2023版高考物理一輪總復(fù)習(xí)專(zhuān)題5機(jī)械能第2講動(dòng)能動(dòng)能定理課后提能演練

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！專(zhuān)題五第2講知識(shí)鞏固練1．(2021年江門(mén)一中模擬)伽利略在《關(guān)于兩門(mén)新科學(xué)的對(duì)話(huà)》中寫(xiě)道：“我們將木板的一頭抬高，使之略呈傾斜，再讓銅球由靜止?jié)L下……為了測(cè)量時(shí)間，我們把一只盛水的大容器置于高處，在容器底部焊上一根口徑很細(xì)的管子，用小杯子收集每次下降時(shí)由細(xì)管流出的水，然后用極精密的天平稱(chēng)水的重量……”若將小球由靜止?jié)L下獲得的動(dòng)能設(shè)為Ek，對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)收集的水的質(zhì)量記為m，則m與Ek的比例關(guān)系為()A．m∝Ek B．m∝Ekeq\f(1,2)C．m∝Ekeq\f(2,3) D．m∝Ekeq\f(3,2)【答案】B【解析】水的質(zhì)量與時(shí)間成正比，小球的末速度與時(shí)間成正比，則動(dòng)能與時(shí)間的平方成正比，所以水的質(zhì)量與小球的動(dòng)能的關(guān)系為m∝Ekeq\s\up4(\f(1,2))．故B正確．2．某電動(dòng)車(chē)0～100km/h加速時(shí)間為4.36s，已知該車(chē)電動(dòng)機(jī)輸出功率為350kW，汽車(chē)和駕駛員總質(zhì)量為2500kg．若該車(chē)啟動(dòng)加速階段以最大輸出功率運(yùn)動(dòng)，則在0～100km/h加速階段汽車(chē)阻力的平均功率約為()A．10kW B．60kWC．130kW D．300kW【答案】C【解析】根據(jù)動(dòng)能定理Pt－Pft＝eq\f(1,2)mv2，有(350×103－Pf)×4.36＝eq\f(1,2)×2500×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(100,3.6)))2，得Pf≈129kW，因此，在0～100km/h加速階段汽車(chē)阻力的平均功率約為130kW．故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．3．如圖甲所示為河沙裝車(chē)過(guò)程，可以簡(jiǎn)化為如圖乙所示．已知傳動(dòng)帶的速度為2m/s，h1＝3m，h2＝4.5m，g取10m/s2，小貨車(chē)能夠裝6t沙子，傳送帶足夠長(zhǎng)．則裝滿(mǎn)一車(chē)，傳送帶大約需要對(duì)沙子做的功為()A．1.02×105J B．9×104JC．2.82×105J D．2.7×105J【答案】C【解析】對(duì)沙子，由動(dòng)能定理可知W＋WG＝ΔEk，WG＝－mgh2＝－2.7×105J，ΔEk＝eq\f(1,2)mv2＝1.2×104J，解得W＝2.82×105J，故C正確．4．(2021年蘇北三市質(zhì)檢)如圖所示，象棋壓著紙條，放在光滑水平桌面上．第一次沿水平方向?qū)⒓垪l抽出，棋子落在地面上的P點(diǎn)．再將棋子、紙條放回原來(lái)的位置，仍沿原水平方向?qū)⒓垪l抽出，棋子落在地面上的Q點(diǎn)，與第一次相比()A．棋子第二次受到紙條的摩擦力較大B．棋子第二次落地速度與水平方向夾角較大C．第二次紙條對(duì)棋子的摩擦力做功較多D．第二次棋子離開(kāi)桌面至落地過(guò)程中動(dòng)能增量較大【答案】C5．質(zhì)量為1kg的物體，放置在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2的水平面上，在水平拉力的作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，水平拉力做的功W和物體發(fā)生的位移x之間的關(guān)系如圖所示，g取10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是()A．x＝3m時(shí)速度大小為2eq\r(2)m/s B．x＝9m時(shí)速度大小為4eq\r(2)m/sC．OA段加速度大小為3m/s2 D．OB段加速度大小為3m/s2【答案】C6．一物塊沿傾角為θ的斜坡向上滑動(dòng)．當(dāng)物塊的初速度為v時(shí)，上升的最大高度為H，如圖所示．當(dāng)物塊的初速度為eq\f(v,2)時(shí)，上升的最大高度記為h．重力加速度大小為g．則物塊與斜坡間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和h分別為()A．tanθ和eq\f(H,2) B．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v2,2gH)－1))tanθ和eq\f(H,2)C．tanθ和eq\f(H,4) D．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v2,2gH)－1))tanθ和eq\f(H,4)【答案】D7．(2021屆孝感名校檢測(cè))(多選)如圖所示，汽車(chē)通過(guò)輕質(zhì)光滑的定滑輪，將一個(gè)質(zhì)量為m的物體從井中拉出，繩與汽車(chē)連接點(diǎn)距滑輪頂點(diǎn)高h(yuǎn)．