2024高考物理一輪復習第四章機械能第2節(jié)動能動能定理作業(yè)與檢測含解析魯科版

PAGE9-第2節(jié)動能動能定理基礎必備1.A,B兩物體在光滑水平面上,分別在相同的水平恒力F作用下,由靜止起先通過相同的位移s.若A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量,則在這一過程中(C)A.A獲得動能較大B.B獲得動能較大C.A,B獲得動能一樣大D.無法比較A,B獲得動能大小解析:由動能定理可知恒力F做功Fs=mv2-0,因為F,s相同,所以A,B獲得的動能一樣大,選項C正確.2.(2024·江蘇南通高三期末)如圖所示,a,b,c是三個質(zhì)量相同的小球,a從光滑斜面頂端由靜止起先自由下滑,同時b,c從同一高度分別起先自由下落和平拋,不計空氣阻力,下列說法正確的是(D)A.a,b同時到達同一水平面B.a,b落地時的速度相同C.它們的末動能可能相同D.落地時重力的功率肯定是Pb=Pc>Pa解析:a從光滑斜面頂端由靜止起先自由下滑,下滑的加速度a=gsinθ,當a下滑高度為h時,有=(gsinθ),則ta=;b做自由落體運動,當b下落高度為h時,h=g,則tb=;所以a,b到達同一水平面所用時間ta>tb,故A項錯誤;a,b兩球從起先運動到落地過程中,a,b兩球的重力做功相等,由動能定理可知,它們的動能改變相同,則其末速度大小相等,但方向不同,故B項錯誤;a,b,c三球從起先運動到落地過程中,a,b,c三球的重力做功相等,它們動能的改變相同,而c有初速度,則c球末動能最大,故C項錯誤;b做自由落體運動,c做平拋運動,落地時b,c豎直方向的分速度相等,由PG=mgv可知Pb=Pc,a,b末速度大小相等,b豎直方向分速度大于a豎直方向分速度,則Pb>Pa,故D項正確.3.剎車距離是衡量汽車平安性能的重要參數(shù)之一,如圖所示的圖線1,2分別為甲、乙兩輛汽車在緊急剎車過程中的剎車距離l與剎車前的車速v的關(guān)系曲線.已知緊急剎車過程中車與地面間的摩擦是滑動摩擦.據(jù)此可知,下列說法中正確的是(B)A.甲車的剎車距離隨剎車前的車速v改變快,甲車的剎車性能好B.乙車與地面間的動摩擦因數(shù)較大,乙車的剎車性能好C.以相同的車速起先剎車,甲車先停下來,甲車的剎車性能好D.甲車的剎車距離隨剎車前的車速v改變快,甲車與地面間的動摩擦因數(shù)較大解析:對剎車過程,由動能定理可知μmgl=mv2,得l==,結(jié)合題圖可知甲車與地面間的動摩擦因數(shù)小,乙車與地面間的動摩擦因數(shù)大,剎車時的加速度a=μg,以相同的車速起先剎車,乙車先停下來,乙車剎車性能好,B正確.4.(多選)如圖所示,電梯質(zhì)量為M,在它的水平地板上放置一質(zhì)量為m的物體.電梯在鋼索的拉力作用下豎直向上加速運動,當電梯的速度由v1增加到v2時,上上升度為H,則在這個過程中,下列說法或表達式正確的是(CD)A.對物體,動能定理的表達式為WN=m,其中WN為支持力的功B.對物體,動能定理的表達式為W合=0,其中W合為合力的功C.對物體,動能定理的表達式為WN-mgH=m-m,其中WN為支持力的功D.對電梯,其所受合力做功為M-M解析:電梯上升的過程中,對物體做功的有重力mg、支持力N,這兩個力的總功等于物體動能的增加,即WN-mgH=m-m,由于v2>v1,則WN-mgH≠0,故選項A,B均錯誤,C正確;對電梯,無論有幾個力對它做功,由動能定理可知,其合力的功肯定等于其動能的增量,故D正確.5.(2024·黑龍江大慶中學期中)(多選)如圖所示,長為L=1m的長木板水平放置,在木板的A端放置一個質(zhì)量為m=1kg的小物塊,現(xiàn)緩慢地抬高A端,使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動,當木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為α=30°時小物塊起先滑動,此時停止轉(zhuǎn)動木板,小物塊滑究竟端的速度為v=2m/s,則在整個過程中(AB)A.木板對物塊做功為2JB.摩擦力對小物塊做功為-3JC.