【高考复习】2020版高考物理全程复习课后练习15动能和动能定理(含答案解析).pdf

2020版高考物理全程复习课后练习15 动能和动能定理1.韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J韩晓鹏在此过程中()A动能增加了1 900 JB动能增加了2 000 JC重力势能减小了1 900 JD重力势能减小了2 000 J2.下列有关动能的说法正确的是()A.物体只有做匀速运动时,动能才不变B.物体的动能变化时,速度不一定变化C.物体做平抛运动时,水平速度不变,动能不变D.物体做自由落体运动时,物体的动能增加3.一质点在015 s 内竖直向上运动，其加速度时间图象如图所示，若取竖直向下为正，g取 10 m/s2，则下列说法正确的是()A质点的机械能不断增加B在 05 s 内质点的动能增加C在 1015 s 内质点的机械能一直增加D在 t=15 s时质点的机械能大于t=5 s时质点的机械能4.在地面上某处将一金属小球竖直向上拋出，上升一定高度后再落回原处，若不考虑空气阻力，则下列图象能正确反映小球的速度、加速度、位移和动能随时间变化关系的是(取向上为正方向)()5.一个人站在高为H的平台上，以一定的初速度将一质量为m的小球抛出测出落地时小球的速度大小为v，不计空气阻力，重力加速度大小为g，人对小球做的功W及小球被抛出时的初速度大小v0分别为()AW=mv2mgH，v0=12v22gHBW=mv2，v0=122gHCW=mgH，v0=v22gHDW=mv2mgH，v0=122gH6.有两个物体a 和 b，其质量分别为ma和 mb，且 mamb，它们的初动能相同，若a 和 b 分别受到不变的阻力Fa和 Fb的作用，经过相同的时间停下来，它们的位移分别为sa和 sb，则()AFaFb且 sasbBFaFb且 sasbCFaFb且 sasbDFaFb且 sasb7.如图所示，用同种材料制成的一轨道ABC，AB段为四分之一圆弧，半径为R，水平放置的BC段长为 R.一物块质量为m，与轨道间的动摩擦因数为，它由轨道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到C端停止，重力加速度为g，物块在AB段克服摩擦力做的功为()AmgR BmgR C.mgR D(1)mgR128.如图所示，AB为 圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧对应的圆的半径为R，BC的长度也是14R，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从静止开始下滑，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 C mgR D(1)mgR12129.一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek 与位移 x 关系的图线是()A B C D10.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，AC=h，此为过程；若圆环在C处获得一竖直向上的速度v，则恰好能回到A处，此为过程.已知弹簧始终在弹性范围内，重力加速度为g，则圆环()A在过程中，加速度一直减小B在过程中，克服摩擦力做的功为mv212C在 C处，弹簧的弹性势能为mv2 mgh14D在过程、过程中克服摩擦力做功相同11.(多选)静止在水平地面的物块，受到水平方向的拉力F 作用，此拉力方向不变，其大小F与时间 t 的关系如图所示，设物块与地面间的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则()A0t1时间内 F 的功率逐渐增大Bt2时刻物块的加速度最大Ct2时刻后物块做反向运动Dt3时刻物块的动能最大12.(多选)质量为 m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示在圆心处连接有力传感器，用来测量绳子上的拉力，运动过程中小球受到空气阻力的作用，空气阻力随速度减小而减小某一时刻小球通过轨道的最低点，力传感器的示数为7mg，重力加速度为g，此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，下列说法正确的是()A到最高点过程中小球克服空气阻力做的功为mgR12B到最高点过程中小球克服空气阻力做的功为mgRC再次经过最低点时力传感器的示数为5mgD再次经过最低点时力传感器的示数大于5mg13.(多选)如图所示，一小球(可视为质点)从 H=12 m高处，由静止开始沿光滑弯曲轨道AB进入半径 R=4 m的竖直圆环内侧，且与圆环的动摩擦因数处处相等，当到达圆环顶点C时，刚好对轨道压力为零；然后沿CB圆弧滑下，进入光滑弧形轨道BD，到达高度为h 的 D点时速度为零，则h 的值可能为()A10 m B9.5 m C 8.5 m D8 m14.(多选)如图所示，一根细绳的上端系在O点，下端系一重球B，放在粗糙的斜面体A上现用水平推力F 向右推斜面体使之在光滑水平面上向右匀速运动一段距离(细绳尚未到达平行于斜面的位置)在此过程中()AB做匀速圆周运动B摩擦力对重球B做正功C水平推力F 和重球 B对 A做的功的大小相等DA对重球 B所做的功与重球B对 A所做的功大小相等答案解析1.答案为：C；解析：根据动能定理，物体动能的增量等于物体所受所有力做功的代数和，即 Ek=WGWFf=1 900 J 100 J=1 800 J，A、B项错误；重力做功与重力势能改变量的关系为WG=Ep，即重力势能减少了1 900 J，C项正确，D项错误2.