開(kāi)始時(shí)物體靜止，滑輪兩側(cè)的繩都豎直繃緊，汽車(chē)以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到跟汽車(chē)連接的細(xì)繩與水平方向夾角為30°時(shí)，則()A．從開(kāi)始到細(xì)繩與水平方向夾角為30°時(shí)，拉力做功mghB．從開(kāi)始到細(xì)繩與水平方向夾角為30°時(shí)，拉力做功mgh＋eq\f(3,8)mv2C．在細(xì)繩與水平方向夾角為30°時(shí)，拉力功率為mgvD．在細(xì)繩與水平方向夾角為30°時(shí)，拉力功率大于eq\f(\r(3),2)mgv【答案】BD【解析】汽車(chē)以v向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到跟汽車(chē)連接的細(xì)繩與水平方向夾角為30°時(shí)，物體上升的高度恰為h，對(duì)速度v分解可知沿細(xì)繩方向的分速度大小為eq\f(\r(3),2)v，根據(jù)動(dòng)能定理可知拉力做功為mgh＋eq\f(3,8)mv2，A錯(cuò)誤，B正確；由于物體加速上升，故細(xì)繩拉力大于物體的重力，所以細(xì)繩拉力的功率大于eq\f(\r(3),2)mgv，C錯(cuò)誤，D正確．8．(多選)如圖所示，一個(gè)粗糙的水平轉(zhuǎn)臺(tái)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為m的物體，物體與轉(zhuǎn)軸間用長(zhǎng)L的繩連接著，此時(shí)物體與轉(zhuǎn)臺(tái)處于相對(duì)靜止，設(shè)物體與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)突然制動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，則()A．由于慣性和摩擦力，物體將以O(shè)為圓心，L為半徑做變速圓周運(yùn)動(dòng)，直到停止B．若物體在轉(zhuǎn)臺(tái)上運(yùn)動(dòng)一周，物體克服摩擦力做的功為2πμmgLC．若物體在轉(zhuǎn)臺(tái)上運(yùn)動(dòng)一周，摩擦力對(duì)物體不做功D．物體在轉(zhuǎn)臺(tái)上運(yùn)動(dòng)eq\f(Lω2,4μgπ)圈后，停止運(yùn)動(dòng)【答案】ABD【解析】制動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)后，物體在繩子約束作用下做變速圓周運(yùn)動(dòng)，速率在減小，直至停止；運(yùn)動(dòng)一周滑動(dòng)摩擦力做的功Wf＝－μmg·2πL；繩子的拉力對(duì)物體不做功，由動(dòng)能定理可知－Nμmg·2πL＝0－eq\f(1,2)mv2，又v＝ωL，聯(lián)立得物體在轉(zhuǎn)臺(tái)上轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)N＝eq\f(Lω2,4μgπ)，A、B、D正確．9．(多選)如圖甲所示，質(zhì)量為1kg的物體靜止在水平粗糙的地面上，在一水平外力F的作用下運(yùn)動(dòng)．外力F對(duì)物體所做的功、物體克服摩擦力f做的功W與物體位移x的關(guān)系如圖乙所示，g取10m/s2．下列分析正確的是()甲乙A．物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2B．物體運(yùn)動(dòng)的位移為13mC．物體在前3m運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度為3m/s2D．x＝9m時(shí)，物體的速度為3eq\r(2)m/s【答案】ACD【解析】由Wf＝fx對(duì)應(yīng)題圖乙中b圖線(xiàn)，可知物體與地面之間的滑動(dòng)摩擦力f＝2N，由f＝μmg可得μ＝0.2，A正確；由WF＝Fx對(duì)應(yīng)題圖乙中a圖線(xiàn)，可知前3m內(nèi)，拉力F1＝5N，物體在前3m內(nèi)的加速度a1＝eq\f(F1－f,m)＝3m/s2，C正確；由動(dòng)能定理得WF－Wf＝eq\f(1,2)mv2，可得x＝9m時(shí)，物體的速度v＝3eq\r(2)m/s，D正確；物體的最大位移xm＝eq\f(WF,f)＝13.5m，B錯(cuò)誤．綜合提升練10．如圖所示，一個(gè)物塊以某一初速度v0沿傾角θ＝37°、高h(yuǎn)＝1.7m的固定光滑斜面的最下端向上運(yùn)動(dòng)，物塊運(yùn)動(dòng)到斜面的頂端時(shí)的速率v＝eq\r(2)m/s，如果在斜面中間某一區(qū)域設(shè)置一段摩擦區(qū)，物塊與摩擦區(qū)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.125，物塊以同樣的初速度從斜面的底端向上運(yùn)動(dòng)，物塊恰好運(yùn)動(dòng)到斜面的頂端(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，eq\r(22)≈4.7)．