【创新设计】高考物理总复习2-5-2动能动能定理

1、第2讲动能动能定理h随堂检测演练1. 一个25 kg的小孩从高度为3.0 m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s.取g=10m/s2,关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（）a.合外力做功 50jb.阻力做功 500jc.重力做功 500jd,支持力做功 50j解析：重力做功 vw= mgh25x10x3 j= 750 j, c错；小孩所受支持力方向上的位移为零，故支持力做的功为零，d错；合外力做的功 w=ek-0,即 m = ；md = gx 25x 2 2j一，一1 o一= 50j , a 项正确；wg- wfe=ek0,故 w阻=mgh 2m寸=750j - 50j

2、= 700j , b 项错 误.答案：a2.图 529如图529所示，质量为m的小车在水平恒力 f推动下，从山坡（粗糙）底部a处由静 止起运动至高为 h的坡顶b,获得速度为v, ab之间的水平距离为 s,重力加速度为 g. 下列说法正确的是（）12a.小车克服重力所做的功是 mghb.合外力对小车做的功是 2mv,1 21 2c.推力对小车做的功是 2mv+ mgh d .阻力对小车做的功是 -mv+ mgh fs解析：小车克服重力做功 ww= gh= mgh, a选项正确；由动能定理小车受到的合力做的功1 2等于小车动能的增加，w4= a e=2m2, b选项正确；由动能定理，w=wi+wf

3、c + w阻1 21212= 2mv,所以推力做的功 wt= 2mvw且wt = _2mv+mgh-w且，c选项错反；阻力对小1212车做的功 w且=2mv wtwi =2mv+mgh fs, d选项正确.答案：abd3.图 5 2 10如图5210所示，在抗洪救灾中，一架直升机通过绳索，用恒力f竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑 空气浮力，则在此过程中，以下说法正确的有()a.力f所做功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量b.木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量c.力f、重力、阻力，三者合力所做的功等于木箱动能的增量d.力f和阻力的

4、合力所做的功等于木箱机械能的增量解析:对木箱受力分析如图所示,用心爱心专心11则由动能定理:w mgh wf = a ek 故 c 对.由上式得： w wf = a r+ mgh,即 w wf = a e+ a &= a e.故a错d对.由重力做功与重力势能变化关系知b对，故b、c、d对.答案：bcd4.图 5-2-11如图5-2-11甲所示，一质量为 m= 1 kg的物块静止在粗糙水平面上的 a点，从t=0时刻开始，物块在按如图乙所示规律变化的水平力f的作用下向右运动，第 3s末物块运动到b点且速度刚好为0,第5 s末物块刚好回到 a点，已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数= 0.2 , g取

5、10 m/s 2,求：(1)a、b间的距离;(2)水平力f在5 s时间内对物块所做的功.解析：(1)由图乙可知在35 s内物块在水平恒力作用下由b点匀加速运动到 a点，设加速度为a, a b间的距离为s,则有f-mg= ma a=f mg 4 0.2 x1x102m/s=2 m/s 2, s= -at 2= 4 m.，2(2)设整个过程中水平力所做功为w,物块回到a点时的速度为va,由动能定理得:w 2mgs= 2mva, va= 2as, w= 2 mgs+ max 24 j.答案：(1)4 m (2)24 j5.图 5-2-12如图5212所示，ab是倾角为0的粗糙直轨道，bcd是光滑的圆

6、弧轨道，ab恰好在 b点与圆弧相切，圆弧的半径为r.一个质量为 m的物体(可以看作质点)从直轨道上的p点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动.已知p点与圆弧的圆心 o等高，物体与轨道ab间的动摩擦因数为 科.求：(1)物体做往返运动的整个过程中在ab轨道上通过的总路程；(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点e时，对圆弧轨道的压力；(3)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点d,释放点距b点的距离l应满足什么条件.解析：(1)因为摩擦始终对物体做负功，所以物体最终在圆心角为20的圆弧上往复运动.r对整体过程由动能定理得：mgr cos 0 mgcos 0 s=0,所以总路程为 s=一1 2(2)对

