高考物理一轮复习 第5章 机械能 第2讲 动能定理及其应用课时作业 新人教版.doc

动能定理及其应用一、选择题(16题为单选题，710题为多选题)1.一个质量为m的物体静止放在光滑水平面上，在互成60角的大小相等的两个水平恒力作用下，经过一段时间，物体获得的速度为v，在力的方向上获得的速度分别为v1、v2，如图所示，那么在这段时间内，其中一个力做的功为()amv2 bmv2cmv2 dmv2答案：b解析：物体由静止匀加速直线运动，由动能定理wmv2，两分力等大，物体沿对角线方向运动，则两分力的功w1与w2等大，由ww1w2可知w1w2wmv2mv2，则b正确。2.(2015广州调研)用起重机提升货物，货物上升过程中的vt图象如图所示，在t3s到t5s内，重力对货物做的功为w1、绳索拉力对货物做的功为w2、货物所受合力做的功为w3，则()aw10 bw20 dw30答案：c解析：分析题图可知，货物一直向上运动，根据功的定义式可得：重力做负功，拉力做正功，即w10，a、b错误；c正确；根据动能定理：合力做的功w30mv2，v2m/s，即w3，若拉力f做的功为w1，平均功率为p1；物体克服摩擦阻力ff做的功为w2，平均功率为p2，则下列选项正确的是()aw1w2，f2ff bw1w2，f2ffcp12ff dp1p2，f2ff答案：b解析：整个过程中，只有拉力和阻力做功，即w总w1w2，物体动能的变化由图象可知ek0，所以有w1w2，由图象可知拉力f做功时间和阻力ff做功时间的关系为t1t2，匀加速直线运动的位移s1与匀减速直线运动的位移s2的关系为s1p2，且fs1ff(s1s2)0得fff，即f2ff.故选b。5如图，一质量为m的小石块从半径为r的四分之一圆弧轨道上与圆心等高处a静止释放，经时间t下滑到轨道最低点b时对轨道的压力为2mg，此后水平飞出恰好垂直击中倾角为30的斜面，空气阻力不计。则下列关于石块运动的说法中，正确的是()a从a到b平均速度为b石块在圆弧轨道上运动时先超重后失重c石块在圆弧轨道上运动时克服阻力做的功为d石块从圆弧轨道飞出到击中斜面的时间为答案：d解析：石块从a到b，位移为r，平均速度为r/t，a选项错误；石块在圆弧轨道上运动时，竖直速度先从零开始增加，然后减速为零，因此石块在竖直方向上先失重，后超重，b选项错误；石块在圆弧轨道上运动，在最低点有fnmgmv2/r，fn2mg，求得v，由动能定理得mgrwfmv2/2，解得wfmgr/2，c选项错误；石块垂直击中斜面，将末速度分解，得vyvcot30，vyat，解得t，d选项正确。6(2016河南商丘模拟)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10m/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12m/sb可能等于8m/sc一定等于10m/sd可能等于10m/s，具体数值与斜面的倾角有关答案：c解析：物体从d点滑动到顶点a过程中，由动能定理，可得mgxoamgxdbmgcosxab0mv2，由几何关系cosxabxob，因而上式可以简化为mgxoamgxod0mv2；同理推得沿dca有mgxoamgxod0mv，解得v2v，c选项正确。7(2016青岛模拟)如图所示，一个小球(视为质点)从h12m高处，由静止开始沿光滑弯曲轨道ab进入半径r4m的竖直圆环内侧，且与圆环的动摩擦因数处处相等，当到达圆环顶点c时，刚好对轨道压力为零；然后沿cb圆弧滑下，进入光滑弧形轨道bd，到达高度为h的d点时速度为零，则a的值可能为()a10m b9.5mc8.5m d8m答案：bc解析：小球到达环顶c时，刚好对轨道压力为零，在c点，由重力充当向心力，则根据牛顿第二定律得：mgm，因r4m，小球在c点时的动能为mv2mgr2mg，以b点为零势能面，小球重力势能ep2mgr8mg，开始小球从h12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道ab，因此在小球上升到顶点时，根据动能定理得：mg(h2r)wfmv2，所以克服摩擦力做功wf2mg，此时机械能等于10mg，之后小球沿轨道下滑，由于机械能有损失，所以下滑速度比上升速度小，因此对轨道压力变小，受摩擦力变小，所以下滑时，克服摩擦力做功大小小于2mg，机械能有损失，到达底端时小于10mg；此时小球机械能大于10mg2mg8mg，而小于10mg，所以进入光滑弧形轨道bd时，小球机械能的范围为，8mgep10mg，所以高度范围为8mh10m，故b、c正确。8.(2015南昌模拟)如图所示，与水平面的夹角为锐角的斜面底端a向上有三个等间距点b、c和d，即abbccd，d点距水平面高为h。小滑块以某一初速度从a点出发，沿斜面向上运动。若斜面光滑，则滑块到达d位置时速度为零；若斜面ab部分与滑块有处处相同的摩擦，其余部分光滑，则滑块上滑到c位置时速度为零，然后下滑。