(1)求初速度v0的大小；(2)求摩擦區(qū)的長(zhǎng)度l；(3)在設(shè)置摩擦區(qū)后，摩擦區(qū)的位置不同，物塊以初速度v0從斜面底端運(yùn)動(dòng)到斜面頂端的時(shí)間不同，求物塊從斜面底端運(yùn)動(dòng)到斜面頂端的最長(zhǎng)時(shí)間(計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù))．解：(1)由動(dòng)能定理得－mgh＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，代入已知數(shù)據(jù)得v0＝6m/s．(2)增設(shè)摩擦區(qū)后，因物塊恰好運(yùn)動(dòng)到斜面的頂端，則摩擦力做功恰好等于沒(méi)有摩擦區(qū)域時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)到斜面頂端的動(dòng)能，則μmgcosθ·l＝eq\f(1,2)mv2，代入數(shù)據(jù)可以得到l＝1m．(3)設(shè)物塊剛進(jìn)入摩擦區(qū)的速度為v1，剛離開(kāi)摩擦區(qū)的速度為v2(v2≥0)，物塊在摩擦區(qū)的加速度a＝eq\f(－mgsinθ－μmgcosθ,m)＝－7m/s2，由veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2al，得v2＝eq\r(v\o\al(2,1)＋2al)＝eq\r(v\o\al(2,1)－14)．通過(guò)摩擦區(qū)用時(shí)t1＝eq\f(l,\f(v1＋v2,2))＝eq\f(2,v1＋\r(v\o\al(2,1)－14))，斜面方向由動(dòng)量定理，有0－mv0＝－mgsinθ·t－μmgcosθ·t1，解得t＝eq\f(v0,gsinθ)－eq\f(μcosθ,sinθ)t1＝1－eq\f(1,3\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(v1＋\r(v\o\al(2,1)－14))))．顯然eq\r(14)m/s≤v1≤6m/s，物塊到達(dá)頂端用時(shí)t隨v1的增大而增大．當(dāng)摩擦區(qū)設(shè)置在斜面最下面，即v1＝6m/s時(shí)，時(shí)間最長(zhǎng)，tmax＝eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1－\f(1,3×6＋\r(62－14))))s≈0.97s．11．如圖所示，半徑R＝0.4m的光滑半圓軌道與粗糙的水平面相切于A點(diǎn)，質(zhì)量為m＝1kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平拉力F的作用下，從靜止開(kāi)始由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，物體從A點(diǎn)進(jìn)入半圓軌道的同時(shí)撤去外力F，物體沿半圓軌道通過(guò)最高點(diǎn)B后做平拋運(yùn)動(dòng)，正好落在C點(diǎn)，已知xAC＝2m，F(xiàn)＝15N，g取10m/s2，試求：(1)物體在B點(diǎn)時(shí)的速度大小以及此時(shí)物體對(duì)軌道的彈力大??；(2)物體從C到A的過(guò)程中，克服摩擦力做的功．解：(1)根據(jù)2R＝eq\f(1,2)gt2，得平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝eq\r(\f(4R,g))＝eq\r(\f(4×0.4,10))s＝0.4s，則B點(diǎn)的速度vB＝eq\f(xAC,t)＝eq\f(2,0.4)m/s＝5m/s．根據(jù)牛頓第二定律，得mg＋NB＝meq\f(v\o\al(2,B),R)，解得NB＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1×\f(25,0.4)－10))N＝52.5N．(2)對(duì)C到B的過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理，得Wf＋FxAC－mg·2R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，代入數(shù)據(jù)解得Wf＝－9.5J．12．如圖所示，讓擺球從圖中的C位置由靜止開(kāi)始擺下，擺到最低點(diǎn)D處，擺線(xiàn)剛好被拉斷，小球在粗糙的水平面上由D點(diǎn)向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)小孔A進(jìn)入半徑R＝0.3m的豎直放置的光滑圓弧軌道，當(dāng)擺球進(jìn)入圓軌道立即關(guān)閉A孔．已知擺線(xiàn)長(zhǎng)L＝2m，θ＝60°，小球質(zhì)量為m＝0.5kg，D點(diǎn)與小孔A的水平距離s＝2m，g取10m/s2．(1)擺線(xiàn)能承受的最大拉力為多大？(2)要使擺球能進(jìn)入圓軌道并且不脫離軌道，求擺球與粗糙水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ的范圍．解：(1)擺球由C到D過(guò)程機(jī)械能守恒，則mg(L－Lcosθ)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)，解得veq\o\al(2,D)＝gL．在D點(diǎn)由牛頓第二定律得FT－mg＝eq\f(mv\o\al(2,D),L)/