【走向高考】高考物理总复习5-2动能动能定理同步练习新人教版.pdf

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1、1 5-2 动能动能定理一、选择题1.(2012 浙江杭州)北京时间2011 年 10 月 17 日消息，近日德国的设计师推出了一款很有创意的球形相机，它可以让人以不同的视角进行拍摄，得到平时无法得到的有趣照片。这款球形相机名为“抛掷式全景球形相机”。来自德国柏林的5 位设计师采用了36 个手机用的摄像头并将其集成入一个球体内，质量却只有200g，当你将它高高抛起，它便能记录下从你头顶上空拍摄的图象整个过程非常简单，你只需进行设定，让相机球在飞到最高位置时自动拍摄即可。假设你从手中竖直向上抛出相机，到达离抛出点10m处进行全景拍摄，若忽略空气阻力的影响，g取 10m/s2，则你在抛出过程中对相

2、机做的功为()A10J B20J C40J D200J 答案 B 解析 由运动学公式v202gx可得，相机抛出时的速度大小为v02gx21010m/s 102m/s，由动能定理得，抛出相机时，人对相机做的功为W12mv2012200103(102)2J20J，故选项B正确。2(2012厦门质检)以初速度大小v1竖直向上抛出一物体，落回到抛出点时速度大小为v2。已知物体在运动过程中受到的空气阻力大小不变，物体所受空气阻力与重力的大小之比为 3 5。则v1与v2之比为()A1 1 B1 2 C2 1 D4 1 答案 C 解析 由题意可知：物体上升和下降过程中位移大小相等。对两过程由动能定理可得(m

3、gf)x 012mv21，(mgf)x12mv220，两方程相比可得v1v2mgfmgf21，选项 C正确。3.(2012 河南许昌)如图所示，质量相等的物体A和物体B与地面间的动摩擦因数相等，2 在力F的作用下，一起沿水平地面向右移动x，则()A摩擦力对A、B做功相等BA、B动能的增量相同CF对A做的功与F对B做的功相等D合外力对A做的功与合外力对B做的功不相等 答案 B 解析 因F斜向下作用在物体A上，A、B受的摩擦力不相同，因此，摩擦力对A、B做的功不相等，A 错误；但A、B两物体一起运动，速度始终相同，故A、B动能的增量一定相同，B正确；F不作用在B上，因此力F对B不做功，C错误；合外

4、力对物体做的功应等于物体动能的增量。故D错误。4(2012盐城二调)某质点受到一恒力作用，其动能与时间的关系图象可能的是()答案 BC 解析 某质点受到一恒力作用，若做初速度为v0的匀加速直线运动，此时的动能为Ek12m(v0at)2，选项C 正确；若做初速度为v0的匀减速直线运动，此时的动能为Ek12m(v0at)2，t0时速度为零后变成Ek12ma2(tt0)2，选项 B正确。5.(2012 山东潍坊模拟)如图所示，小球a从倾角为 45的光滑斜面上由静止自由释放，同时小球b从斜面上方某一高度处也由静止自由释放，两个小球质量相同，它们在斜面上的O点恰好相撞，则()3 A相撞前瞬间，两小球速度

5、大小相等B相撞前瞬间，两小球重力功率相等C相撞前瞬间，b球的动能是a球动能的2 倍D从开始运动到相撞，b球位移是a球位移的2 倍 答案 C 解析 小球a的加速度a1gsin45 22g，小球b的加速度a2ga1，因两小球同时释放，故相撞前瞬间，小球b的速度大于小球a的速度，选项A错；设vy为球竖直方向的分速度，由PGmgvy得，选项 B错；相撞前，va22gt，vbgt，由动能表达式可知，选项C对；相撞时，二者发生的位移分别为xa24gt2，xb12gt2，xbxa2，选项 D错。6(2012江苏苏北)一辆汽车以v16m/s 的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行x13.6m，如果改为以v28

6、m/s 的速度行驶时，同样情况下急刹车后滑行的距离x2为()A6.4m B 5.6m C7.2m D10.8m 答案 A 解析 急刹车后，车只受摩擦力的作用，且两种情况下摩擦力大小是相同的，汽车的末速度皆为零，设摩擦力为F，在两次刹车的过程中，根据动能定理Fx1012mv21Fx2012mv22两式相除得x2x1v22v21，汽车滑行距离x2v22v21x1(86)23.6m 6.4m。7(2012上海复旦、交大、华师大附中三校联考)如图所示，质量为m的物体静置在水平光滑的平台上，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

7、向夹角为45处，在此过程中人所做4 的功为()A.mv202B.2mv202C.mv204D mv20 答案 C 解析 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，沿绳方向的速度vv0cos452v02，故质量为m的物体速度等于2v02，对物体由动能定理可知，在此过程中人所做的功为mv204，选项 C正确。8(2012德州模拟)如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc是与ab相切的水平直线，则下述说法正确的是()A0t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定Bt1t2时间内合力做功为12mv2212mv21Ct1t

8、2时间内的平均速度为12(v1v2)D在t1时刻汽车的功率达到最大值，t2t3时间内牵引力最大 答案 B 解析 0t1时间内汽车做匀加速运动，牵引力恒定，但速度增加，故功率增加，A错误；汽车水平方向受到牵引力和阻力作用，根据动能定理，t1t2时间内合力做功为12mv2212mv21，故 B正确；t1t2时间内vt图象下所围面积大于匀加速直线运动阶段图象所围面积，5 所以平均速度大于12(v1v2)，故 C 错误；t1时刻，功率不再增加，t1t2时间内功率恒定，但牵引力减小，t2t3时间内牵引力最小，与阻力相等，所以D错误。二、非选择题9.如图所示，物体以100J 的初动能从斜面的底端向上运动，