7、b-e 过程 mgr(1 cos 0 ) =2mvmefnmg=w r由得对轨道压力：fn= (3 2cos 0 )mg.(3)设物体刚好到d点,mvj则 mg=-!r ,12对全过程由动能th理得： mgl sin 0 科 mgcos 0 - l mgr(1+ cos 0 ) = 2mdd由得应满足条件：l3 + 2cos 0- r.2(sin 0 cos 0 )r3+2cos 0答案：7 (2)(3 2cos e)mg 2(sin e-cos e) rb作业手册、i1. 质量不等，但有相同动能的两物体，在动摩擦因数相同的水平地面上滑行直到停止，则 下列说法正确的有（）a.质量大的物体滑行距

8、离大b.质量小的物体滑行距离大c.质量大的物体滑行时间长d.质量小的物体滑行时间长g g解析：物体的动能全部用来克服摩擦阻力做功，有mgl? 1 =猛，质量小，滑行 距离大.2ek而t=am,质量小，滑行时间长.答案：bd2. 一个木块静止于光滑水平面上，现有一个水平飞来的子弹射入此木块并深入2 cm而相对于木块静止，同时间内木块被带动前移了1 cm,则子弹损失的动能、木块获得动能以及子弹和木块共同损失的动能三者之比为（）a 3 ： 1 ： 2b. 3 ： 2 ： 1c. 2 ： 1 ： 3d. 2 ： 3 ： 1解析：设子弹深入木块深度为d,木块移动s,则子弹对地位移为 d + s;设子弹与

9、木块的相互作用力为f,由动能定理，子弹损失的动能等于子弹克服木块阻力所做的功，即ae1 = f（d +s）,木块所获得的动能等于子弹对木块作用力所做的功，即ae2=fs ,子弹和木块共同损失的动能为ae3= ae1 ae2= fd ,即三者之比为 （d +s） ： s ： d =3 ： 1 ： 2.答案：a3. （2010 江门模拟）起重机将物体由静止举高h时，物体的速度为 v,下列各种说法中正确的是（不计空气阻力）（）a.拉力对物体所做的功，等于物体动能和势能的增量b.拉力对物体所做的功，等于物体动能的增量c.拉力对物体所做的功，等于物体势能的增量d.物体克服重力所做的功，大于物体势能的增量

10、解析：根据动能定理 w w= mv/2 , w= mgh,所以 w= mv/2 +mgh, a正确，b、c错误;物体克服重力所做的功，等于物体重力势能的增量，d错误.答案：a4 .小球由地面竖直上抛， 上升的最大高度为 h,设所受阻力大小恒定， 地面为零势能面. 在 上升至离地高度 h处，小球的动能是势能的 2倍，在下落至离地高度 h处，小球的势能是动能的2倍，则h等于（ha.92hc.3h34hd4解析：设小球上升离地高度h时，速度为vi,地面上抛时速度为 vo,下落至离地面高度h处速度为v2,设空气阻力为f上升阶段： mgh- fh = 2m4， mgh fh =2m4一mv12又 2mg

11、h= 2mv下降阶段：mg(h h) f(h h) =2mv2, mgh= 2x；mv由上式联立得：h = ：h. 9答案：d图 5 2 13如图5-2- 13所示，一轻弹簧直立于水平地面上，质量为m的小球从距离弹簧上端 b点h高处的a点自由下落，在 c点处小球速度达到最大.x0表示b、c两点之间的距离；r表示小球在c处的动能.若改变高度 h,则下列表示xo随h变化的图象和 r随h变化 的图象中正确的是（）bcd解析：由题意“在 c点处小球速度达到最大”，可知c点是平衡位置，小球受到的重力12与弹力平衡，该位置与 h无关，b项正确；根据动能7e理有 mg（h+xo） - ep=2mv：= r,

12、 其中x0与弹性势能b为常数，可判断出 c项正确.答案：bc6.图 5 2 14如图5214所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块（可视为质点）由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至 c点停止.若圆弧轨道半径为r,物块与水平面间的动摩擦因数为,下列说法正确的是（）a.物块滑到b点时的速度为vgrb.物块滑到b点时对b点的压力是3mg7.rc. c点与b点的距离为一解析：物块滑到= 3mg, b 正确.c正确.答案：bcdd.整个过程中物块机械能损失了mgr12 vb 点时，mgr= 2mv- 0, v=r2gr, a不正确.