已知重力加速度为g，则在ab有摩擦的情况下()a从c位置返回到a位置的过程中，克服阻力做的功为mghb滑块从b位置返回到a位置的过程中，动能的变化为零c滑块从c位置返回到b位置时的动能为mghd滑块从b位置返回到a位置时的动能为mgh答案：bc解析：由于a、b、c和d等间距，a、b、c和d所处的高度均匀变化，设a到b重力做的功为wg，从a到d，根据动能定理，有3wg0mv；若斜面ab部分与滑块间有处处相同的摩擦力，设克服摩擦力做的功为wf，根据动能定理，有2wgwf0mv，联立解得wgwf，所以从c位置返回到a位置的过程中克服阻力做的功为mgh，选项a错误；从b位置返回到a位置时，因wgwf，所以动能的变化为零，选项b正确，d错误；设滑块下滑到b位置时速度大小为vb，根据动能定理，有wgmvmgh，选项c正确。9(2015石家庄质量检测)如图所示，a是半径为r的圆形光滑轨道，固定在木板b上，竖直放置；b的左右两侧各有一光滑挡板固定在地面上，使其不能左右运动，小球c静止放在轨道最低点，a、b、c的质量相等。现给小球一水平向右的初速度v0，使小球在圆形轨道的内侧做圆周运动，为保证小球能通过轨道的最高点，且不会使b离开地面，初速度v0必须满足(重力加速度为g)()a最小值为 b最大值为c最小值为 d最大值为答案：cd解析：由题意可知，此圆形轨道的模型是绳系小球在竖直面内的圆周运动，为保证小球能通过轨道的最高点，设在最高点处的最小速度为v1，则mg，从最低点到最高点过程中，由机械能守恒定律可得mv2mgrmv，解得v0min，选项a错误，选项c正确；为使b不离开地面，设小球运动到最高点时，受到轨道的压力为f，对轨道和木板受力分析，可得f2mg0，对小球，可得fmg，从最低点到最高点过程中，由机械能守恒定律可得mv2mgrmv，解得v0max，选项b错误，选项d正确。10.如图所示，电梯质量为m，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由静止开始竖直向上加速运动。当上升高度为h时，电梯的速度达到v，则在这段过程中，下列说法中正确的是()a电梯地板对物体的支持力所做的功等于b电梯地板对物体的支持力所做的功大于c钢索的拉力所做的功等于mghd钢索的拉力所做的功大于mgh答案：bd解析：电梯地板对物体的支持力所做的功等于物体机械能的变化，即 mv2mgh，a错，b对；钢索的拉力所做的功等于电梯和物体这一系统机械能的增加，即(mm)gh(mm)v2，c错，d对。二、非选择题11(2016浙江省模拟)某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，它由细圆管弯成，固定在竖直平面内。左右两侧的斜直管道pa与pb的倾角、高度、粗糙程度完全相同，管口a、b两处均用很小的光滑小圆弧管连接(管口处切线竖直)，管口到底端的高度h10.4m，中间“8”字型光滑细管道的圆半径r10cm(圆半径比细管的内径大得多)，并与两斜直管道的底端平滑连接。一质量m0.5kg的小滑块从管口a的正上方h25m处自由下落，滑块第一次到达“8”字型管道顶端时对轨道外侧q点的压力大小为f455n。此后小滑块经“8”字型和pb管道运动到b处竖直向上飞出，然后又再次落回，如此反复。小滑块视为质点，忽略小滑块进入管口时因碰撞造成的能量损失，不计空气阻力，且取g10m/s2。求：(1)滑块第一次由a滑到p的过程中，克服摩擦力做功；(2)滑块第一次离开管口b后上升的高度；(3)滑块能冲出槽口的次数。答案：(1)2j(2)4.2m(3)6次解析：(1)在轨道顶端设速度为vq，mgf研究小滑块从开始第一次到q的过程，mg(h2h12r)wfmv由得：wf2j(2)研究小滑块从开始第一次离开管口b后上升到最高点过程，mg(h2h)2wf0由得：h4.2m(3)n6.25所以小滑块能离开槽口的次数为6次。12如图甲所示，一质量为m1kg的物块静止在粗糙水平面上的a点，从t0时刻开始，物块在受按如图乙所示规律变化的水平力f作用下向右运动，第3s末物块运动到b点时速度刚好为0，第5s末物块刚好回到a点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数0.2(g取10m/s2)。求：(1)ab间的距离；(2)水平力f在5s时间内对物块所做的功。答案：(1)4m(2)24j解析：(1)在3s5s内物块在水平恒力f作用下由b点匀加速直线运动到a点，设加速度为a，ab间的距离为s，则fmgmaam/s22m/s2sat24m(2)设整个过程中f做的功为wf，物块回到a点时的速度为va，由动能定理得：wf2mgsmvv2aswf2mgsmas24j。13如图所示，在光滑水平地面上放置质量m2kg的长木板，木板上表面与固定的竖直弧形轨道相切。一质量m1kg的小滑块自a点沿弧面由静止滑下，a点距离长木板上表面高度h0.6m。滑块在木板上滑行t1s后，和木板以共同速度v1m/s匀速运动，取g10m/s2。求：(1)滑块与木板间的摩擦力；(2)滑块沿弧面下滑过程中克