高三物理二輪練習(xí)方略5.2動(dòng)能定理及其應(yīng)用

1、2019高三物理二輪練習(xí)方略 5.2動(dòng)能定理及其應(yīng)用 （40分鐘 100 分）【一】單項(xiàng)選擇題（本大題共4小題每題6分，共24分，每題只有一 個(gè)選項(xiàng)符合題意）.（易錯(cuò)題）在地面上某處將一金屬小球豎直向上拋出， 上升一定高度 后再落回原處，若不考慮空氣阻力，則以下圖象能正確反映小球的速 度、加速度、位移和動(dòng)能隨時(shí)間變化關(guān)系的是（取向上為正方向）（）ABABCD.（創(chuàng)新題）一人乘豎直電梯從1樓到12樓，在此過(guò)程中經(jīng)歷了先加 速，后勻速，再減速的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，則以下說(shuō)法正確的是 （）A.電梯對(duì)人做功情況是：加速時(shí)做正功，勻速時(shí)不做功，減速時(shí)做負(fù) 功B.電梯對(duì)人做功情況是：加速和勻速時(shí)做正功，減速時(shí)做負(fù)功

2、C.電梯對(duì)人做的功等于人動(dòng)能的增加量D.電梯對(duì)人做的功和重力對(duì)人做的功的代數(shù)和等于人動(dòng)能的增加量3.（2018 佛山模擬）如下圖，質(zhì)量為m的物體沿 動(dòng)摩擦因數(shù)為w的水平面以初速度V0從A點(diǎn)出發(fā)到B點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)関,設(shè)同一物體以初速度V0從A點(diǎn)先經(jīng)斜面A C,后經(jīng)斜面CB到B點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)関,兩斜面在水平面上投影長(zhǎng)度之和等于 AB的長(zhǎng)度，兩斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則有（）A.v vB.v = vC.v vB.v = vC.v vD.不能確定4.如下圖,質(zhì)量相等的物體A和物體B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，在力F的作用下，一起沿水平地面向右移動(dòng)x,則（）A.摩擦力對(duì)A B做功相等B.A、

3、B動(dòng)能的增量相同C.F對(duì)A做的功與F對(duì)B做的功相等D.合外力對(duì)A做的功與合外力對(duì)B做的功不相等【二】雙項(xiàng)選擇題（本大題共5小題，每題8分，共40分，每題有兩個(gè)選項(xiàng)符合題意）5.如下圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)5.如下圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)的長(zhǎng)木板水平放置，在木板的 A端放置一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊.現(xiàn)緩慢地抬高A端,使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為時(shí)小物塊開(kāi)始滑動(dòng)，此時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)木板，小物塊滑到底端的速度為v,則在整個(gè)過(guò)程中（）A.支持力對(duì)小物塊做功為0B.支持力對(duì)小物塊做功為 mgLsin %C.摩擦力對(duì)小物塊做功為mgLsin %D.滑動(dòng)摩擦力對(duì)小物塊做功為2mVmgLsin %6.（2018 佛山模擬）合外

4、力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)，物體做直線運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象可能是（）.（2018 馬鞍山模擬）如下圖，跳水運(yùn)動(dòng)員最后踏板的過(guò)程可以 簡(jiǎn)化為下述模型：運(yùn)動(dòng)員從高處落到處于自然狀態(tài)的跳板（A位置）上，隨跳板一同向下做變速運(yùn)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)（B位置）.對(duì)于運(yùn) 動(dòng)員從開(kāi)始與跳板接觸到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程，以下說(shuō)法中正確的是（）A.運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，其所受外力的合力為零.在這個(gè)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能一直在減小C.在這個(gè)過(guò)程中，跳板的彈性勢(shì)能一直在增加D.在這個(gè)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員所受重力對(duì)他做的功小于跳板的作用力對(duì)他做的功/7777777777.（易錯(cuò)題）如下圖，一輕彈簧直立于水平地面上，質(zhì)量為 m的 小球從距離彈簧上端B點(diǎn)

5、h高處的A點(diǎn)自由下落，在C點(diǎn)處小 球速度達(dá)到最大.X0表示B C兩點(diǎn)之間的距離；E表示小球在C 點(diǎn)處的動(dòng)能.若改變高度h,則以下表示X。隨h變化的圖象和 E隨h變化的圖象中正確的是（）/7777777777.（2018 湛江模擬）在新疆旅游時(shí)，最刺激的莫過(guò)于滑沙運(yùn)動(dòng).某人 坐在滑沙板上從沙坡斜面的頂端由靜止沿直線下滑到斜面底端時(shí)，速度為2v0,設(shè)人下滑時(shí)所受阻力恒定不變，沙坡長(zhǎng)度為 L,斜面傾角 為,人的質(zhì)量為滑沙板質(zhì)量不計(jì)，重力加速度為 gJW（）A.若人在斜面頂端被其他人推了一把，沿斜面以vo的初速度下滑，則 人到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小為 3vB.若人在斜面頂端被其他人推了一把，沿斜面以v

