高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 第五章 第2講 動(dòng)能和動(dòng)能定理及其應(yīng)用活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練（含解析） 新人教版必修2

第2講動(dòng)能和動(dòng)能定理及其應(yīng)用時(shí)間：60分鐘質(zhì)量不等，但有相同動(dòng)能的兩個(gè)物體，在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的水平地面上滑行，直至停止，則()．A．質(zhì)量大的物體滑行的距離大B．質(zhì)量小的物體滑行的距離大C．它們滑行的距離一樣大D．質(zhì)量大的物體克服摩擦力做的功多解析由動(dòng)能定理可得－Ffx＝0－Ek，即μmgx＝Ek，由于動(dòng)能相同動(dòng)摩擦因數(shù)相同，故質(zhì)量小的滑行距離大，它們克服摩擦力所做的功都等于Ek.答案B2．一個(gè)25kg的小孩從高度為3.0m的滑梯頂端由靜止開(kāi)始滑下，滑到底端時(shí)的速度為2.0m/s.取g＝10m/s2，關(guān)于力對(duì)小孩做的功，以下結(jié)果正確的是()．A．合外力做功50J B．阻力做功500JC．重力做功500J D．支持力做功50J解析合外力做的功W合＝Ek－0，即W合＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×25×22J＝50J，A項(xiàng)正確；WG＋W阻＝Ek－0，故W阻＝eq\f(1,2)mv2－mgh＝50J－750J＝－700J，B項(xiàng)錯(cuò)誤；重力做功WG＝mgh＝25×10×3J＝750J，C錯(cuò)；小孩所受支持力方向上的位移為零，故支持力做的功為零，D錯(cuò)．答案A3．一質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻起受到一恒力作用．此后，關(guān)于該質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的變化情況下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()．A．一直增大B．先逐漸減小至零，再逐漸增大C．先逐漸增大至某一最大值，再逐漸減小D．先逐漸減小至某一非零的最小值，再逐漸增大解析當(dāng)恒力方向與質(zhì)點(diǎn)原來(lái)速度方向相同時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能一直增大，故A正確．當(dāng)恒力方向與質(zhì)點(diǎn)原來(lái)速度方向相反時(shí)，速度先逐漸減小到零再逐漸增大，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能也先逐漸減小至零再逐漸增大，故B正確．當(dāng)恒力方向與原來(lái)質(zhì)點(diǎn)的速度方向夾角大于90°時(shí)，將原來(lái)速度v0分解為平行恒力方向的vy、垂直恒力方向的vx，如圖甲，vy先逐漸減小到零再逐漸增大，vx始終不變．v＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))，質(zhì)點(diǎn)速度v先逐漸減小至vx再逐漸增大，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能先減小至某一非零的最小值，再逐漸增大，故D正確．當(dāng)恒力方向與v0方向夾角小于90°時(shí)，如圖乙，vy一直增大，vx始終不變，質(zhì)點(diǎn)速度v逐漸增大，動(dòng)能一直增大，沒(méi)有其他情況，故C錯(cuò)誤．答案C4．剎車距離是衡量汽車安全性能的重要參數(shù)之一．如圖5-2-13所示的圖線1、2分別為甲、乙兩輛汽車在緊急剎車過(guò)程中的剎車距離()．圖5A．甲車的剎車距離隨剎車前的車速v變化快，甲車的剎車性能好B．乙車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)較大，乙車的剎車性能好C．以相同的車速開(kāi)始剎車，甲車先停下來(lái)，甲車的剎車性能好D．甲車的剎車距離隨剎車前的車速v變化快，甲車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)較大解析在剎車過(guò)程中，由動(dòng)能定理可知：μmgl＝eq\f(1,2)mv2，得l＝eq\f(v2,2μg)＝eq\f(v2,2a)可知，甲車與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)小(題圖線1)，乙車與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)大(題圖線2)，剎車時(shí)的加速度a＝μg，乙車剎車性能好；以相同的車速開(kāi)始剎車，乙車先停下來(lái)．B正確．答案B5．如圖5-2-14所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板水平放置，在木板的A端放置一個(gè)質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)緩慢抬高A端，使木板以左端為軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面成()．圖5A．支持力對(duì)物體做功為0B．摩擦力對(duì)物體做功為mgLsinαC．摩擦力對(duì)物體做功為eq\f(1,2)mv2－mgLsinαD．木板對(duì)物體做功為eq\f(1,2)mv2－mgLsinα解析木板由水平轉(zhuǎn)到與水平面成α角的過(guò)程中，木板對(duì)物體的支持力做正功，重力做負(fù)功，兩者相等，即WG＝WN＝mgLsinα，所以A錯(cuò)誤；物體從開(kāi)始下滑到底端的過(guò)程中，支持力不做功，重力做正功，摩擦力做負(fù)功，由動(dòng)能定理得WG＋Wf＝eq\f(1,2)mv2－0，即Wf＝eq\f(1,2)mv2－mgLsinα，故C正確、B錯(cuò)誤；對(duì)全過(guò)程運(yùn)用能量觀點(diǎn)，重力做功為0，無(wú)論支持力還是摩擦力，施力物體都是木板，所以木板做功為eq\f(1,2)mv2，D錯(cuò)誤．