高考物理一轮复习 第五章 机械能 第2节 动能定理及应用练习 新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc

第五章 第二节 动能定理及应用A级基础练1(2018·福建师大附中期中)将质量为m的物体在高空中以速率v水平向右抛出，由于风力作用，经过时间t后，物体下落一段高度，速率仍为v，方向与初速度相反，如图所示在这一运动过程中不考虑空气阻力，下列关于风力做功的说法，正确的是 ()A风力对物体不做功 B风力对物体做的功(绝对值)为C风力对物体做的功(绝对值)小于D由于风力方向未知，不能判断风力做功情况解析：C对物体从开始抛出到速度再次等于v的过程，由动能定理可知W风WGmv2mv20，可知|W风|WGmgh<mg·gt2mg2t2，选项C正确2(08786437)(2018·重庆万州区一诊)如图所示，质量为m的物块与水平转台之间的动摩擦因数为，物块与转台转轴相距R，物块随转台由静止开始转动并计时，在t1时刻转速达到n，物块即将开始滑动保持转速n不变，继续转动到t2时刻，则 () A在0t1时间内，摩擦力做功为零B在0t1时间内，摩擦力做功为mgRC在0t1时间内，摩擦力做功为2mgRD在t1t2时间内，摩擦力做功为2mgR解析：B在0t1时间内，转速逐渐增加，故物块的速度逐渐增大，在t1时刻，最大静摩擦力提供向心力，有mgm，解得v.物块做加速圆周运动过程，由动能定理可知Wfmv2，由以上两式解得WfmgR，故A、C错误，B正确在t1t2时间内，物块的线速度不变，摩擦力只提供向心力，根据动能定理可知摩擦力做功为零，故D错误3如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是() Amghmv2B.mv2mghCmgh D解析：A由A到C的过程运用动能定理可得：mghW0mv2，所以Wmghmv2，故A正确4(2018·青浦区一模)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大小不变，且球与和轨道间的动摩擦因数相等，则() AEk1>Ek2，t1>t2 BEk1Ek2，t1>t2CEk1>Ek2，t1<t2 DEk1Ek2，t1<t2解析：B因为摩擦力做功Wf(mgcos Fsin )·smgxFh，可知沿两轨道运动，摩擦力做功相等，根据动能定理得：WFmghWfEk，知两次情况拉力做功相等，摩擦力做功相等，重力做功相等，则动能的变化量相等作出在两个轨道上运动的速度时间图线如图所示，由于路程相等，则图线与时间轴围成的面积相等，由图可知，t1>t2，故B正确，A、C、D错误5(08786438)(2018·吉林三校联考)如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，OM水平，ON竖直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上，B球的质量为2 kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均处于静止状态，此时OA0.3 m，OB0.4 m，改变水平力F的大小，使A球向右加速运动，已知A球向右运动0.1 m时速度大小为3 m/s，则在此过程中绳的拉力对B球所做的功为(取g10 m/s2) A11 J B16 JC18 J D9 J解析：CA球向右运动0.1 m时，vA3 m/s，OA0.4 m，OB0.3 m，设此时BAO，则有tan .vAcos vBsin ，解得vB4 m/s.此过程中B球上升高度h0.1 m，由动能定理，Wmghmv，解得绳的拉力对B球所做的功为Wmghmv2×10×0.1 J×2×42 J18 J，选项C正确6(08786439)(多选)如图所示，一个小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动小环从最高点A滑到最低点B的过程中，小环线速度大小的平方v2随下落高度h的变化图象可能是图中的() 解析：AB对小环由动能定理得mghmv2mv，则v22ghv，当v00时，B正确；当v00时，A正确7(08786440)(多选)(2016·浙江理综)如图所示为一滑草场某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为.质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin 37°0.6，cos 37°0.8)则() A动摩擦因数B载人滑草车最大速度为 C载人滑草车克服摩擦力做功为mghD载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为g解析：AB由动能定理可知：mg·2hmgcos 45°·mgcos 37°·0，解得，选项A正确；对前一段滑道，根据动能定理：mghmgcos 45°·mv2，解得：v，则选项B正确；载人滑草车克服摩擦力做功为2mgh，选项C错误；载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为ag，选项D错误；故选A、B.8.(2018·宜昌模拟)如图所示，小球从静止开始沿光滑曲面轨道AB滑下，从B端水平飞出，撞击到一个与地面成30°的斜面上，撞击点为C点已知斜面上端与曲面末端B相连若AB的高度差为h，BC间的高度差为H，则h与H的比值等于(不计空气阻力)() A. B.C. D.