9、当它通过斜面上的M点时，其动能减少80J，机械能减少32J。如果物体能从斜面上返回底端，则物体到达底端时的动能为_。答案 20J 解析 因物体从斜面底端到达M点的过程中机械能减少32J，即摩擦生热32J，在斜面上物体受的各个力的大小不变，所以从M点到最高点，动能减少20J，摩擦生热8J，所以上滑过程摩擦生热40J，物体返回斜面底端时机械能损失也等于40J，此时动能应为100J80J20J。10.(2012 辽宁大连)有一个直径为L1.5m 的圆形桌子，桌面离地高度为h1.25m，一个质量为m的小物块从桌面中心O点以初速度v02m/s 沿着桌面直线运动直至落地。设动摩擦因数为0.2(取g10m/

10、s2)，求：(1)物块刚离开桌面时的速度v；(2)从开始运动到物块落地的过程中，物块水平运动的距离和物块运动的总时间。答案(1)1m/s(2)1.25m 1s 解析 根据动能定理可得：mgx12mv2012mv2x12L可求出：vv20gL代入数据可得v1m/s 6(2)在桌面上由牛顿第二定律和速度公式有：mamgvv0at1可得物块在桌面上运动的时间为：t1v0vg0.5s 离开桌子后，物块做平抛运动，有：x1vt2和h12gt22代入数据可得t2 0.5s，x10.5m 所以物块水平运动的距离为xxx11.25m 总运动时间为tt1t21s。11(2012福建理综)如图，用跨过光滑定滑轮的

11、缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度大小为v0，小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1，A、B两点间距离为d，缆绳质量忽略不计。求：(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf；(2)小船经过B点时的速度大小v1；(3)小船经过B点时的加速度大小a。答案(1)fd(2)v202mPt1fd(3)Pm2v202m Pt1fdfm 解析(1)小船从A点运动到B点克服阻力做功Wffd(2)小船从A点运动到B点，电动机牵引绳对小船做功WPt1由动能定理有7 WWf12mv2112mv20由

12、式解得v1v202mPt1fd(3)设小船经过B点时绳的拉力大小为F，绳与水平方向夹角为，电动机牵引绳的速度大小为u，则PFuuv1cos由牛顿第二定律有Fcosfma由式解得aPm2v202m Pt1fdfm。12(2012山西六校联考)如图所示，甲图是游乐场中过山车的实物图片，乙图是过山车的原理图。在原理图中，半径分别为R12.0m 和R28.0m 的两个光滑圆形轨道固定在倾角为37斜轨道面上的Q、Z两点，且两圆形轨道的最高点A、B均与P点平齐，圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接。现使小车(视作质点)从P点以一定的初速度沿斜面向下运动。已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为124，g取 10m/s2

13、，sin37 0.6，cos37 0.8，问：(1)若小车恰好能通过第一个圆形轨道的最高点A处，则其在P点的初速度应为多大？(2)若小车在P点的初速度为10m/s，则小车能否安全通过两个圆形轨道？答案(1)26m(2)能 解析(1)小车恰好过A点，故有vAgR1小车由P到A的过程，由动能定理得mgcoslPQ12mv2A12mv20，由几何关系可得lPQ8 R11cossin代入数据可得v0 26m/s(2)小车以v 10m/s 的初速度从P点下滑时，因为有v10m/sv026m/s，所以，小车可以通过圆形轨道O1。设小车能够通过B点，则P到B由动能定理得mgcoslPZ12mv2B12mv2

14、其中lPZR21cossin，代入数据可得vB84m/s 而小车恰好能通过B点时，在B点的速度为vBgR280m/s，因为vB84m/svB，所以小车可以通过圆形轨道O213(2012西安名校三检)如图甲所示为某工厂将生产工件装车的流水线原理示意图。AB段是一光滑曲面，A距离水平段BC的高为H1.25m，水平段BC使用水平传送带装置传送工件，已知BC长L3m，传送带与工件(可视为质点)间的动摩擦因数为0.4，皮带轮的半径为R0.1m，其上部距车厢底面的高度h0.45m。设质量m1kg 的工件由静止开始从A点下滑，经过B点的拐角处无机械能损失。通过调整皮带轮(不打滑)的转动角速度可使工件经C点抛

15、出后落在固定车厢中的不同位置，取g10m/s2。(1)当皮带轮静止时，工件运动到点C时的速度为多大？(2)皮带轮以1 20rad/s逆时针方向匀速转动，在工件运动到C点的过程中因摩擦而产生的内能为多少？(3)设工件在固定车厢底部的落点到C点的水平距离为s，试在图乙中定量画出s随皮带轮角速度变化关系的s图象。(规定皮带轮顺时针方向转动时取正值，该问不需要写出计算过程)9 答案(1)1m/s(2)20J(3)见解析 解析(1)当皮带轮静止时，工件从A到C过程，由动能定理有：mgHmgL12mv2C0 代入数值解得：vC1m/s(2)对工件从A至B过程，由动能定理得：mgH12mv2B0 代入数值解得：vB5m/s 当皮带轮以120rad/s逆时针方向匀速转动时，工件从B至C的过程中一直做匀减速运动，mgma设速度减至vC历时为t，则vBvCat工件对地位移s工L皮带轮速度v1R 1 2m/s 传送带对地位移s带v1t工件相对传送带的位移s相s工s带由功能关系可知：因摩擦而产生的内能Q摩mgs相解得Q摩 20J(3)水平距离s随皮带轮角速度变化关系的s图象如图所示10