支持力對小物塊做功為0D.滑動摩擦力對小物塊做功為5J解析:整個過程中,物塊受到的重力不做功,木板對物塊的作用力做功,依據(jù)動能定理可知W板=mv2=2J,故選項A正確;緩慢轉(zhuǎn)動的過程,物塊沿靜摩擦力的方向沒有位移,摩擦力做功為0,支持力與運動方向相同而做正功,重力做負功,則有WN=WG=mgLsinα=5J.下滑過程中,滑動摩擦力做負功Wf,支持力不做功,則WG+Wf=mv2,代入數(shù)據(jù)解得Wf=-3J,則整個過程中,摩擦力做功為-3J,支持力做功為5J,滑動摩擦力做功為-3J,故選項B正確,選項C,D錯誤.6.如圖所示,光滑斜面的頂端固定一彈簧,一小球向右滑行,并沖上固定在地面上的斜面.設小球在斜面最低點A的速度為v,壓縮彈簧至C點時彈簧最短,C點距地面高度為h,則小球從A到C的過程中彈簧彈力做功是(A)A.mgh-mv2 B.mv2-mghC.-mgh D.-mgh+mv2解析:小球從A點運動到C點的過程中,重力和彈簧的彈力對小球做負功,由于支持力與位移始終垂直,則支持力對小球不做功,由動能定理,可得WG+WF=0-mv2,重力做功為WG=-mgh,則彈簧的彈力對小球做功為WF=mgh-mv2,所以正確選項為A.7.(2024·山東省試驗中學高三模擬)(多選)一個質(zhì)量為m1的人造地球衛(wèi)星在高空做勻速圓周運動,軌道半徑為r,某時刻和一個質(zhì)量為m2的太空碎片發(fā)生迎頭正碰,碰后二者結(jié)合成一個整體,速度大小變?yōu)樾l(wèi)星原來速度的(n>1),并起先沿橢圓軌道運動,軌道的遠地點為碰撞點.若碰后衛(wèi)星的內(nèi)部裝置仍能有效運轉(zhuǎn),當整體再次通過遠地點時通過極短時間的遙控發(fā)動機點火可使整體仍在衛(wèi)星碰前的軌道上做圓周運動,繞行方向與碰前相同.已知地球的半徑為R,地球表面的重力加速度大小為g,則下列說法正確的是(BD)A.衛(wèi)星與碎片碰撞前的線速度大小為B.衛(wèi)星與碎片碰撞前運行的周期大小為C.發(fā)動機對衛(wèi)星和碎片整體所做的功為D.發(fā)動機對衛(wèi)星和碎片整體所做的功為解析:衛(wèi)星繞地球做圓周運動,由萬有引力供應向心力,則G=m,而G=mg,解得v=;又G=mr,解得T==,選項A錯誤,B正確;衛(wèi)星結(jié)合體在遠地點速度由v變?yōu)関,由動能定理可得,噴氣裝置所做的功W=(m1+m2)v2-(m1+m2)2=,選項C錯誤,D正確.8.如圖所示,質(zhì)量為m的小球,從離地面高H處由靜止起先釋放,落到地面后接著陷入泥中h深度而停止.設小球受到空氣阻力為f,重力加速度為g,則下列說法正確的是(C)A.小球落地時動能等于mgHB.小球陷入泥中的過程中克服泥的阻力所做的功小于剛落到地面時的動能C.整個過程中小球克服阻力做的功等于mg(H+h)D.小球在泥中受到的平均阻力為mg1+解析:小球從靜止起先釋放到落到地面的過程,由動能定理得mgH-fH=m,選項A錯誤;設泥的平均阻力為f',小球陷入泥中的過程,由動能定理得mgh-f'h=0-m,解得f'h=mgh+m,f'=mg1+-,選項B,D錯誤;在整個過程中,Ek2=Ek1=0,由動能定理可知,小球克服阻力做的功等于mg(H+h),選項C正確.9.(2024·江西新余四中等高三聯(lián)考)如圖為一架簡易的投石機示意圖,該裝置由一根一端開口長為x0的光滑硬質(zhì)塑料管和固定于另一端的輕彈簧組成,并通過鉸鏈固定于木架上.不用時彈簧自由端恰與管口齊平;現(xiàn)在彈簧上端放置一質(zhì)量為m的光滑小鋼珠,當將管子向右轉(zhuǎn)動到與豎直面成60°的位置時,彈簧長度變?yōu)閤0(不計空氣阻力)試分析:(1)若將管子緩慢轉(zhuǎn)動到豎直位置,求小鋼珠距管底部的距離;(2)若在(1)過程中彈簧對小鋼珠做的功為W1,試求管壁對小球做的功W2;(3)若快速向左撥動管子,鋼珠恰好在管子豎直時從管口飛出,并垂直擊中正前方的目標靶靶心.已知目標靶靶心離豎直桿頂?shù)乃骄嚯x為L,豎直距離為,小鋼珠擊中靶心時的動能.