上，但最高点要比d处低，c正确，a、b错误；因为小物体与圆弧槽间的动摩擦因数未知，所以小物体可能停在圆弧槽上的任何地方，d错误。答案c8.一个小物块冲上一个固定的粗糙斜面，经过斜面上a、b两点，到达斜面上最高点后返回时，又通过了b、a两点，如图6所示，关于物块上滑时由a到b的过程和下滑时由b到a的过程，动能变化量的绝对值e上和e下，以及所用的时间t上和t下相比较，有()图6ae上e下，t上t下be上e下，t上t下ce上e下，t上t下de上e下，t上t下解析由题意可知，小物块沿斜面上升时，f合上mgsin ff，小物块沿斜面下降时，f合下mgsin ff，故f合上f合下，a合上a合下，由于物块克服摩擦力做功，则可知va上va下，vb上vb下，由可得上下，故t上t下，另由动能定理可得e上e下。答案d能力提高练9. (2014大庆质检)如图7所示，半径为r的金属环竖直放置，环上套有一质量为m的小球，小球开始时静止于最低点。现使小球以初速度v0沿环上滑，小球运动到环的最高点时与环恰无作用力，则小球从最低点运动到最高点的过程中()图7a小球机械能守恒b小球在最低点时对金属环的压力是6mgc小球在最高点时，重力的功率是mgd小球机械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgr解析小球运动到环的最高点时与环恰无作用力，设此时的速度为v，由向心力公式可得：mg；小球从最低点到最高点的过程中，由动能定理可得：wf2mgrmv2mv，联立可得：wfmvmv22mgrmgr，可见此过程中小球机械能不守恒，克服摩擦力做功为mgr，选项d正确，选项a错误；小球在最高点时，速度v的方向和重力的方向垂直，二者间的夹角为90，功率p0，选项c错误；小球在最低点，由向心力公式可得：fmg，fmg7mg，选项b错误。答案d10如图8所示，abcd为一竖直平面的轨道，其中bc水平，a点比bc高出h10 m，bc长l1 m，ab和cd轨道光滑。一质量为m1 kg的物体，从a点以v14 m/s的速度开始运动，经过bc后滑到高出c点h10.3 m的d点时速度为零。求：(g10 m/s2)图8(1)物体与bc轨道间的动摩擦因数；(2)物体第5次经过b点时的速度；(3)物体最后停止的位置(距b点)。解析(1)分析物体从a点到d点的过程，由动能定理得，mg(hh)mgl0mv解得0.5。(2)设物体第5次经过b点时的速度为v2，在此过程中物体在bc上滑动了4次，由动能定理得mghmg4lmvmv解得v24 m/s。(3)设物体运动的全过程在水平轨道上通过的路程为s，由动能定理得mghmgs0mv解得s21.6 m所以物体在水平轨道上运动了10个来回后，还有1.6 m故离b点的距离s2 m1.6 m0.4 m。答案(1)0.5(2)4 m/s(3)0.4 m11a、b两个木块叠放在竖直轻弹簧上，如图9所示，已知mamb1 kg，轻弹簧的劲度系数为100 n/m。若在木块a上作用一个竖直向上的力f，使木块a由静止开始以2 m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动。取g10 m/s2。图9(1)求使木块a竖直向上做匀加速运动的过程中，力f的最大值是多少？(2)若木块a竖直向上做匀加速运动，直到a、b分离的过程中，弹簧的弹性势能减少了1.28 j，则在这个过程中力f对木块做的功是多少？解析(1)以a为研究对象，由牛顿第二定律可得fmagfbamaa，所以当fba0时，f最大，即fmaxmagmaa12 n。(2)初始位置弹簧的压缩量为x10.20 ma、b分离时，fab0，以b为研究对象可得fnmbgmba，解得fn12 n此时x20.12 ma、b上升的高度xx1x20.08 ma、b的速度vavbv m/s以a、b作为一个整体，由动能定理得wfwn(mamb)gx(mamb)v2wnep1.28 j解得wf0.64 j。答案(1)12 n(2)0.64 j12.如图10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m0.2 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r0.2 m，取g10 m/s2。图10(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v03.1 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v0 m/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