13、 在 b 点，fnmg= mr, fn从a点至ij c点，机械能损失了 mgr d正确.mgr-科mgs= 0 0, s =,图 5 2 15如图5215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，以地面为参考系， a和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b. b对a的摩擦力所做的功等于 a的动能的增量c. a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

14、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物体应用动能定理， w w = a ekb,即w= a ekb + w，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：bd8.图 5 2 16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

15、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500 j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 5216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. 200 jb. 250 j c . 300 jd . 500 j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：0ek0=ff xi,可得ff= 50 n,启动自充电装置后，自行车向前滑行时用于

16、克服 摩擦做功为： w= ffx2= 300 j ,设克服电磁阻力做功为w ,由动能定理得：w w=0ek。，可得 w = 200 j.答案：a9.如图5-2-17,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， 使之沿斜面加速向上移动.在移动过程中，下列说法正确的是（）a. f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b. f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.木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能d. f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：木箱加速上滑的过程中，拉力f做正功，重力和摩擦力做负功.支持力不做功， 12 一

17、12.由动能定理得： w w w = 2mv0.即w= wg+ w + mv.a、b错误，又因克服重力做功wg等于物体重力势能的增加，所以 w/=a&+ar+w,故d正确，又由重力做功与重力 势能变化的关系知 c也正确.答案：cd10.在2008年四川汶川大地震抗震救灾活动中，为转移被困群众动用了直升飞机.设被救人员的质量 m= 80 kg ,所用吊绳的拉力最大值fm= 1 200 n ,所用电动机的最大输出功率为pm= 12 kw,为尽快吊起被困群众，操作人员采取的办法是，先让吊绳以最大的拉力工作一段时间，而后电动机又以最大功率工作，被救人员上升h=90 m时恰好达到最大速度（g取10 m/

18、s 2），试求：（1）被救人员刚到达机舱时的速度;（2）这一过程所用的时间.解析：（1）第一阶段绳以最大拉力拉着被救人员匀加速上升，当电动机达到最大功率时,功率保持不变，被救人员变加速上升，速度增大，拉力减小，当拉力与重力相等时速度达到最大.由pm= ffvm= mgw得 vm=pmmg12x 10380x10m/s = 15 m/s(2)afm mg 1 200 802 10m=80m/s 2= 5 m/s 2匀加速阶段的末速度3,公v1 = j=: m/s =10 m/s ,时间 t1 = vj = - s =2 sfm1 200a15,、v1上升的高度h1 = v：t101 = - x

19、2 m= 10 m对于以最大功率上升过程，由动能定理得：pnt 2- mg(h- hi) =-1mm-；m2代入数据解得12= 5.75 s,所以此过程所用总时间为t = ti + t2=(2+5.75) s=7.75 s.答案：(1)15 m/s (2)7.75 s11.图 5 2 18如图5218所示，质量 m= 0.5 kg的小球从距离地面高 h= 5 m处自由下落，到达地面时恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动，半圆形槽的半径r= 0.4 m,小球到达槽最低点时速率恰好为10 m/s ,并继续沿槽壁运动直到从槽左端边缘飞出且沿竖直方向上升、下落，如此反复几次，设摩擦力大小恒定不变，取g=

20、10 m/s：求：(1)小球第一次飞出半圆形槽上升到距水平地面的高度h为多少？(2)小球最多能飞出槽外几次？解析：(1)在小球下落到最低点的过程中，设小球克服摩擦力做功为w,由动能定理得:12八mg(h+ r) w = 2mv 0从小球下落到第一次飞出半圆形槽上升到距水平地面h高度的过程中,由动能定理得 mg(h h) 2w = 0- 0 22v10联立解得：h = h 2r= 10 m 5 m 2x0.4 m = 4.2 m.g10(2)设小球最多能飞出槽外n次，则由动能定理得：mgh- 2nw= 0-0mgh2 |mg(h+ r)-2m2gh2g(h + r)v2= 6.25故小球最多能飞出槽外6次.答案：(1)4.2 m (2)6 次12.图 5