解析：A对AB段，根据动能定理得mghmv，解得vB，由几何关系得tan 30°，解得t，Hgt2g·，代入vB解得，故A正确，B、C、D错误B级能力练9(08786441)(2018·贵州遵义航天高级中学三模)为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角60°，长L12 m的倾斜轨道AB，通过微小圆弧与长为L2 m的水平轨道BC相连，然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道D，如图所示现将一个小球从距A点高h0.9 m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出，到A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为.g取10 m/s2，求：(1)小球初速度的大小；(2)小球滑过C点时的速率；(3)要使小球不离开轨道，则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件解析：(1)小球开始时做平抛运动，有v2gh，代入数据解得vy m/s3 m/s，在A点有tan ，得vxv0 m/s m/s.(2)从水平抛出到C点的过程中，由动能定理得mg(hL1sin )mgL1cos mgL2mvmv，代入数据解得vC3 m/s.(3)小球刚过最高点时，重力提供向心力，有mgm，mv2mgR1mv2，代入数据解得R11.08 m.当小球刚能到达与圆心等高处时，有mvmgR2，代入数据解得R22.7 m.当圆轨道与AB相切时R3L2·tan 60°1.5 m，综上所述，要使小球不离开轨道，R应该满足的条件是0<R1.08 m.答案：见解析10(2018·甘肃兰州一中月考)如图所示，AB是倾角30°的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，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.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，对圆弧轨道的压力大小；(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至少多大解析：(1)对整体过程，由动能定理得mgRcos mgcos ·s0，所以物体在AB轨道上通过的总路程s.(2)最终物体以B(还有B关于OE的对称点)为最高点，在圆弧底部做往复运动，对BE过程，由动能定理得mgR(1cos )mv在E点，由牛顿第二定律得FNmgm联立式得FN(3)mg.(3)物体刚好到D点，由牛顿第二定律有mgm对全过程由动能定理得mgLsin mgcos ·LmgR(1cos )mv联立式得L.答案：(1)(2)(3)mg(3)11(08786442)如图所示是某次四驱车比赛的轨道某一段，张华控制的四驱车(可视为质点)，质量m1.0 kg，额定功率为P7 W，张华的四驱车到达水平平台上A点时速度很小(可视为0)，此时启动四驱车的发动机并直接使发动机的功率达到额定功率，一段时间后关闭发动机当四驱车由平台边缘B点飞出后，恰能沿竖直光滑圆弧轨道CDE上C点的切线方向飞入圆形轨道，且此时的速度大小为5 m/s，COD53°，并从轨道边缘E点竖直向上飞出，离开E以后上升的最大高度为h0.85 m，已知AB间的距离L6 m，四驱车在AB段运动时的阻力恒为1 N，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力sin 53°0.8，cos 53°0.6，求：(1)四驱车运动到B点时的速度大小(2)发动机在水平平台上工作的时间(3)四驱车对圆弧轨道的最大压力的大小解析：(1)vBvCcos 53°3 m/s(2)从A到B的运动过程中有牵引力和阻力做功，由动能定理得：PtFfLmv代入数据解得：t1.5 s(3)从C点运动到最高点过程中，由动能定理得：mg(hR·cos 53°)0mv圆轨道的半径：R m四驱车到达D点时对轨道的压力最大，四驱车从C到D过程由动能定理得：mgR(1cos 53°)mvmvFmaxmgm解得：Fmax55.5 N由牛顿第三定律得四驱车对圆弧轨道的最大压力为55.5 N.答案：(1)3 m/s(2)1.5 s(3)55.5 N12.如图所示，倾斜轨道AB的倾角为37°，CD、EF轨道水平，AB与CD通过光滑圆弧管道BC连接，CD右端与竖直光滑圆周轨道相连小球可以从D进入该轨道，沿轨道内侧运动，从E滑出该轨道进入EF水平轨道小球由静止从A点释放，已知AB长为5R，CD长为R，重力加速度为g，小球与倾斜轨道AB及水平轨道CD、EF的动摩擦因数均为0.5，sin 37°0.6，cos 37°0.8，圆弧管道BC入口B与出口C的高度差为1.8R.求：(在运算中，根号中的数值无需算出) (1)小球滑到底端C时速度的大小(2)小球刚到C时对轨道的作用力(3)要使小球在运动过程中不脱离轨道，竖直圆周轨道的半径R应该满足什么条件？解析：(1)设小球到达C点时速度为vC，小球从A运动至C过程，由动能定理得：mg(5Rsin 37°1.8R)mgcos 37°·5Rmv，解得：vC(2)小球沿BC轨道做圆周运动，设在C点时轨道对球的作用力为FN，由牛顿第二定律得：FNmgm其中r满足：rr·sin 53°1.8R解得：FN6.6mg由牛顿第三定律可得，球对轨道的作用力为6.6mg，方向竖直向下(3)要使小球不脱离轨道，有两种情况：情况一：小球能滑过圆周轨道最高点，进入EF轨道则小球在最高点P时应满足：mmg小球从C直到P点过程，由动能定理得：mgRmg·2Rmvmv解得：RR0.92R情况二：小球上滑至圆周轨道的一半高度时，速度减为零，然后滑回D.则由动能定理得：mgRmg·R0mv解得：R2.3R要使小球不脱离轨道，圆周轨道的半径应满足R2.3 R.答案：(1)(2)6.6mg，方向竖直向下(3)R0.92R或R2.3 R