高中一轮物理练习第五章第二讲《动能定理及其应用》

1、优秀学习资料欢迎下载第五章第二讲动能定理及其应用1如图 1 所示，质量相同的物体分别自斜面AC 和 BC 的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C 点时的动能分别为 Ek1 和 E k2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1 和 W2，则 ()A E k1 E k2W1 W2B E k1 E k2W1 W2C E k1 E k2W1 W2D Ek1 E k2W1 W2解析： 设斜面的倾角为 ，斜面的底边长为l，则下滑过程中克服摩擦力做的功为W mgcos·l/cos mgl，所以两种情况下克服摩擦力做的功相等又由于B 的高度比 A 低，所以由动能定理

2、可知Ek1 Ek2，故选 B.答案： B2一质量为 m 的小球用长为l 的轻绳悬挂于O 点，小球在水平力作用下，从平衡位置 P 点缓慢地移动，当悬线偏离竖直方向角时，水平力大小为F ，如图 2 所示，则水平力所做的功为()A mglcosB Fl sinC mgl(1 cos)D Fl cos解析： 小球在缓慢移动的过程中， 动能不变， 故可用动能定理求解，即 WFWG 0，其中 WG mgl(1 cos)，所以 WF WG mgl(1 cos)，选项 C 正确答案： C3 (2010 南·通模拟 )如图 3 甲所示，静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力 F 作用下，沿x

3、 轴方向运动，拉力F 随物块所在位置坐标x 的变化关系如图乙所示，图线为半圆则小物块运动到x0 处时的动能为()图 31A 0B.2F mx0 2C. F m x0D. x044解析： 根据动能定理，小物块运动到x0 处时的动能为这段时间内力F 所做的功，物优秀学习资料欢迎下载块在变力作用下运动，不能直接用功的公式来计算，但此题可用根据图象求“ 面积 ”的方法来解决力F 所做的功的大小等于半圆的11“面积 ” 大小 E k W S 圆 22x02x0整理得k 0 2(，又 F m2Em0， C 选项正确2 ).4F x8 x答案： C4 (2010 济·南质检 )如图 4 所示，电梯

4、质量为M，地板上放着一质量为 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()12A地板对物体的支持力做的功等于2mvB地板对物体的支持力做的功等于mgHC钢索的拉力做的功等于1M v2 MgH212D合力对电梯做的功等于2M v解析： 对物体 m 用动能定理： WF N mgH 1212均mv，故WF N mgH mv ， A、B2212错；钢索拉力做的功，WF 拉 (M m)gH 2(M m)v， C 错；由动能定理知，合力12对电梯 M 做的功应等于电梯动能的变化2M v，D 正确答案： D5如图 5 所示，质量为m 的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑

5、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 F 时，物体仍做匀速圆4周运动，半径为2R，则外力对物体做的功为()FR3FRA 4B. 45FRFRC. 2D. 4mv 12Fmv221212FR解析：F R ，42R，由动能定理得 W2mv2 2mv1，联立解得W 4，即外力做功为FR4 .A 项正确答案： A6一个小物块从底端冲上足够长的斜面后，又返回斜面底端已知小物块的初动能为E，它返回斜面底端的速度大小为v ，克服摩擦阻力做功为E/2.若小物块冲上斜面的优秀学习资料欢迎下载动能为2E ，则物块()A返回斜面底端时的动能为EB返回斜面底端时的动能为3E /

6、2C返回斜面底端时的速度大小为2vD返回斜面底端时的速度大小为v解析： 设初动能为E 时，小物块沿斜面上升的最大位移为s1，初动能为2E时，小物块沿斜面上升的最大位移为s2，斜面的倾角为，由动能定理得：mgs1sin F fs1E E 1 2 0 E,2F fs1 2 ， E 2 2mv ；而 mgs2sin F fs2 0 2E，可得： s2 2s1，所以返回斜面底端时的动能为 2E 2F fs2 E， A 正确， B 错误；由 E 12mv 2 可得 v 2v ，C 、 D 均错误答案： A7 (2010 韶·关模拟 )如图 6 甲所示，一物块在t 0 时刻，以初速度v 0 从足

7、够长的粗糙斜面底端向上滑行， 物块速度随时间变化的图象如图乙所示，t0 时刻物块到达最高点，3t0 时刻物块又返回底端由此可以确定()图 6A物块返回底端时的速度B物块所受摩擦力大小C斜面倾角D 3t0 时间内物块克服摩擦力所做的功v 0解析： 上升过程中，mgsin F f ma1v0 a1t0s 2 t0下滑过程中，mgsin F f ma2v a2·2t012s 2a2(2t0 )v 05v 03mv 0以上各式联立可求得v 2 ， sin 8gt0，F f8t0，故 A、 C 正确，因不知物块的质量 m，故 F f 不可求， B 错误；对整个过程应用动能定理可得， Wf1mv

