（浙江專用）高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 第五章 第2課時 動能 動能定理知能達(dá)標(biāo)訓(xùn)練

第4課時動能動能定理1【測控導(dǎo)航】知識點(diǎn)題號1.對動能、動能定理的理解3、7、82.用動能定理求變力做功1、9、103.動能定理的應(yīng)用2、4、5、6、11一、單項(xiàng)選擇題1.(上海復(fù)旦、交大、華師大附中三校聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量為m的物體靜置在水平光滑的平臺上,系在物體上的繩子跨過光滑的定滑輪,由地面上的人以速度v0向右勻速拉動,設(shè)人從地面上平臺的邊緣開始向右行至繩與水平方向夾角為45°處,在此過程中人所做的功為(C)A.mv0C.mv0解析:人從地面上平臺的邊緣開始向右行至繩與水平方向夾角為45°處,沿繩方向的速度v=v0cos45°=2v02,故質(zhì)量為m的物體速度等于22.(重慶調(diào)研)如圖所示,斜面AB、DB動摩擦因數(shù)相同.可視為質(zhì)點(diǎn)的物體分別沿AB、DB從斜面頂端由靜止下滑到底端,下列說法正確的是(B)A.物體沿斜面DB滑動到底端時動能較大B.物體沿斜面AB滑動到底端時動能較大C.物體沿斜面DB滑動過程中克服摩擦力做的功較多D.物體沿斜面AB滑動過程中克服摩擦力做的功較多解析:已知斜面AB、DB動摩擦因數(shù)相同,設(shè)斜面傾角為θ,底邊為x,斜面長度L=xcosθ,物體分別沿AB、DB從斜面頂端由靜止下滑到底端,由動能定理有mgh-μmgLcosθ=12mv2,即mgh-μmgx=12mv2可知物體沿斜面AB滑動到底端時動能較大,故選項(xiàng)A錯誤,選項(xiàng)B正確;物體沿斜面滑動過程中克服摩擦力做的功WFf=μmgLcos3.如圖所示,質(zhì)量相等的物體A和物體B與地面間的動摩擦因數(shù)相等,在力F的作用下,一起沿水平地面向右移動x,則(B)A.摩擦力對A、B做功相等B.A、B動能的增量相同C.F對A做的功與F對B做的功相等D.合外力對A做的功與合外力對B做的功不相等解析: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A、B做的功不相等,A錯誤;但A、B兩物體一起運(yùn)動,速度始終相同,故A、B動能增量一定相同,B正確;F不作用在B上,因此力F對B不做功,C錯誤;合外力對物體做的功應(yīng)等于物體動能的增量,故D錯誤.4.質(zhì)量為m的小球被系在輕繩一端,在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動,如圖所示,運(yùn)動過程中小球受到空氣阻力的作用.設(shè)某一時刻小球通過軌道的最低點(diǎn),此時繩子的張力為7mg,在此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動,經(jīng)過半個圓周恰好能通過最高點(diǎn),則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功是(C)A.14mgR B.1C.12解析:小球通過最低點(diǎn)時,繩的張力為F=7mg①由牛頓第二定律可知F-mg=mv1小球恰好過最高點(diǎn),繩子拉力為零,由牛頓第二定律可知mg=mv小球由最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中,由動能定理得-2mgR+WFf=12mv22-12由①②③④可得WFf=-12mgR,所以小球克服空氣阻力所做的功為15.(新疆模擬)在新疆旅游時,最刺激的莫過于滑沙運(yùn)動.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,速度為2v0,設(shè)人下滑時所受阻力恒定不變,沙坡長度為L,斜面傾角為α,人的質(zhì)量為m,滑沙板質(zhì)量不計(jì),重力加速度為g,則下列說法錯誤的是(A)A.若人在斜面頂端被其他人推了一把,沿斜面以v0的初速度下滑,則人到達(dá)斜面底端時的速度大小為3v0B.若人在斜面頂端被其他人推了一把,沿斜面以v0的初速度下滑,則人到達(dá)斜面底端時的速度大小為5v0C.人沿沙坡下滑時所受阻力Ff=mgsinα-2mv0D.人在下滑過程中重力功率的最大值為2mgv0sinα解析:對人進(jìn)行受力分析如圖所示,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律有(2v0)2-0=2aL,v12-v02=2aL,可解得v1=5v0,所以選項(xiàng)A錯誤,B正確;根據(jù)動能定理有mgLsinα-FfL=12m(2v0)2,可解得Ff=mgsinα-2mv026.(武漢調(diào)考)質(zhì)量為1kg的物體,放在動摩擦因數(shù)為0.2的水平面上,在水平拉力的作用下由靜止開始運(yùn)動,水平拉力做的功W和物體發(fā)生的位移s之間的關(guān)系如圖所示,重力加速度為10m/s2,則下列說法正確的是(C)A.s=3m時速度大小為22B.s=9m時速度大小為42C.OA段加速度大小為3m/s2D.AB段加速度大小為3m/s2解析:由公式W=Fs得,從0到3m時水平拉力的大小為5N,對此過程由動能定理可得W-μmgs=12mvA2,代入數(shù)值得s=3m時速度大小為32m/s,所以選項(xiàng)A錯誤;同理解得s=9m時速度大小為32m/s,所以選項(xiàng)B錯誤;由牛頓第二定律得OA段加速度大小為3m/s2二、不定項(xiàng)選擇題7.