答案为：D；解析：物体只要速率不变,动能就不变,A 错误;物体的动能变化时,速度的大小一定变化,B错误;物体做平抛运动时,速率增大动能就会增大,C 错误;物体做自由落体运动时,其速率增大,物体的动能增加,D 正确。3.答案为：D；解析：质点竖直向上运动，015 s 内加速度方向向下，质点一直做减速运动，B错.0 5 s 内，a=10 m/s2，质点只受重力，机械能守恒；510 s 内，a=8 m/s2，受重力和向上的力F1，F1做正功，机械能增加；10 15 s 内，a=12 m/s2，质点受重力和向下的力F2，F2做负功，机械能减少，A、C错误由F合=ma可推知 F1=F2，由于做减速运动，510 s 内通过的位移大于 1015 s 内通过的位移，F1做的功大于F2做的功，515 s 内增加的机械能大于减少的机械能，所以D正确4.答案为：A；解析：小球运动过程中加速度不变，B错误；速度均匀变化，先减小后反向增大，A正确；位移和动能与时间不是线性关系，C、D错误5.答案为：A解析：对小球在空中的运动过程，有：mgH=mv2 mv，12122 0解得：v0=，W=mv=mv2 mgH，故 A正确v22gH122 0126.答案为：A；解析：设物体的初速度为v，初动能为Ek，所受的阻力为F，通过的位移为s，物体的速度与动能的关系为Ek=mv2，得 v=，由 s=t 得，s=t，122Ekmv02Ek2m由题意可知物体a、b运动时间和初动能相同，则质量越大，位移越小，mamb，所以 sasb；由动能定理得，Fs=0Ek，因初动能相同，F 与 s 成反比，则FaFb，故选 A.7.答案为：D；解析：在 BC段物块受到的摩擦力f=mg，位移为R，故在 BC段摩擦力对物块做的功W=fR=mgR，即物块克服摩擦力做的功为mgR，对整个过程由动能定理可知，mgR W1W=0，解得 W1=mgR mgR，故在 AB段克服摩擦力做的功为mgR mgR.故选D.8.答案为：D；解析：由题意可知mgR=WABWBC，WBC=mgR，所以WAB=(1)mgR，D正确9.答案为：C；解析：设物块与斜面间的动摩擦因数为，物块的质量为m，则物块在上滑过程中根据动能定理有(mgsin mgcos)x=EkEk0，即 Ek=Ek0(mgsin mgcos)x，物块沿斜面下滑的过程中有(mgsin mgcos)(x0 x)=Ek，即 Ek与 x 成一次函数关系，由此可以判断C项正确10.答案为：D；解析：圆环刚开始下滑时，圆环受到的合力向下，设弹簧原长为L，下滑过程中，对圆环受力分析，如图所示，弹簧弹力与竖直方向的夹角为，则弹簧弹力F=kL，竖(1sin 1)直方向根据牛顿第二定律可得mg FcosFN=ma，水平方向有Fsin=FN，联立三个方程可知，圆环下滑过程中受到的合力先减小后增大，圆环的加速度先减小后增大，选项A错误；在过程和中，圆环在相同位置时受到的滑动摩擦力大小相等，所以在这两个过程中克服摩擦力做的功相等，选项D正确；在过程中，根据动能定理可得WGWfW弹=0，解得 Wf=WGW弹，在过程中，根据动能定理可得WGW弹Wf=mv2，联立解得12Wf=mv2，在 C处 Ep 弹=W弹=mgh mv2，选项 B、C错误1414一、多选题11.答案为：BD；解析：在 0t1时间内，水平方向的拉力从零逐渐增大到等于最大静摩擦力，物块始终静止不动，水平拉力做功为零，功率为零，选项A错误；t2时刻水平拉力最大且大于滑动摩擦力的2倍，根据牛顿第二定律可知物块加速度最大，选项B正确；t2时刻后水平拉力逐渐减小，物块的加速度逐渐减小，速度方向不变，速度继续增大，选项C错误；t3时刻水平拉力减小到等于滑动摩擦力，速度增大到最大，t3时刻物块的动能最大，选项D正确12.答案为：AD；解析：小球在最低点时有F1=Tmg=m，解得 v1=，而在最高点时，v2 1R6gR由于小球恰好能通过最高点，所以有mg=m，可得 v2=，小球从最低点到最高点的过v2RgR程，由动能定理可得mg 2RWf=mv mv，解得空气阻力做的功Wf=mgR，选项 A正确，122122 112B错误；小球从最高点到最低点的过程，由于小球受到的空气阻力随速度的减小而减小，分析可知在同一水平面上上升过程中的阻力大于下落过程中的阻力，由动能定理可得mg 2RWf=mv mv，且此过程中空气阻力做的功Wf Wf，122 1122解得 v1，再次经过最低点时有F2=T mg=m，4gRv2 1R解得 T 5mg，选项 C错误，D正确13.答案为：BC；解析：设小球质量为m，以 B点所在水平面为零势能面，由题给条件“当到达圆环顶点C时，刚好对轨道压力为零”有 mg=，小球到达C点时，有v=gR，在 C点的动能为mv=mv 2 CR2 C122 C12mgR，则小球在 C点的机械能为2mgR mv=mgR，则小球从B点到 C点克服摩擦力做的功为122 C5212mgR，小球到达 D点时速度为零，设小球在D点的机械能为EkD，分析可知小球在从C点到 B点过程中也有摩擦力，且摩擦力做的功小于小球从B点到 C点克服摩擦力做的功mgR，故122mgR EkD mgR，52即 8 mh10 m，选项 B、C正确14.答案为：BC；解析：B的线速度大小是变化的，故不是匀速圆周运动，故A错误；如图，画出球B受到的支持力 N，摩擦力f 以及球在该位置时运动的切线的方向，由图可知，斜面对B的摩擦力沿斜面向下，与B的速度方向的夹角为锐角，所以摩擦力对重球B做正功，故B正确；A匀速运动，动能不变，根据动能定理知水平推力F 和重球 B对 A做的功的大小相等，故C正确；斜面对B的弹力和B对斜面的弹力是一对作用力和反作用力，大小相等，斜面在弹力方向上的位移等于B在弹力方向上的位移，所以A对重球 B的弹力所做的功与重球B对 A弹力所做的功大小相等，一正一负，由于B与 A间存在相对运动，A的位移与B的位移不相等，所以A对重球 B的摩擦力所做的功与重球B对 A的摩擦力所做的功大小不相等，所以 A对重球 B所做的总功与重球B对 A所做的总功大小不相等，故D错误