答案C6．如圖5-2-15所示，DO是水平面，AB是斜面，初速度為v0的物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DBA滑動(dòng)到頂點(diǎn)A時(shí)速度剛好為零，如果斜面改為AC，讓該物體從D點(diǎn)出發(fā)沿()．圖5A．大于v0 B．等于v0C．小于v0 D．取決于斜面的傾角解析如圖所示，物體由D出發(fā)沿DBA路面運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可列出方程－Ff1lDB－Ff2lBA－mghA＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)①因?yàn)镕f1＝μmg，F(xiàn)f2＝μmgcosα代入①式－μmglDB－μmgcosαlAB－mghA＝－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)②又因?yàn)閘ABcosα＝lOB，所以μmglDB＋μmglBO＋mghA＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)③同理μmg(lCD＋lCO)＋mghA＝eq\f(1,2)mv2④即μmglDO＋mghA＝eq\f(1,2)mv2⑤此式表明由D出發(fā)的初速度v0與斜面夾角α無(wú)關(guān)，因此沿DCA上滑到A點(diǎn)的初速度仍為v0，選項(xiàng)B正確．答案B7．(·鄭州三模)如圖5-2-16所示，豎直平面內(nèi)有一個(gè)半徑為R的半圓形軌道OQP，其中Q是半圓形軌道的中點(diǎn)，半圓形軌道與水平軌道OE在O點(diǎn)相切，質(zhì)量為m的小球沿水平軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)()．圖5A．小球落地時(shí)的動(dòng)能為2.5mgRB．小球落地點(diǎn)離O點(diǎn)的距離為2RC．小球運(yùn)動(dòng)到半圓形軌道最高點(diǎn)P時(shí)，向心力恰好為零D．小球到達(dá)Q點(diǎn)的速度大小為eq\r(3gR)解析小球恰好通過(guò)P點(diǎn)，mg＝meq\f(v\o\al(2,0),R)得v0＝eq\r(gR).根據(jù)動(dòng)能定理mg·2R＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)得eq\f(1,2)mv2＝2.5mgR，A正確．由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)得t＝eq\r(\f(4R,g))，落地點(diǎn)與O點(diǎn)距離x＝v0t＝2R，B正確．P處小球重力提供向心力，C錯(cuò)誤．從Q到P由動(dòng)能定理得－mgR＝eq\f(1,2)m(eq\r(gR))2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,Q)，所以vQ＝eq\r(3gR)，D正確．答案C8．太陽(yáng)能汽車是靠太陽(yáng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)的汽車．當(dāng)太陽(yáng)光照射到汽車上方的光電板時(shí)，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)汽車前進(jìn)．設(shè)汽車在平直的公路上由靜止開(kāi)始勻加速行駛，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，速度為v時(shí)功率達(dá)到額定功率，并保持不變．之后汽車又繼續(xù)前進(jìn)了距離s，達(dá)到最大速度vmax.設(shè)汽車質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力恒為f，則下列說(shuō)法正確的是()．A．汽車的額定功率為fvB．汽車勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，克服阻力做功為fvtC．汽車從靜止開(kāi)始到速度達(dá)到最大值的過(guò)程中，牽引力所做的功為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)－eq\f(1,2)mv2D．汽車從靜止開(kāi)始到速度達(dá)到最大值的過(guò)程中，合力所做的功為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)解析當(dāng)汽車達(dá)到最大速度時(shí)牽引力與阻力平衡，功率為額定功率，額定功率為P額＝fvmax，則可知選項(xiàng)A錯(cuò)誤；汽車勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的位移x＝eq\f(1,2)vt，克服阻力做功為W＝eq\f(1,2)fvt，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可得WF－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)－0，Wf＝eq\f(1,2)fvt＋fs，可知選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確．答案D9．(·濟(jì)南模擬)如圖5-2-17所示，勁度系數(shù)為k的彈簧下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物，處于靜止?fàn)顟B(tài)．手托重物使之緩慢上移，直到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，手對(duì)重物做的功為W1.然后放手使重物從靜止開(kāi)始下落，重物下落過(guò)程中的最大速度為v()．

