高考物理一轮复习 课时提升练15 动能定理.doc

课时提升练(十五)动能定理(限时：45分钟)a对点训练练熟基础知识题组一对动能定理的理解1(多选)如图5214所示，一块长木板b放在光滑的水平面上，在b上放一物体a，现以恒定的外力拉b，由于a、b间摩擦力的作用，a将在b上滑动，图5214以地面为参考系，a、b都向前移动一段距离在此过程中()a外力f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d外力f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【解析】a物体所受的合外力等于b对a的摩擦力，对a物体运用动能定理，则有b对a的摩擦力所做的功等于a的动能的增量，即b对；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；c错；对b应用动能定理，wfwffekb，即wfekbwff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，d对；由前述讨论知b克服摩擦力所做的功与a的动能增量(等于b对a的摩擦力所做的功)不等，故a错【答案】bd2(多选)如图5215所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力f拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面向上加速移动在移动的过程中，下列说法中正确 图5215的是()af对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和bf对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和c木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能df对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和【解析】木箱在上升过程中，由动能定理可知：wfmghwfek，故有wfmghwfek，由此可知a、b错误，d正确；木箱上升过程中，重力做负功，重力势能增加，木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能【答案】cd3如图5216所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面设物体在斜面最低点a的速度为v，压缩弹簧至c点时弹簧最短，c点距地面高度为h，则从a到c的过 图5216程中弹簧弹力做功是()amghmv2b.mv2mghcmgh d(mghmv2)【解析】由a到c的过程运用动能定理可得：mghw0mv2，所以wmghmv2，故a正确【答案】a题组二动能定理求变力功4如图5217所示，质量为m的物体静置在水平光滑平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度v0向右匀速拉动，设人从 图5217地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45处，在此过程中人所做的功为()a.b.c. dmv【解析】由题意知，绳与水平方向夹角为45时，沿绳方向的速度vv0cos 45，故质量为m的物体速度等于，对物体应用动能定理可知，在此过程中人所做的功为wmvmv2，c正确【答案】c5(多选)如图5218所示，一个质量为m1 kg的带孔小球穿在固定的粗糙水平长横杆上滑行，小球与横杆间的动摩擦因数为0.6.某时刻 图5218小球获得一个水平向右的瞬时速度v015 m/s，同时小球受到一个竖直向上的作用力f，f与速度的平方成正比，比例常数为k0.4，重力加速度为g10 m/s2，则小球运动的整个过程中()a作用力f对小球做功为0b作用力f对小球做功为112.5 jc摩擦力对小球做功为112.5 jd摩擦力对小球做功为100 j【解析】小球受到的重力gmg10 n，开始时受到的作用力f0kv90 nmg，还受到水平向左的滑动摩擦力fffn，而fnf0mgkvmg，则小球开始向右做加速度减小的减速运动小球速度减小到某一速度v1时会出现fg，此时小球对横杆的压力等于0，小球所受摩擦力等于0，此后小球做匀速运动小球匀速运动时fg，即kvmg，代入数值解得v15 m/s，小球从v0到v1的过程中，设摩擦力对小球所做的功为wf，对小球应用动能定理有wfmvmv，解得wf100 j，c错误；d正确；因为作用力f与小球速度始终垂直，因此对小球不做功，a正确，b错误【答案】ad6如图5219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，图5219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()aw1bw1cw2mv2 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】b题组三动能定理的应用7(多选)(2014上海宝山区一模)将3个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了3个不同的三角形，如图5220所示，其中1和2底边相同，2和3高度相同现将一个可以视为质点的物块分别从3个木板的顶端由静止释放，并沿木板下滑到底端， 图5220物块与木板之间的动摩擦因数均为.