高三物理一轮复习 题组层级快练18 第五章 机械能 第2讲 动能 动能定理.doc

动能 动能定理一、选择题(其中16题，只有一个选项正确，711题有多个选项正确)1(2014大纲全国)一物块沿倾角为的斜坡向上滑动，当物块的初速度为v时，上升的最大高度为h，如图所示当物块的初速度为时，上升的最大高度记为h，重力加速度大小为g，物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为()atan和b(1)tan和ctan和 d(1)tan和解析以速度v上升过程中，由动能定理，可知mghmgcos0mv2；以速度上升过程中，同理可知mghmgcos0m()2，联立解得(1)tan，h，故d选项正确答案d设置目的考查动能定理在斜面上的应用2(2015江苏启东中学)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.vc. 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v1，则fmv12mv2，得v1v，故选b项答案b设置目的子弹打木块问题在动能定理中的应用3(2015吉林延吉)质量为m的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面内做半径为r的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，此后小球继续运动，经过半个周期后恰能通过最高点则在此过程中，小球克服空气阻力做的功为()a.mgr b.mgrc.mgr dmgr解析在小球从最低点到最高点通过半个圆周的过程中，空气阻力的大小未知，但方向始终与速度的方向相反，所以是变力求此变力所做的功应从功和能的关系入手，由动能定理求出，但应先分别求出小球在最低点和最高点的动能如图所示，小球在最低点a时，竖直方向受绳的拉力f和重力mg作用，小球的速度为va，向心加速度为an，由牛顿第二定律，得fmgman，即7mgmgm.因此，ekamva23mgr.根据题意，小球恰能通过最高点，因此小球在最高点b时只受重力作用，由牛顿第二定律，得mgm，由此可得ekbmvb2mgr.小球从a点经半个圆周运动到b点的过程中，由动能定理，得wfwgek，即wfmg2rmvb2mva2，wfmgr.因此，小球克服阻力做的功为w|wf|mgr.答案c设置目的变力做功的求解学法指导本题为什么在最低点和最高点这两个位置(时刻)要用牛顿运动定律？为什么由最低点到最高点的运动过程要用动能定理？通过解题，要注意加深对牛顿运动定律、动能定理的理解，以便于能灵活运用并选择适当的规律列式4(2015四川成都)如图所示，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，b选项正确，a选项错误；下落过程对重物用动能定理w2mv20，c、d选项错误答案b设置目的考查简谐运动中的动能定理的应用5(2015湖北武汉)如图所示，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nb，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()a.r(nb3mg) b.r(3mgnb)c.r(nbmg) d.r(nb2mg)解析质点到达最低点b时，它对容器的正压力为nb，根据牛顿第二定律，得nbmgm，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wfrnbmgr，故a选项正确答案a设置目的考查当滑动摩擦力为变力时做功求解6(2015河南商丘)如图所示，若物体与接触面之间的动摩擦因数处处相同，do是水平面，ab是斜面初速度为10 m/s的物体从d点出发沿路面dba恰好可以达到顶点a，如果斜面改为ac，再让该物体从d点出发沿dca恰好也能达到a点，则物体第二次运动具有的初速度()a可能大于12 m/sb可能等于8 m/sc一定等于10 m/sd可能等于10 m/s，具体数值与斜面的倾角有关解析物体从d点滑动到顶点a过程中，由动能定理，可得mghoamgxdbmgcosxab0mv2由几何关系cosxabxob，因而上式可以简化为mghoamgxod0mv2；同理推得沿dca有mghoamg xod0mv22，解得v2v，c选项正确答案设置目的考查摩擦力做功在斜面和平面的动摩擦因数相同时的特点7(2015浙江浙北名校联盟联考)已知一足够长的传送带与水平面的倾角为，以一定的速度匀速运动某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图甲所示)，以此时为t0时刻记录了小物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系，如图乙所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1v2)已知传送带的速度保持不变，g取10 m/s2.则下列判断正确的是()a0t1内，物块对传送带做正功b物块与传送带间的动摩擦因数tanc0t2内，传送带对物块做功为mv22mv12d系统产生的热量一定比物块动能的减少量大解析由图可知：物块先向下运动后向上运动，则知传送带的运动方向向上.0t1时间内，物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向下，则物块对传送带做负功a项错；在t1t2时间内，物块向上运动，则有：mgcosmgsin得tan，b项对；0t2时间内，由图可知：它所围的面积是物块发生的位移，物块的总位移沿传送带向下，高度下降，重力对物块做正功，设为wg，根据动能定理得：wwgmv22mv12，则传送带对物块做的功wmv22mv12.