2011届高考物理一轮复习单元练习：第05章.第2讲 动能、动能定理

第五章第五章 第二讲第二讲 一 选择题 1 在 2009 年 10 月全运会田径比赛上 设某运动员臂长为L 将质量为m的铅球推出 铅球出手的速度大小为v0 方向与水平方向成 30 角 则该运动员对铅球所做的功是 A B mgL mv m gL v o al 2 0 2 1 22 0 C mv D mgL mv 1 22 02 0 答案 A 解析 设运动员对铅球做功为W 由动能定理W mgLsin30 mv 所以 1 22 0 W mgL mv 1 2 1 22 0 2 如图所示 一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上 环与杆的动摩擦因 数为 现给环一个向右的初速度v0 同时对环施加一个竖直向上的作用力F 并使F的大 小随环的速度的大小变化 两者关系为F kv 其中k为常数 则环在运动过程中克服摩 擦所做的功的大小不可能为 A mv2 0 2 B 0 C mv2 0 2 m3g2 2k2 D mv2 0 2 m3g2 2k2 答案 C 解析 可能圆环最终静止 则 Wf 0 Wf A 对 可能圆环刚开始运动 mv2 0 2 mv2 0 2 时 mg F kv0 圆环一直做匀速运动 克服摩擦所做的功为零 B 对 可能圆环最终做匀 速运动 mg F kv v 则 Wf 化简得Wf D 对 C 不可 mg k mv2 2 mv2 0 2 mv2 0 2 m3g2 2k2 能 3 在 2009 年 10 月全运会上 跳水运动员从 10 米高处的跳台跳下 设水的平均阻力 均为运动员体重的 3 倍 在粗略估算中 把运动员当作质点处理 为了保证运动员的人身 安全 池水深度至少为 A 5m B 3m C 7m D 1m 答案 A 解析 对运动员跳水的全过程研究 据动能定理有 mg H h fh Ek 0 其中m为运动员质量 h为运动员入水的深度 又H 10m f 3mg h 5m H 2 为保证人身安全 池水深度H h 即H 5m 水深至少 5m A 选项正确 4 构建和谐型 节约型社会深得民心 遍布于生活的方方面面 自动充电式电动车就 是很好的一例 电动车的前轮装有发电机 发电机与蓄电池连接 当在骑车者用力蹬车或 电动自行车自动滑行时 自行车就可以连通发电机向蓄电池充电 将其他形式的能转化成 电能储存起来 现有某人骑车以 500J 的初动能在粗糙的水平路面上滑行 第一次关闭自充 电装置 让车自由滑行 其动能随位移变化关系如图 所示 第二次启动自充电装置 其 动能随位移变化关系如图线 所示 则第二次向蓄电池所充的电能是 A 200J B 250J C 300J D 500J 答案 A 解析 设自行车与路面的摩擦阻力为Ff 由图可知 关闭自动充电装置时 由动能 定理得 0 Ek0 Ff x1 可得Ff 50N 启动自充电装置后 自行车向前滑行时用于克 服摩擦做功为 W Ffx2 300J 设克服电磁阻力做功为W 由动能定理得 W W 0 Ek0 可得W 200J 故 A 正确 5 如图所示 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的过程中弹簧弹力做功是 A mgh mv2 B mv2 mgh 1 2 1 2 C mgh D mgh mv2 1 2 答案 A 解析 由 A 到 C 的过程运用动能定理可得 mgh W 0 mv2 1 2 所以W mgh mv2 所以 A 正确 1 2 6 如右图所示 质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周 运动 拉力为某个值F时 转动半径为R 当拉力逐渐减小到 时 物体仍做匀速圆周运动 F 4 半径为 2R 则外力对物体所做的功大小是 A B FR 4 3FR 4 C D 0 5FR 2 答案 A 解析 设当绳的拉力为F时 小球做匀速圆周运动时线速度为v1 则有 F m v2 1 R 当绳的拉力减为 时 小球做匀速圆周运动的线速度为v2 则有 F 4 F m 1 4 v2 2 2R 在绳的拉力由F减为F的过程中 绳的拉力所做的功为 1 4 W mv mv FR 1 22 2 1 22 1 1 4 所以 绳的拉力所做功的大小为FR 1 4 7 一辆汽车在平直的公路上以速度v0开始加速行驶 经过一段时间t 前进了距离 s 此时恰好达到其最大速度vm 设此过程中汽车发动机始终以额定功率P工作 汽车所受 的阻力恒为F 则在这段时间里 发动机所做的功为 A Fvmt B Pt C mv Fs mv D Ft 1 22 m 1 22 0 v0 vm 2 答案 ABC 解析 发动机恒功率 故W Pt B 正确 又因为汽车速度达到vm时阻力与牵引力相等 则P Fvm 所以W Fvmt A 正确 