8、21mv02，22优秀学习资料欢迎下载32故 Wf mv 0，因不知 m，故 Wf 也不可求得， D 错误8答案： AC8如图 7 所示，水平传送带长为s，以速度 v 始终保持匀速运动，把质量为 m 的货物放到 A 点，货物与皮带间的动摩擦因数为 ，当货物从 A 点运动到 B 点的过程中，摩擦力对货物做的功可能()1mv212A等于B小于 mv22C大于 mgsD小于 mgs解析： 货物在传送带上相对地面的运动可能先加速后匀速，也可能一直加速而货物的最终速度小于 v ，故摩擦力对货物做的功可能等于12122mv ，可能小于2mv，可能等于 mgs，可能小于 mgs，故选 A、 B、 D.答案：

9、 ABD9 (2010 ·皋模拟如 )如图 8 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，再将小铁块放回A 处，并轻推一下使之具有初速度v0，沿新斜面向下滑动关于此情况下小铁块的运动情况的描述正确的是()A小铁块一定能够到达P 点B小铁块的初速度必须足够大才能到达P 点C小铁块能否到达P 点与小铁块的质量有关D以上说法均不对解析： 如图所示，设AB s1， BP s2， AP s3，动摩擦

10、因数为，由动能定理得：mgs1sin mgs1cos mgs2 0，可得： mgs1sin mg(s1cos s2)，设小铁块沿AP 滑到 P 点的速度为 v P，由动能定理得： 1212，因 s，mgs3sinmgs3cos2mvP2mv 01 sins3 sins1cos s2 s3cos，故得： v P v0，即小铁块可以沿AP 滑到 P 点，故 A 正确答案： A优秀学习资料欢迎下载10如图 9 所示，质量为M 0.2 kg 的木块放在水平台面上，台面比水平地面高出h 0.20 m，木块距水平台的右端 L 1.7 m 质量为m 0.10M 的子弹以v 0 180 m/s的速度水平射向木

11、块，当子弹以v 90 m/s 的速度水平射出时，木块的速度为v 1 9 m/s(此过程作用时间极短，可认为木块的位移为零)若木块落到水平地面时的落地点到台面右端的水平距离为s 1.6 m ，求： ( g 取 10 m/s2 )(1)木块对子弹所做的功W1 和子弹对木块所做的功W2 ；(2)木块与台面间的动摩擦因数.解析： (1) 由动能定理得，木块对子弹所做的功为W11mv21mv 02 243 J22同理，子弹对木块所做的功为W2 12M v 12 8.1 J.(2)设木块离开台面时的速度为v2，木块在台面上滑行阶段对木块由动能定理，有：1212 MgL 2M v22M v1木块离开台面后的

12、平抛阶段s v 22hg解得 0.50.答案： (1) 243 J8.1 J(2)0.5011 (2010 南·通月考 )如图 10 为车站使用的水平传送带装置的示意图，绷紧的传送带始终保持3.0 m/s 的恒定速率运行，传送带的水平部分AB 距水平地面的高度 h 0.45m，现有一质量为m 10 kg 的行李包 (可视为质点 )由 A端被传送到 B 端，且传送到 B 端时没有被及时取下，行李包从 B 端水平抛出已知行李包与传送带之间动摩擦因数为 0.2，且 A 与 B 之间距离为 L 6 m不计空气阻力，g 取 10 m/s2.(1)行李包从A 传送到 B 的过程中，摩擦力对物块做

13、的功为多少？(2)行李包从B 端水平抛出后在空中运动的时间和飞出的水平距离为多少？解析： (1)设行李包加速到传送带的速度v 3.0 m/s，经历的时间为t ，则有 v gt0101.此过程中行李包的位移12s1 12gt.优秀学习资料欢迎下载可求得 s12.25 m L，故行李包在B 端被平抛的速度vB v 0 3.0 m/s.Wf1mv0 245 J.2(2)由12s2 vB 22h2gtt可得 t2 0.3 ss20.9 m.答案： (1)45 J(2)0.3 s0.9 m12如图 11 所示为“ S”形玩具轨道，该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的，固定在竖直平面内，轨道弯曲部分是由两

14、个半径相等的半圆连接而成的，圆半径比细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切，弹射装置将一个小球 (可视为质点 )从 a 点水平射向b 点并进入轨道，经过轨道后从p 点水平抛出，已知小球与地面ab 段间的动摩擦因数 0.2，不计其他机械能损失， ab 段长 L 1.25 m，圆的半径 R 0.1 m，小球质量 m 0.01 kg，轨道质量为 M 0.15 kg， g 10 m/s2，求：(1)若 v0 5 m/s，小球从p 点抛出后的水平射程；(2)若 v0 5 m/s，小球经过轨道的最高点时，管道对小球作用力的大小和方向；(3)设小球进入轨道之前，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，当v0 至少为多大时，轨道对地面的压力为零解析： (1) 设小球运动到p 点时的速度大小为v ，对小球由a 点运动到 p 点的过程，应用动能定理得：1212 mgL 4Rmg 2mv 2mv 0 小球从 p 点抛出后做平抛运动，设运动时间为t，水平射程为s，则124R 2gt s v t联立 代入数据解得s0.46 m(2)设在轨道最