解析:(1)管傾斜時,鋼珠受重力、彈簧彈力和管壁支持力作用而平衡,則有mgsin30°=kx0-x0管子處于豎直位置時,設豎直時小鋼珠距底端為x',則有mg=k(x0-x')解得x'=x0.(2)在(1)過程中,重力做功WG=-mgx0-x0cos60°=-mgx0.由于管子緩慢轉(zhuǎn)動,其總功為0,由動能定理可得:WG+W1+W2=0,解得W2=mgx0-W1.(3)鋼珠拋出的過程,其逆過程為平拋運動,由平拋運動規(guī)律可得L=gt2,L=v0tEk=m,解得Ek=mgL.答案:(1)x0(2)-W1(3)mgL實力培育10.(多選)在光滑的水平面上,一物體在水平外力的作用下沿著一條直線運動,其速度時間圖象如圖所示,物體在t0時刻的速度是v1,3t0時刻的速度是-v2,0~t0時間內(nèi)水平外力的平均功率是P1,t0~3t0時間內(nèi)水平外力的平均功率是P2,在3t0時刻物體回到動身點,下列結(jié)論正確的是(AD)A.v2=1.5v1 B.v2=3v1C.P2=P1 D.P2=P1解析:因為在3t0時刻物體回到動身點,表明0~t0時間位移與t0~3t0時間位移大小相等,方向相反,因此·t0=-·2t0,解得v2=1.5v1,選項A正確,B錯誤;依據(jù)動能定理P1·t0=m,P2·2t0=m-m,解得P2=P1,選項C錯誤,D正確.11.(2024·安徽六安模擬)如圖所示,一個固定在豎直平面內(nèi)的光滑半圓形管道,管道里有一個直徑略小于管道內(nèi)徑的小球,小球在管道內(nèi)從A點到B點做圓周運動,從B點脫離后做平拋運動,經(jīng)過0.4s后又恰好垂直與傾角為45°的斜面相碰.已知半圓形管道的半徑為R=1m,小球可看做質(zhì)點且其質(zhì)量為m=1kg,g取10m/s2.下列推斷錯誤的是(B)A.小球在斜面上的相碰點C與管道圓心O的高度差是0.2mB.小球在斜面上的相碰點C與B點的水平距離是0.8mC.小球經(jīng)過管道內(nèi)O點等高點時,重力的瞬時功率大小是60WD.小球經(jīng)過管道的A點時,對管道外壁壓力是66N解析:小球從B到C的運動時間為t=0.4s,那么,小球在C點的豎直分速度為vy=gt=4m/s;由于小球恰好與斜面相碰,則小球從B點水平射出的速度vB==4m/s,則小球在斜面上的相碰點C與B點的水平距離為s=vBt=1.6m;高度差h=gt2=×10×0.16m=0.8m,即hCO=R-h=1m-0.8m=0.2m,故A正確,B錯誤;從管道內(nèi)O點等高點到B點,由動能定理得-mgR=m-m,重力的功率大小PG=mgvO=60W,故選項C正確;從管道內(nèi)A點到B點,由動能定理得-mg2R=m-m,在A點,有N-mg=m,解得N=66N,故D正確.12.(2024·陜西陜師大附中等八校聯(lián)考)(多選)質(zhì)量均為m=1kg的甲、乙兩個物體同時從同地沿同一方向做直線運動,二者的動能隨位移的改變圖象如圖所示.下列說法正確的是(AD)A.甲的加速度大小為2m/s2B.乙的加速度大小為1.5m/s2C.甲、乙在x=6m處的速度大小為2m/sD.甲、乙在x=8m處相遇解析:由動能定理可知F合·s=ΔEk,即F合=,則圖象斜率表示物體所受力的合力,F合=2N,由牛頓其次定律得a甲=2m/s2,故選項A正確;同理,對乙物體F合=k=1N,則a乙=1m/s2,故選項B錯誤;由圖可知,對甲物體有Ek甲=18-2s,將s=6m代入,解得v甲=2m/s,對乙有Ek乙=s,即m=6m,解得v乙=2m/s,故選項C錯誤;甲、乙兩物體同時從同地沿同一方向分別做勻變速直線運動,兩物體相遇時,有v甲0t-a甲t2=a乙t2,s=a乙t2,代入數(shù)值,解得s=8m,故D正確.13.如圖所示,一物塊的質(zhì)量m=2kg,沿傾角為θ=37°的斜面由頂端B從靜止起先下滑,物塊滑究竟端時與A處的擋板碰撞后反彈(物塊與擋板碰撞前后速度大小不變),若物塊每次反彈后都能回到原來的處,已知A,B間距離為s0=2m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.求:(1)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ;(2)