6、的初速度下滑，則 人到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小為 乖v2 2mvC.人沿沙坡下滑時(shí)所受阻力f =mgsin 0c -TD.人在下滑過(guò)程中重力功率的最大值為 2mgv【三】計(jì)算題（本大題共2小題，共36分，要有必要的文字說(shuō)明和解 題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位）.（預(yù)測(cè)題）（18分）如下圖，一根直桿由粗細(xì)相同的兩段構(gòu)成，其中AB段為長(zhǎng)si = 5 m的粗糙桿，BC段為長(zhǎng)S2= 1 m的光滑桿.將桿與水 平面成53角固定在一塊彈性擋板上，在桿上套一質(zhì)量 mi= 0.5 kg、 孔徑略大于桿直徑的圓環(huán).開(kāi)始時(shí)，圓環(huán)靜止在桿底端 A.現(xiàn)用沿桿向 上的恒力F拉圓環(huán)，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)撤去F,圓環(huán)剛好能到達(dá)

7、頂 端C,然后再7&桿下滑.已知圓環(huán)與AB段的動(dòng)摩擦因數(shù)p=0.1 , g =10 m/s2, sin53= 0.8 , cos53 =0.6.10 m/s2, sin53= 0.8 , cos53 =0.6.試求:拉力F的大??；(2)拉力F作用的時(shí)間；(3)若不計(jì)圓環(huán)與擋板碰撞時(shí)的機(jī)械能損失，從圓環(huán)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終 靜止的過(guò)程中在粗糙桿上所通過(guò)的總路程.(18分)一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))經(jīng)水平軌道AB進(jìn)入豎直平面內(nèi)的四 分之一圓弧形軌道BC.已知滑塊的質(zhì)量m= 0.50 kg,滑塊經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí) 的速度Va= 5.0 m/s, AB長(zhǎng)x = 4.5 m,滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因 數(shù)w =0.10,圓

8、弧形軌道的半徑R= 0.50 m,滑塊離開(kāi)C點(diǎn)后豎直上 升的最大高度h = 0.10 m.取g=10 m/s2.求：777777777777777777777777777777777777777777BA(1)滑塊第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度的大??； 滑塊剛剛滑上圓弧形軌道時(shí)，對(duì)軌道上 B點(diǎn)壓力的大小;(3)滑塊在從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中克服摩擦力所做的功.答案答案.卜答案選A.小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度不變，B錯(cuò)；速度均勻變 化先減小后反向增大，A對(duì)；位移和動(dòng)能與時(shí)間不是線性關(guān)系，G D錯(cuò).答案】選D.電梯向上加速、勻速、再減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中， 電梯對(duì)人的作用力始終向上，故電梯始終對(duì)人做正功，A、B均錯(cuò)誤；由動(dòng)

9、能定理可知，電梯對(duì)人做的功和重力對(duì)人做的功的代數(shù)和等于人 動(dòng)能的增加量，故D正確，C錯(cuò)誤.答案選B.在水平面上，由動(dòng)能定理得1 2 12m(g- s=2mv 2mM在斜面上，設(shè)左、右斜面傾角分別為 、B ,左、右斜面長(zhǎng)度分別為 Li、L2,由動(dòng)能定理得1212一 mgcosa - Li mgcosp - L2=2mv 22mM12 1 2 w mg(Lcos % + L2cos B ) = p mgs = 2mv 2 2mV,所以 v =v, B正確.【答案】選B.因F斜向下作用在物體A上，A、B受的摩擦力 不相同，因此，摩擦力對(duì) A、B做的功不相等，A錯(cuò)誤；但A、B兩物 體一起運(yùn)動(dòng)，速度始終

10、相同，故 A、B動(dòng)能增量一定相同，B正確；F 不作用在B上，因此力F對(duì)B不做功，C錯(cuò)誤；合外力對(duì)物體做的功 應(yīng)等于物體動(dòng)能的增量，故 D錯(cuò)誤.【總結(jié)提升】應(yīng)用動(dòng)能定理解題的技巧(1)研究對(duì)象的選擇.用動(dòng)能定理解題時(shí)，所選取的研究對(duì)象可以是單個(gè)物體， 也可以是多個(gè)物體組成的系統(tǒng).若選系統(tǒng)為研究對(duì)象時(shí)，一定要分析系統(tǒng)內(nèi)力做 的功是否為零.如果不為零時(shí)，不僅要分析外力對(duì)系統(tǒng)做的功，也要 分析內(nèi)力做的功.建議這種情況下選單個(gè)物體研究.(2)研究過(guò)程的選擇.若單物體多過(guò)程運(yùn)動(dòng)時(shí)，要確定運(yùn)動(dòng)過(guò)程不同階段的受力情況和做功情況.分析各個(gè)過(guò)程的初末速度，分段列式求解.也可以選擇全過(guò)程列 TOC o 1-5 h