圖5-A．W1＞eq\f(m2g2,k) B．W1＜eq\f(m2g2,k)C．W2＝eq\f(1,2)mv2 D．W2＝eq\f(m2g2,k)－eq\f(1,2)mv2解析設(shè)x為彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度，由胡克定律得：mg＝kx.手托重物使之緩慢上移，直到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，重物的重力勢(shì)能增加了mgx＝eq\f(m2g2,k)，彈簧的彈力對(duì)重物做了功，所以手對(duì)重物做的功W1＜eq\f(m2g2,k)，選項(xiàng)B正確．由動(dòng)能定理知W2＋eq\f(m2g2,k)＝eq\f(1,2)mv2，則C、D錯(cuò)誤．答案B10．(·揭陽(yáng)模擬)如圖5-21-8所示為某娛樂(lè)場(chǎng)的滑道示意圖，其中AB為曲面滑道，BC為水平滑道，水平滑道BC與半徑為1.6m的eq\f(1,4)圓弧滑道CD相切，DE為放在水平地面上的海綿墊．某人從坡頂滑下，經(jīng)過(guò)高度差為20m的A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)的速度分別為2m/s和12m/s，在C點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，最后落在海綿墊上E點(diǎn)．人的質(zhì)量為70kg，在BC圖5(1)從A到B的過(guò)程中，人克服阻力做的功是多少？(2)為保證在C點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，BC的最大值是多少？(3)若BC取最大值，則DE的長(zhǎng)是多少？解析(1)由動(dòng)能定理：WG－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)得：Wf＝9100J.(2)BC段加速度為：a＝μg＝2m/s2，設(shè)在C點(diǎn)的最大速度為vm，由mg＝meq\f(v\o\al(2,m),r)，vm＝eq\r(gr)＝4m/s，BC的最大值為：sBC＝eq\f(v\o\al(2,B)－v\o\al(2,m),2a)＝32m，BC的長(zhǎng)度范圍是0～32m.(3)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t＝eq\r(\f(2r,g))＝eq\r(0.32)＝0.566s，BC取最大長(zhǎng)度，對(duì)應(yīng)平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為vm＝4m/s，平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移：s平＝vmt＝2.26m，DE的長(zhǎng)：sDE＝s平－r＝2.26m－1.6m＝0.66m.答案(1)9100J(2)32m(3)0.66m11．(·無(wú)錫高三期末)如圖5-2-19甲所示，長(zhǎng)為4m的水平軌道AB與傾角為37°的足夠長(zhǎng)斜面BC在B處連接，有一質(zhì)量為2kg的滑塊，從A處由靜止開(kāi)始受水平向右的力F作用，F(xiàn)按圖乙所示規(guī)律變化，滑塊與AB和BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，重力加速度g取圖5(1)滑塊第一次到達(dá)B處時(shí)的速度大??；(2)不計(jì)滑塊在B處的速率變化，滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去力F，滑塊沖上斜面，滑塊最終靜止的位置與B點(diǎn)的距離．(sin37°＝0.6)解析(1)由題圖得：0～2m內(nèi)：F1＝20N，Δx1＝2m；2～3m內(nèi)：F2＝0，Δx2＝1m；3～4m內(nèi)：F3＝10N，Δx3＝1mA至B由動(dòng)能定理得：F1Δx1－F3Δx3－μmg(Δx1＋Δx2＋Δx3)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，即20×2－10×1－0.25×2×10×(2＋1＋1)＝eq\f(1,2)×2×veq\o\al(2,B)，解得vB＝eq\r(10)m/s(2)因?yàn)閙gsin37°>μmgcos37°，滑塊將滑回水平面．設(shè)滑塊由B點(diǎn)上滑的最大距離為L(zhǎng)，由動(dòng)能定理：－μmgLcos37°－mgLsin37°＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得：L＝eq\f(5,8)m從最高點(diǎn)滑回水平面，設(shè)停止在與B點(diǎn)相距s處，mgLsin37°－μmgLcos37°－μmgs＝0解得：s＝eq\f(sin37°－μcos37°,μ)L＝eq\f(0.6－0.25×0.8,0.25)×eq\f(5,8)m＝1m.答案(1)eq\r(10)m/s(2)1m12．(·重慶卷，23)如圖5-2-20所示為一種擺式摩擦因數(shù)測(cè)量?jī)x，可測(cè)量輪胎與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)，其主要部件有：底部固定有輪胎橡膠片的擺錘和連接擺錘的輕質(zhì)細(xì)桿，擺錘的質(zhì)量為m、細(xì)桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，擺錘重心到O點(diǎn)距離為L(zhǎng)，測(cè)量時(shí)，測(cè)量?jī)x固定于水平地面，將擺錘從與O等高的位置處?kù)o止釋放．?dāng)[錘到最低點(diǎn)附近時(shí)，橡膠片緊壓地面擦過(guò)一小段距離s(s?L)，之后繼續(xù)擺至與豎直方向成θ角的最高位置．若擺錘對(duì)地面的壓力可視為大小為圖5(1)擺錘在上述過(guò)程中損失的機(jī)械能；(2)在上述過(guò)程中摩擦力對(duì)