由此可知c项错；物块的重力势能减小，动能也减小，都转化为系统产生的内能，由能量守恒定律可知：系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小，d项正确，故选择d项答案bd8(2016山西太原一中检测)质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动，可以看做一个质点，vt图像如图所示，由此可求()a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题图知，汽车25 s内的位移为x10 m205 m10 m450 m，故前25 s内汽车平均速度可求，a选项正确；由题图知前10 s内汽车做初速度为0的匀加速直线运动，a m/s22 m/s2，b选项正确；结合题图分析，因牵引力未知，故前10 s内汽车所受阻力无法求得，c选项错误；由题干条件和动能定理可知，w合mv22mv12，故1525 s内合外力对汽车所做的功可求得，d选项正确答案abd9(2015湖北黄冈中学、黄石二中、鄂州高中联考)一圆弧形的槽，槽底放在水平地面上，槽的两侧与光滑斜坡aa、bb相切，相切处a、b位于同一水平面内，槽与斜坡在竖直平面内的截面如图所示一小物块从斜坡aa上距水平面ab的高度为2h处沿斜坡自由滑下，并自a处进入槽内，到达b后沿斜坡bb向上滑行，已知到达的最高处距水平面ab的高度为h；接着小物块沿斜坡bb滑下并从b处进入槽内反向运动，若不考虑空气阻力，则()a小物块再运动到a处时速度变为零b小物块每次经过圆弧槽最低点时对槽的压力不同c小物块不仅能再运动到a处，还能沿斜坡aa向上滑行，上升的最大高度为hd小物块不仅能再运动到a处，还能沿斜坡aa向上滑行，上升的最大高度小于h解析因要克服摩擦阻力做功，所以每次通过最低点的速度会变小，根据牛顿第二定律有fnmgm，故可知物块与圆弧槽间的正压力会变小，所以b项正确；设第一次通过圆弧槽过程中克服摩擦力做功为wf，根据动能定理，可得mghwf0，第二次通过圆弧槽的最低点时因正压力减小，所以摩擦力减小，同理，其他位置所对应的摩擦力都变小，故第二次通过圆弧槽克服摩擦力做的功将小于第一次，即wfmgh，则小物块还能沿斜坡aa向上滑行，上升的最大高度小于h，所以d项正确，ac两项错误答案bd10(2015江苏重点中学联考)将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与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三个木板的顶端由静止释放，并沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均相同在这三个过程中，下列说法正确的是()a沿着1和2下滑到底端时，物块的速度大小不相等；沿着2和3下滑到底端时，物块的速度大小相等b沿着1下滑到底端时，物块的速率最大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对物块从高为h的斜面上由静止滑到底端时，根据动能定理，有mghwfmv2，其中wf为物块克服摩擦力做的功，因滑动摩擦力fnmgcos，所以物块克服摩擦力做的功为wfflmgcoslmglcosmglx，由图可知，lxlcos为斜面底边长，可见，物体从斜面顶端下滑到底端时，克服摩擦力做功与斜面底端长度lx成正比a、b因沿着1和2下滑到底端时，物体克服摩擦力做功相同，沿着1重力做功大于沿2重力做功，根据式得知，沿着1下滑到底端时物块的速度大于沿2下滑到底端时速度；沿着2和3下滑到底端时，重力做功相同，而沿2物体克服摩擦力做功小于沿3克服摩擦力做功，则由式得知，沿着2下滑到底端时物块的速度大于沿3下滑到底端时速度；所以沿着1下滑到底端时，物块的速率最大，而沿着3下滑到底端时，物块的速率最小，a选项错误，b选项正确；沿3时克服摩擦力做的功最多，物体的机械能损失最大，产生的热量最多，c选项正确；同理，根据以上分析知，物块沿1和2下滑到底端的过程中，产生的热量一样多，d选项正确答案bcd设置目的考查沿斜面下滑摩擦力做功的特点11(2015江苏苏北四市二次调研)如图，固定在地面的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图斜面与水平轨道oa平滑连接，oa长度为6r.现将六个小球由静止同时释放，小球离开a点后均做平抛运动，不计一切摩擦则在各小球运动的过程中，下列说法正确的是()a球1的机械能守恒b球6在oa段机械能增大c球6的水平射程最小d六个球落地点各不相同解析当有小球运动到oa段的时候，球1与球2之间产生弹力，该弹力对小球1做功，故小球1的机械能不守恒，所以a项错误；球6在斜面上运动的过程中机械能守恒，到oa段的时候，球5对球6做正功，球6的机械能增大，所以b项正确；当4、5、6三个小球同时在oa段的时候速度相等，小球6离开a点后小球4对小球5做正功，所以球5离开时速度大于球6的速度，同理，球4离开时速度大于球5的速度，所以小球6的水平速度最小，水平射程最小，故c项正确；1、2、3三个小球同时在oa段时速度相等，相互间没有弹力，故离开a点的速度相等，落地点相同，所以d项错误答案bc二、非选择题12(2013天津)质量为m4 kg的小物块静止于水平地面上的a点，现用f10 n的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在b点，a、b两点相距x20 m，物块与地面间的动摩擦因数0.2，g取10 m/s2，求：(1)物块在力f作用过程发生位移x1的大小；(2)撤去力f后物块继续滑动的时间t.解析(1)首先确定研究对象(小物块)，在从a到b的整个运动过程中对小物块受力分析，如图所示，从a到b过程初末速度均为零，其中f只在x1中做功，f整个过程均做功根据动能定理，有fx1fx0，其中fmg，联立解得x116 m(2)从a到c过程对小物块运用动能定理，有(fmg)x1mv20，解得v4 m/s根据平均速度公式，有xcbt，解得t2 s答案(1)16 m(2)2 s设置目的考查多过程分析，物理建模能力13(2016湖北襄阳四中、荆州中学、龙泉中学联考)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的图线如图所示(g取10 m/s2)求：(1)物体的初速