届高考物理一轮复习第五章机械能及其守恒定律第二节动能动能定理课后达标新人教版.doc

第二节 动能 动能定理(建议用时：60分钟)一、单项选择题1(2022·襄阳模拟)用竖直向上大小为30 N的力F，将2 kg的物体从沙坑外表由静止提升1 m时撤去力F，经一段时间后，物体落入沙坑，测得落入沙坑的深度为20 cm.假设忽略空气阻力，g取10 m/s2.那么物体克服沙坑的阻力所做的功为()A20 JB24 JC34 J D54 J解析：选C.对整个过程应用动能定理得：F·h1mgh2Wf0，解得：Wf34 J，C对2.(2022·宁波模拟)如下图，木盒中固定一质量为m的砝码，木盒和砝码在桌面上以一定的初速度一起滑行一段距离后停止现拿走砝码，而持续加一个竖直向下的恒力F(Fmg)，假设其他条件不变，那么木盒滑行的距离()A不变B变小C变大 D变大变小均可能解析：选B.设木盒质量为M，木盒中固定一质量为m的砝码时，由动能定理可知，(mM)gx1(Mm)v2，解得x1；加一个竖直向下的恒力F(Fmg)时，由动能定理可知，(mM)gx2Mv2，解得x2.显然x2<x1.3.(2022·北京101中学检测)如下图，质量为m的物体静置在水平光滑平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度v0向右匀速拉动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处，在此过程中人所做的功为()A. BC. Dmv解析：选C.由题意知，绳与水平方向夹角为45°时，沿绳方向的速度vv0cos 45°，故质量为m的物体速度等于，对物体应用动能定理可知，在此过程中人所做的功为Wmv20，C正确4(2022·杭州名校质检)如下图，物体与三块材料不同的地毯间的动摩擦因数分别为、2和3，三块材料不同的地毯长度均为l，并排铺在水平地面上，该物体以一定的初速度v0从a点滑上第一块，那么物体恰好滑到第三块的末尾d点停下来，物体在运动中地毯保持静止，假设让物体从d点以相同的初速度水平向左运动，那么物体运动到某一点时的速度大小与该物体向右运动到该位置的速度大小相等，那么这一点是()Aa点 Bb点Cc点 Dd点解析：选C.对物体从a运动到c，由动能定理，mgl2mglmvmv，对物体从d运动到c，由动能定理，3mglmvmv，解得v2v1，选项C正确5.如图，竖直平面内的轨道和都由两段细直杆连接而成，两轨道长度相等用相同的水平恒力将穿在轨道最低点B的静止小球，分别沿和推至最高点A，所需时间分别为t1、t2；动能增量分别为Ek1、Ek2.假定球在经过轨道转折点前后速度的大小不变，且球与、轨道间的动摩擦因数相等，那么()AEk1>Ek2；t1>t2BEk1Ek2；t1>t2CEk1>Ek2；t1<t2 DEk1Ek2；t1<t2解析：选B.两轨道长度相等，球与、轨道间的动摩擦因数相等，Wf(mgcos Fsin )·smgxFh，用相同的水平恒力使它们到达最高点，那么水平恒力做功相等，摩擦力做功相等，重力做功相等，根据动能定理WFmghWfEk知，动能的增量相等，即Ek1Ek2.作出小球在轨道、上运动的vt图象如下图，那么t1>t2.6.如下图，某滑草场有两个坡度不同的滑道AB和AB(均可看做斜面)质量相同的甲、乙两名游客先后乘坐同一滑草板从A点由静止开始分别沿AB和AB滑下，最后都停在水平草面上，斜草面和水平草面平滑连接，滑草板与草面之间的动摩擦因数处处相同，以下说法正确的选项是()A甲沿斜草面下滑过程中克服摩擦力做的功比乙的多B甲、乙经过斜草面底端时的速率相等C甲、乙最终停在水平草面上的同一位置D甲停下时的位置与B的距离和乙停下时的位置与B的距离相等解析：选C.设斜草面长度为l，倾角为，游客在斜草面上下滑，克服摩擦力做功Wmglcos ，因此甲克服摩擦力做的功少，选项A错误；由A点到斜草面底端过程，由动能定理有mghmglcos mv2，可得vB>vB，选项B错误；游客由A点开始下滑到停在水平草面上，设x为游客最终停在水平草面上的位置与斜草面底端的距离，由动能定理有mghmg(lcos x)0，那么lcos x，与斜草面的倾角无关，所以甲、乙最终停在水平草面上的同一位置，选项C正确、D错误二、多项选择题7质量为1 kg的物体静止在水平粗糙的地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示，外力F和物体克服摩擦力Ff做的功W与物体位移x的关系如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2.以下分析正确的选项是()A物体与地面之间的动摩擦因数为0.2B物体运动的位移为13 mC物体在前3 m运动过程中的加速度为3 m/s2Dx9 m时，物体的速度为3 m/s解析：选ACD.由WfFfx对应题图乙可知，物体与地面之间的滑动摩擦力Ff2 N，由Ffmg可得0.2，A正确；由WFFx对应题图乙可知，前3 m内，拉力F15 N，39 m内拉力F22 N，物体在前3 m内的加速度a13 m/s2，C正确；由动能定理得：WFFfxmv2，可得：x9 m时，物体的速度为v3 m/s，D正确；物体的最大位移xm13.5 m，B错误8(2022·河北衡水中学模拟)如下图，质量为0.1 kg的小物块在粗糙水平桌面上滑行4 m后以3.0 m/s的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，物块与桌面间的动摩擦因数为0.5，桌面高0.45 m，假设不计空气阻力，取g10 m/s2，那么以下说法错误的选项是()A小物块的初速度是5 m/sB小物块的水平射程为1.2 mC小物块在桌面上克服摩擦力做8 J的功D小物块落地时的动能为0.9 J解析：选ABC.