又由动能定理知Pt Fs mv mv 1 22 m 1 22 0 得Pt Fs mv mv C 正确 1 22 m 1 22 0 因为这一过程不是匀变速直线运动 平均速度不等于 位移也不等于 v0 vm 2 t 发动机所做的功也不等于阻力做的功 所以 D 错 v0 vm 2 8 2009 如皋模拟 如图所示 斜面AB和水平面BC是由同一板材上截下的两段 在 B处用小圆弧连接 将小铁块 可视为质点 从A处由静止释放后 它沿斜面向下滑行 进 入平面 最终静止于P处 若从该板材上再截下一段 搁置在A P之间 构成一个新的斜 面 再将铁块放回A处 并轻推一下使之沿新斜面向下滑动 关于此情况下铁块运动情况 的描述 正确的是 A 铁块一定能够到达P点 B 铁块的初速度必须足够大才能到达P点 C 铁块能否到达P点与铁块质量有关 D 铁块能否到达P点与铁块质量无关 答案 AD 解析 设AB x1 BP x2 AP x3 动摩擦因数为 由动能定理得 mgx1sin mgcos x1 mgx2 0 可得 mgx1sin mg x1cos x2 设沿AP滑 到P的速度为vP 由动能定理得 mgx1sin mgcos x3 mv 因 1 22P x1cos x2 x3cos 故得 vP 0 也即铁块恰好沿AP滑到P点与铁块质量无关 故 A D 正确 二 非选择题 9 如图所示 物体以 100J 的初动能从斜面的底端向上运动 当它通过斜面上的M点 时 其动能减少 80J 机械能减少 32J 如果物体能从斜面上返回底端 则物体到达底端时 的动能为 答案 20J 解析 因物体从斜面底端到达M点的过程中机械能减少 32J 即摩擦生热 32J 在斜 面上物体受的各个力的大小不变 所以从M点到最高点 动能减少 20J 摩擦生热 8J 所 以上滑过程摩擦生热 40J 物体返回斜面底端时机械能损失也等于 40J 此时动能应为 100J 80J 20J 10 一轻弹簧的左端固定在墙壁上 右端自由 一质量为m的滑块从距弹簧右端L0的 P点以初速度v0 正对弹簧运动 如下图所示 滑块与水平面的动摩擦因数为 在与弹簧 碰后反弹回来 最终停在距P点为L1的Q点 求 在滑块与弹簧碰撞过程中弹簧最大压缩 量为多少 答案 L0 v20 4 g L1 2 解析 设弹簧最大压缩量为x 在滑块向左运动的过程中 由动能定理可得 mg x L0 W弹 0 mv20 1 2 在滑块返回的过程中 由动能定理得 W弹 mg x L0 L1 0 由 得 x L0 v20 4 g L1 2 整个过程弹簧对滑块作功为零 本题也可全过程列方程求解 11 2009 广东广州模拟 如图所示 一辆汽车从A点开始爬坡 在牵引力不变的条 件下行驶 45m 的坡路到达B点时 司机立即关掉油门 以后汽车又向前滑行 15m 停在C点 汽车的质量为 5 103kg 行驶中受到的摩擦阻力是车重的 0 25 倍 取g 10m s2 求汽车 的牵引力做的功和它经过B点时的速率 答案 2 25 106J 15m s 解析 汽车从A到C的过程中 汽车的发动机牵引力做正功 重力做负功 摩擦力 做负功 动能的变化量为零 由动能定理可得WF WG W阻 0 由于G F阻已知 汽车的 位移也知道 所以有 WF WG W阻 mgh 0 25mgl 2 25 106J 汽车由B到C的过程中 克服重力做功 克服摩擦力做功 汽车的动能由减小到零 列动能定理方程可得 mv2B 2 WG W阻 0 mv2B 2 即 0 25mgl1 mgl1 sin30 mv2B 2 代入数据可得vB 15m s 12 如图所示 有一光滑的T字形支架 在它的竖直杆上套有一个质量为m1的物体 A 用长为l的不可伸长的细绳将A悬挂在套于水平杆上的小球B下 B的质量m2 m1 m 开始时A处于静止状态 细绳处于竖直状态 今用水平恒力F 3mg拉小球B 使A上 升 求当拉至细绳与水平杆成 37 时 A的速度为多大 答案 8 5gl 解析 设A的速度为vA B的速度为vB 由于绳不可伸长 A B沿绳的分速度相 等 即 vBcos37 vAsin37 vA vB 4 3 由动能定理 Flcos37 mgl 1 sin37 m1v m2v 1 22A 1 22B 解得vA 8 5gl 13 2009 江苏无锡模拟 一质量为M 2 0kg 的小物块随足够长的水平传送带一起向 右匀速运动 被一水平向左飞来的子弹击中 且子弹从小物块中穿过 子弹和小物块的作 用时间极短 如图甲所示 地面观察者记录的小物块被击中后的速度随时间变化关系如图 乙所示 图中取向右运动的方向为正方向 已知传送带的速度保持不变 g取 10m s2 求 1 传送带的速度v的大小 2 小物块与传送带之间的动摩擦因数 3 传送带对小物块所做的功 答案 1 2 0m s 2 0 2 3 12J 解析 1 小物块最后与传送带的运动速度相同 从图象上可读出传送带的速度v的大