11、z 方程求解.但選全過(guò)程時(shí)一定要把合外力在全過(guò)程中做的總功求出.若多物體多過(guò)程運(yùn)動(dòng)時(shí)，最好用隔離法分別研究，畫(huà)出運(yùn)動(dòng)的草圖.答案選B、D.緩慢抬高過(guò)程中，靜摩擦力始終跟運(yùn)動(dòng)方向 垂直，不做功，支持力與重力做功的代數(shù)和為零，所以支持力做的功 等于mgLsin% ;下滑過(guò)程支持力跟運(yùn)動(dòng)方向始終垂直，不做功，由11動(dòng)能定理可得：mgLsin % +W= 2mV,解得 W= 2m2 mgLsin a ;綜上所述，B D正確.【變式備選】如下圖，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一物體向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面.設(shè)物體在斜面最低點(diǎn)A的速度為v,壓縮彈簧至C點(diǎn)A時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面高度為h,則從A到C的

12、過(guò)程中彈簧彈力做功是()1212A.mgh 2m廿B. 2mV mgh1C. 一 mgh D. (mgh+ 2mv)【答案】選A.由A到C的過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理可得：212mgh W= 02mV 所以 VW= mgh-2mV,故 A正確.卜答案J選B、D.由動(dòng)能定理可知，當(dāng)合外力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)， 物體的動(dòng)能減少，即速度將變小，故 B、D正確，A、C錯(cuò)誤.卜答案】選C D.運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，其所受外力方向向上， 合力一定大于零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從開(kāi)始與跳板接觸到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的 過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能先增大后減小，跳板的彈性勢(shì)能一直在增加， 選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；從開(kāi)始與跳板接觸到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程中， 由

13、動(dòng)能定理可知運(yùn)動(dòng)員所受重力對(duì)他做的功與跳板的作用力對(duì)他做 的功之和等于動(dòng)能的變化，即運(yùn)動(dòng)員所受重力對(duì)他做的功小于跳板的 作用力對(duì)他做的功，選項(xiàng)D正確.答案選B、C.由題意“在C點(diǎn)處小球速度達(dá)到最大”，可 知C點(diǎn)是平衡位置，小球受到的重力與彈力平衡，該位置與 h無(wú)關(guān)，B項(xiàng)正確；根據(jù)動(dòng)能定理有 mg(h+ X0) - E)=2mC=其中X0與彈性勢(shì)能5為常數(shù)，可判斷出C項(xiàng)正確.答案】選R C.對(duì)人進(jìn)行受力分析如下圖， 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有：(2v。20 = 2aL, V2-3Rv0=2aL,可解得：Vi = V5v0,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正1確；根據(jù)動(dòng)能定理有：mgLsin % fL =2m(

14、2v0)2,可解得f = mgsin%22mv-L,選項(xiàng)C正確；重力功率的最大值為Pm= 2mgvsin 0c ,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.卜答案】解法一(1)A-C過(guò)程：根據(jù)動(dòng)能定理有Fsimg(si +S2)sin53一 區(qū) mgscos53 =00(3分)mg($+S2)sin53+、mgscos53怛力 F=s1=5.1 N(2分)(2)A - B過(guò)程：根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有F mgsin53 mgcos53 = ma(3分)12Si=23t 1(2分)解得加速度Fmg(sin53 + cos53 )2a1=m=1.6 m/s(2分)2s1日寸間11 =日寸間11 =(1分)a1= 2.5

15、s（3）從圓環(huán)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終靜止在粗糙桿上通過(guò)的總路程為L(zhǎng),根據(jù)動(dòng)能定理有Fsi w mgLcos53 =00（3分）Fsi總路程 1_= p mgcos53 = 85 m（2分）解法二（1）A-B過(guò)程：根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有F mgsin53 mgcos53 = ma（2分）2vb 0 = 2as（1分）B- C過(guò)程：根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有 TOC o 1-5 h z mgsin53 = ma（1分）20vb = 2（ a2）s 2（1分）聯(lián)立解得（F mgsin53 mgcos53 ）s1=mgssin53（1分）mg（S1 +S2）sin53+ 區(qū) mgscos53恒力

16、F=S=5.1 N （1分）(2)B-C過(guò)程：根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有 TOC o 1-5 h z mgsin53 = ma(2分)_20vb = 2( a2)s 2(1 分)聯(lián)立解得vb =弋232s2 = 4 m/s(1分)A- B過(guò)程：根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有0 + VbSi= 2 t 1(1分)時(shí)間 ti= Vb = 2.5 s(1分)(3)從圓環(huán)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終靜止在粗糙桿上通過(guò)的總路程為L(zhǎng),根據(jù)動(dòng)能定理有Fs1 mgLcos53 =0 0(3分)Fs總路程 L= w mgcos53 =85 m(2分)答案：(1)5.1 N (2)2.5 s (3)85 m11.【解題指南】解答此題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)滑塊對(duì)軌道上B點(diǎn)的壓力與軌道對(duì)滑塊的支持力的關(guān)系；(2)滑塊在從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中受到的摩擦力為變力.答案】(1)滑塊由A到B的過(guò)程中，應(yīng)用動(dòng)能定理得： TOC o 1