小物块在桌面上克服摩擦力做功WfmgL2 J，C错在水平桌面上滑行，由动能定理得Wfmv2mv，解得v07 m/s，A错小物块飞离桌面后做平抛运动，有xvt、hgt2，联立解得x0.9 m，B错设小物块落地时动能为Ek，由动能定理得mghEkmv2，解得Ek0.9 J，D对9.(2022·南宁月考)在有大风的情况下，一小球自A点竖直上抛，其运动轨迹如下图(小球的运动可看做竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的初速度为零的匀加速直线运动的合运动)，小球运动轨迹上的A、B两点在同一水平直线上，M点为轨迹的最高点假设风力的大小恒定，方向水平向右，小球在A点抛出时的动能为4 J，在M点时它的动能为2 J，落回到B点时动能记为EkB，小球上升时间记为t1，下落时间记为t2，不计其他阻力，那么()Ax1x213Bt1<t2CEkB6 J DEkB12 J解析：选AD.由小球上升与下落时间相等即t1t2得，x1(x1x2)12214，即x1x213，A正确，B错误；AM应用动能定理得mghW1mvmv2，竖直方向有v22gh式联立得W12 JAB风力做功W24W18 J，AB由动能定理W2EkBEkA，可求得EkB12 J，C错误，D正确102022年北京和张家口将携手举办冬奥会，因此在张家口建造了高标准的滑雪跑道，来迎接冬奥会的到来如下图，一个滑雪运发动从左侧斜坡距离坡底8 m处自由滑下，当下滑到距离坡底s1处时，动能和势能相等(以坡底为参考平面)；到坡底后运发动又靠惯性冲上斜坡(不计经过坡底时的机械能损失)，当上滑到距离坡底s2处时，运发动的动能和势能又相等，上滑的最大距离为4 m关于这个过程，以下说法中正确的选项是()A摩擦力对运发动所做的功等于运发动动能的变化量B重力和摩擦力对运发动所做的总功等于运发动动能的变化量Cs1<4 m，s2>2 mDs1>4 m，s2<2 m解析：选BC.运发动在斜坡上滑行的过程中有重力做功，摩擦力做功，由动能定理可知A错，B对从左侧斜坡s处滑至s1处过程中，由动能定理得：mg(ss1)sin Wfmv2(其中s8 m，s1是距坡底的距离)因为下滑到距离坡底s1处动能和势能相等，所以有：mgs1·sin mv2由得：mg(ss1)sin Wfmgs1·sin 由得：ss1>s1，即s1<4 m同理，从右侧斜坡s2处滑至s(s4 m)处过程中，由动能定理得：mg(ss2)·sin Wf0mv因为距坡底s2处动能和势能相等，有mgs2·sin mv由得：mg(ss2)·sin Wfmgs2·sin 由式得：ss2<s2，即s2>2 m综上所述，C正确，D错误三、非选择题11(2022·高考天津卷)我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具欣赏性的工程之一如下图，质量m60 kg的运发动从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a3.6 m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度vB24 m/s，A与B的竖直高度差H48 m，为了改变运发动的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h5 m，运发动在B、C间运动时阻力做功W1 530 J，取g10 m/s2.(1)求运发动在AB段下滑时受到阻力Ff的大小；(2)假设运发动能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，那么C点所在圆弧的半径R至少应为多大解析：(1)运发动在AB段做初速度为零的匀加速运动，设AB的长度为x，那么有v2ax由牛顿第二定律有mgFfma联立式，代入数据解得Ff144 N(2)设运发动到C点时的速度为vC，在由B处运动到达C点的过程中，由动能定理有mghWmvmv设运发动在C点所受的支持力为FN，由牛顿第二定律有FNmg由运发动能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，联立式，代入数据解得R12.5 m.答案：(1)144 N(2)12.5 m12.如下图，某同学在一辆车上荡秋千，开始时车轮被锁定车的右边有一个和地面相平的沙坑，且车右端和沙坑左边缘平齐当同学摆动到最大摆角60°时，车轮立即解除锁定，使车可以在水平地面无阻力运动该同学此后不再做功，并可以忽略自身大小秋千绳子长度L4.5 m，该同学和秋千板的总质量m50 kg，车辆和秋千支架的总质量M200 kg，重力加速度g10 m/s2.试求：(1)该同学摆到最低点时的速率；(2)在摆到最低点的过程中，绳子对该同学和秋千板做的功；(3)该同学到最低点时，顺势离开秋千板，他落入沙坑的位置距离左边界多远？车辆长度s3.6 m，秋千架安装在车辆的正中央，且转轴离地面的高度H5.75 m.解析：(1)对整个系统摆到最低点的过程水平方向动量守恒：0mv1Mv2机械能守恒：mgL(1cos )mvMv代入数据，联立解得该同学摆到最低点的速率为v16 m/s.(2)对同学摆到最低点的过程，由动能定理，有WrWGmv又WGmgL(1cos )代入数据，解得绳子对该同学和秋千板做的功为Wr225 J.(3)同学离开秋千板后做平抛运动，有HLgt2xv1t代入数据，解得x3 m同学离开秋千板之前的过程，整个系统水平方向动量守恒：0mv1xMv2x由于运动时间相同，故有：0mx1Mx2且x1x2Lsin 60°联立解得x20.779 m故同学的落点与沙坑左边界距离dxx20.421 m.答案：见解析