在这3个过程中，下列说法正确的是()a沿着1和2下滑到底端时，物块的速度大小不同；沿着2和3下滑到底端时，物块的速度大小相同b沿着1下滑到底端时，物块的速度最大c物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的d物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的【解析】如图所示，设木板的倾角为，对应的水平位移为x，则物块沿木板下滑到底端时克服摩擦力做的功wfmgcos mgx，与倾角无关由功能关系知，产生的热量关系为q1q2h2，所以v1v2.对木板2、3而言，x2v3，故a错误，b正确【答案】bcd8(多选)物体沿直线运动的vt关系如图5221所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为w，则()图5221a从第1秒末到第3秒末合外力做功为4wb从第3秒末到第5秒末合外力做功为2wc从第5秒末到第7秒末合外力做功为wd从第3秒末到第4秒末合外力做功为0.75w 【解析】从第1秒末到第3秒末物体做匀速直线运动，说明物体所受合外力为零，故合外力做功为零，a错误；从第3秒末到第5秒末物体加速度大小是第1秒内加速度的一半，所以这段时间的合外力是第1秒内合外力的一半而位移是第1秒内位移的2倍，考虑位移方向与合外力方向相反，所以这段时间内合外力做功为w，b错误；第3秒末到第4秒末物体位移是从第3秒末到第5秒末位移的四分之三，d正确；第5秒末到第7秒末合外力方向与位移方向相同，同理可知这段时间的合外力是第1秒内合外力的一半，而位移是第1秒内位移的2倍，所以这段时间内合外力做功为w，c正确【答案】cdb组深化训练提升应考能力9(2014江苏常州2014届模拟)某滑沙场有两个坡度不同的滑道ab和ab(均可看作斜面)，甲、乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙撬从a点由静止开始 图5222分别沿ab和ab滑下，最后都停在水平沙面bc上，如图5222所示设滑沙撬和沙面间的动摩擦因数处处相同，斜面与水平面连接处均可认为是圆滑的，滑沙者保持一定姿势坐在滑沙撬上不动则下列说法中正确的是()a甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程b甲在b点的动能一定等于乙在b点的动能c甲在b点的速率一定等于乙在b点的速率d甲全部滑行的水平位移一定大于乙全部滑行的水平位移【解析】由动能定理列方程计算可得两人最后都停在水平沙面bc上同一点，甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移，选项a正确d错误；甲在b点的动能一定大于乙在b点的动能，甲在b点的速率一定大于乙在b点的速率，选项b、c错误)【答案】a10光滑斜面上有一个小球自高为h的a处由静止开始滚下，抵达光滑的水平面上的b点时速率为v0.光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的阻挡条，如图5223所示，小球越过n条阻挡条后停下来若让小球从2h高处以初速度v0滚下，则小球能越过阻挡条的条数为(设小球每次越过阻挡条时损失的动能相等)()图5223anb2n c3nd4n【解析】小球第一次从释放到b点的过程中，由动能定理得mghmv，由b点到停止的过程中，由动能定理得nw0mv.小球第二次从释放到停止的过程中，由动能定理得mg2hnw0mv由以上三式可解得n3n【答案】c11(2014江苏启东中学期中)如图5224所示，倾角为37的粗糙斜面ab底端与半径r0.4 m的光滑半圆轨道bc平滑相连，o点为轨道圆心，bc为圆轨道直径且处于竖直方向，a、c两点等高质量m1 kg的滑块从a点由静止开始下滑，恰能滑到与o点等高的d点g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.图5224(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数；(2)若使滑块能到达c点，求滑块从a点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值；(3)若滑块离开c处的速度大小为4 m/s，求滑块从c点飞出至落到斜面上所经历的时间t.【解析】(1)滑块从a点到d点的过程中，根据动能定理有mg(2rr)mgcos370解得0.375(2)若滑块能到达c点，根据牛顿第二定律有mgfn当fn0时，滑块恰能到达c点，有vc2 m/s滑块从a点到c点的过程中，根据动能定理有mgcos 37mvmv联立解得v02 m/s(3)滑块离开c点做平抛运动有xvt，ygt2由几何关系得tan 37联立以上各式整理得5t23t0.80解得t0.2 s【答案】(1)0.375(2)2 m/s(3)0.2 s12(2014潍坊模拟)总质量为80 kg的跳伞运动员从离地500 m的直升机上跳下，经过2 s拉开绳索开启降落伞，如图5225所示是跳伞过程中的vt图象，试根据图象(g取10 m/s2)图5225(1)求02 s内阻力做的功；(2)估算14 s内运动员下落的高度及克服阻力做的功；(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间【解析】(1)从题图中可以看出，在02 s内运动员做匀加速运动，其加速度大小为a m/s28 m/s2.设此过程中运动员受到的阻力大小为f，根据牛顿第二定律，有mgfma解得f160 n.02