2012高考物理 第5章第2讲 动能定理及其应用③课后限时作业 新人教版

用心 爱心 专心 1 动能定理及其应用课后限时作业动能定理及其应用课后限时作业 十九十九 时间 45 分钟 满分 100 分 一 选择题 每小题 5 分 共 45 分 1 放在光滑水平面上的某物体 在水平恒力F的作用下 由静止开始运动 在其速度 由 0 增加到v和由v增加到 2v的两个阶段中 F对物体所做的功之比为 A 1 1 B 1 2 C 1 3 D 1 4 解析 W1 mv2 W2 m 2v 2 mv2 mv2 则 1 2 1 2 1 2 3 2 W1 W2 1 3 答案 C 2 如图所示 板长为 L 板的 B 端静放着质量为 m 的小物体 P 物体与板的动摩擦因数 为 开始时板水平 若缓慢将板转过一个小角度 的过程中 物体与板保持相对静止 则 在此过程中 A 摩擦力对 P 做功 mgcos 1 cos B 摩擦力对 P 做功 mgsin 1 cos C 摩擦力对 P 不做功 D 板对 P 做功 mgLsin 解析 物体未相对板运动 故摩擦力不做功 C 正确 板对物体做功 W mgLsin 故 D 正确 答案 C D 3 一质量为 1 0 kg 的滑块 以 4 m s 的初速度在光滑水平面上向左滑行 从某一时刻 起将一向右水平力作用于滑块上 经过一段时间 滑块的速度方向变为向右 大小为 4 m s 则在这段时间内水平力所做的功为 A 0 J B 8 J C 16 J D 32 J 解析 这段过程的初动能和末动能相等 根据动能定理W Ek2 Ek1知 W 0 故选 A 明确水平力即为合外力 且合外力的功与动能的增量相等是解题的关键 答案 A 4 一人用力把质量为 1 kg 的物体由静止提高 1 m 使物体获得 2 m s 的速度 则 A 人对物体做的功为 12 J B 合外力对物体做的功为 2 J C 合外力对物体做的功为 12 J D 物体克服重力做功为 10 J 答案 A B D 5 人通过滑轮将质量为 m 的物体 沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面 物体上升的高度为 h 到达斜面顶端的速度为 v 如图所示 则在此过程中 A 物体所受的合外力做功为 mgh 2 1 2 mv B 物体所受的合外力做功为 2 1 2 mv 用心 爱心 专心 2 C 人对物体做的功为 mgh D 人对物体做的功大于 mgh 解析 物体沿斜面做匀加速运动 根据动能定理 W合 WF Wf mgh 其中 Wf为物 2 1 2 mv 体克服摩擦力做的功 人对物体做的功即是人对物体的拉力做的功 所以 W人 WF Wf mgh A C 错误 B D 正确 2 1 2 mv 答案 B D 6 2011 届 广州测试 质量为 1 kg 的物体以某一初速度在水平地面上滑行 由于受到 地面摩擦阻力作用 其动能随位移变化的图线如图所示 g 10 m s2 则物体在水平地面上 A 所受合外力大小为 5 N B 滑行的总时间为 4 s C 滑行的加速度大小为 1 m s2 D 滑行的加速度大小为 2 5 m s2 解析 物体初动能为 50 J 初速度为 10 m s 在摩擦力作用下滑动 20 m 动能为零 根据动能定理得所受合外力为 2 5 N A 错 由牛顿第二定律知物体加速度大小为 2 5 m s2 C 错 D 对 时间t 4 s B 对 v0 a 答案 B D 7 如图所示 AB为圆弧轨道 BC为水平直轨道 圆弧的半径为R BC的长度也是 1 4 R 一质量为m的物体 与两个轨道间的动摩擦因数都为 当它由轨道顶端A从静止开始 下落 恰好运动到C处停止 那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为 A mgR B mgR 1 2 1 2 C mgR D 1 mgR 解析 物体从A运动到B所受的弹力要发生变化 摩擦力大小也要发生变化 所以 克服摩擦力所做的功不能直接由功的计算公式求得 而在BC段克服摩擦力所做的功可直接 求得 答案 D 8 如图所示 一名消防队员在模拟演习训练中 沿着竖立在地面上的钢管往下滑 已 知这名消防队员的质量为 60 kg 他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑 滑到地 面时速度恰好为零 如果他加速时的加速度大小是减速时的 2 倍 下滑的总时间为 3 s 下滑 的总距离为 12 m g 取 10 m s2 那么该消防队员 用心 爱心 专心 3 A 下滑过程中最大速度为 8 m s B 匀加速与匀减速过程的时间之比为 2 1 C 匀加速与匀减速过程中摩擦力做的功之比为 