一質(zhì)點(diǎn)開始時做勻速直線運(yùn)動,從某時刻起受到一恒力作用.此后,該質(zhì)點(diǎn)的動能可能(ABD)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)所加恒力的方向與物體運(yùn)動的方向成銳角時,該力一直做正功,其動能一直增大,選項(xiàng)A正確;當(dāng)所加恒力的方向與物體運(yùn)動的方向相反時,物體先做勻減速運(yùn)動后做反向的勻加速運(yùn)動,其動能先逐漸減小至零,再逐漸增大,選項(xiàng)B正確;當(dāng)所加恒力的方向與物體運(yùn)動的方向成鈍角時,其動能先逐漸減小至某一非零的最小值,再逐漸增大,選項(xiàng)D正確;物體不可能出現(xiàn)動能先逐漸增大至某一最大值,再逐漸減小的情況,選項(xiàng)C錯誤.這是發(fā)散思維類的題,由于沒有給出矢量(恒力)的方向,需要仔細(xì)思考矢量方向存在的多種可能性,從而得出多解.8.人通過滑輪將質(zhì)量為m的物體,沿粗糙的斜面由靜止開始勻加速地由底端拉上斜面,物體上升的高度為h,到達(dá)斜面頂端的速度為v,如圖所示.則在此過程中(BD)A.物體所受的合外力做功為mgh+12mvB.物體所受的合外力做功為12mvC.人對物體做的功為mghD.人對物體做的功大于mgh解析:物體沿斜面做勻加速運(yùn)動,根據(jù)動能定理W合=WF-WFf-mgh=12mv2,其中WFf為物體克服摩擦力做的功.人對物體做的功即是人對物體的拉力做的功,所以W人=WF=WFf+mgh+12mv9.(年海口模擬)一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上,從t=0時起,第1秒內(nèi)受到2N的水平外力作用,第2秒內(nèi)受到同方向的1N的外力作用.下列判斷正確的是(AD)A.0～2s內(nèi)外力的平均功率是94B.第2秒內(nèi)外力所做的功是54C.第2秒末外力的瞬時功率最大D.第1秒內(nèi)與第2秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動能增加量的比值是4解析:由牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式可求出1s末、2s末速度分別為v1=2m/s、v2=3m/s,故0～2s內(nèi)外力做功為W=12mv22=4.5J,平均功率為P=Wt=4.52W=94W,則選項(xiàng)A正確;1s末、2s末外力的瞬時功率分別為4W、3W,則選項(xiàng)C錯誤;第1秒內(nèi)與第2秒內(nèi)動能增加量分別為12mv12三、非選擇題10.(浙江名校質(zhì)檢)在豎直平面內(nèi)有一個粗糙的14圓弧軌道,其半徑R=0.4m,軌道的最低點(diǎn)距地面高度h=0.45m.一質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊從軌道的最高點(diǎn)A由靜止釋放,到達(dá)最低點(diǎn)B時以一定的水平速度離開軌道,落地點(diǎn)C距軌道最低點(diǎn)的水平距離x=0.6m.空氣阻力不計(jì),g取10m/s2(1)小滑塊離開軌道時的速度大小;(2)小滑塊運(yùn)動到軌道最低點(diǎn)時,對軌道的壓力大小;(3)小滑塊在軌道上運(yùn)動的過程中,克服摩擦力所做的功.解析:(1)小滑塊離開軌道后做平拋運(yùn)動,設(shè)運(yùn)動時間為t,初速度為v,則x=vt,h=12gt2,解得v=2.0m(2)小滑塊到達(dá)軌道最低點(diǎn)時,受重力和軌道對它的彈力為FN,根據(jù)牛頓第二定律:FN-mg=mv2解得FN=2.0N.根據(jù)牛頓第三定律,軌道受到的壓力大小FN'=FN=2.0N.(3)在滑塊從軌道的最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中,根據(jù)動能定理mgR+Wf=12mv2-0,Wf所以小滑塊克服摩擦力做功為0.2J.答案:(1)2.0m/s(2)2.0N(3)0.2J11.(唐山一中檢測)如圖所示,水平傳送帶的右端與豎直面內(nèi)的用光滑鋼管彎成的“9”形固定軌道相接,鋼管內(nèi)徑很小.傳送帶的運(yùn)行速度為v0=6m/s,將質(zhì)量m=1.0kg的可看作質(zhì)點(diǎn)的滑塊無初速地放到傳送帶A端,傳送帶長度為L=12.0m,“9”字全高H=0.8m,“9”字上半部分圓弧半徑為R=0.2m,滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3,重力加速度g=10m(1)滑塊從傳送帶A端運(yùn)動到B端所需要的時間;(2)滑塊滑到軌道最高點(diǎn)C時對軌道作用力的大小和方向;(3)若滑塊從“9”形軌道D點(diǎn)水平拋出后,恰好垂直撞在傾角θ=45°解析:(1)在傳送帶上加速運(yùn)動時,由牛頓第二定律μmg=ma得a=μg=3m/s2加速到與傳送帶達(dá)到共速所需要的時間t=v0前2s內(nèi)的位移x1=12at2=之后滑塊做勻速運(yùn)動的位移x2=L-x1=6m所用的時間t2=x2v0=1