1 14 D 消防队员匀加速过程是超重状态 匀减速过程是失重状态 解析 利用平均速度公式得到 h 12 m t 解得最大速度为 v 8 m s A 项正确 2 v v a1t1 a2t2 因做匀加速的加速度 a1是做匀减速的加速度 a2的 2 倍 所以匀加速时间与匀减 速时间之比为 1 2 位移之比为 1 2 B 项错误 匀加速向下消防队员为失重状态 匀减速 向下消防队员为超重状态 D 项错误 利用动能定理 在匀加速阶段 有 mgh1 W1 2 2 1 mv 解得 W1 480 J 在匀减速下降过程中 有 mgh2 W2 0 解得 W2 6 720 J 两者相比得 2 2 1 mv 到 C 项正确 答案 A C 9 如图所示 电梯质量为M 地板上放置一质量为m的物体 钢索拉电梯由静止开始向 上加速运动 当上升高度为H时 速度达到v 则 A 地板对物体的支持力做的功等于mv2 1 2 B 地板对物体的支持力做的功等于mgH C 钢索的拉力做的功等于Mv2 MgH 1 2 D 合力对电梯M做的功等于Mv2 1 2 解析 对物体m用动能定理得WN mgH mv2 故WN mgH mv2 选项 A B 错 1 2 1 2 误 钢索拉力做的功WF拉 M m gH M m v2 故选项 C 错误 由动能定理可知 合力 1 2 对电梯M做的功等于电梯动能的变化Mv2 故选项 D 正确 1 2 答案 D 二 非选择题 共 55 分 10 17 分 如图所示 物体在离斜面底端 5 m 处由静止开始下滑 然后滑上由小圆弧 与斜面连接的水平面上 若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为 0 4 斜面倾角为 37 求物体能在水平面上滑行多远 用心 爱心 专心 4 解析 物体在斜面上受重力 mg 支持力 滑动摩擦力的作用 沿斜面加速下滑 N1 F f F 因 0 4 tan 0 75 直到静止 解法 1 对物体在斜面上和水平面上时受力分析如图所示 知物体下滑阶段 mgcos37 N1 F 故 mgcos37 1f F N1 F 由动能定理得 mgsin37 l1 mgcos37 l1 2 1 1 2 mv 在水平面上运动过程中 mg 2f F N2 F 由动能定理得 mg l2 0 2 1 1 2 mv 由 两式可得 m 3 5 m 21 sin37cos37 ll oo 0 60 4 0 8 5 0 4 解法 2 物体受力分析同上 物体运动的全过程中 初 末状态的速度均为零 对全过程运用动能定理有 mgsin37 l1 mgcos37 l1 mg l2 0 得 m 3 5 m 21 sin37cos37 ll oo 0 60 4 0 8 5 0 4 答案 3 5 m 11 18 分 以 20 m s 的初速度 从地面竖直向上抛出一物体 它上升的最大高度是 18 m 如果物体在运动过程中所受阻力的大小不变 求 1 物体在离地面多高处 物体的动能与重力势能相等 以地面为零势能面 取 g 10 m s2 2 物体回到抛出点的速度大小 解析 1 上升过程中 重力 阻力做功 据动能定理有 用心 爱心 专心 5 mg Ff H 2 0 1 2 mv 设物体上升过程中经过距地面 h1 处动能等于重力势能 mgh1 2 1 1 2 mv 据动能定理 mg Ff h1 2 1 1 2 mv 2 0 1 2 mv 设物体下落过程中经过距地面 h2处动能等于重力势能 mgh2 2 2 1 2 mv 据动能定理 mg Ff H h2 2 2 1 2 mv 解得 h1 9 5 m h2 8 5 m 2 物体下落过程中 mg Ff H 2 3 1 2 mv 解得 v3 m s 8 5 答案 1 9 5 m 与 8 5 m 2 m s8 5 12 20 分 某兴趣小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究 他们让这辆小车在水平 的直轨道上由静止开始运动 并将小车运动的全过程记录下来 通过处理转化为v t图象 如图所示 除 2 10 s 时间段内的图象为曲线外 其余时间段图象均为直线 已知小车运动 的过程中 2 14 s 时间段内小车的功率保持不变 在 14 s 末停止遥控而让小车自由滑 行 小车的质量为 1 kg 可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变 求 1 小车所受到的阻力大小 2 小车匀速行驶阶段的功率 3 小车在加速运动过程中位移的大小 解析 1 由图象可得 在 14 18 s 时间内 a 1 5 m s2 v t 阻力大小 ma 1 5 N f F 2 在 10 14 s 内