高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練習(xí) 第6章第2練　動(dòng)能定理及其應(yīng)用（含詳解）

1.如圖，某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度，木箱獲得的動(dòng)能一定()A．等于拉力所做的功B．小于拉力所做的功C．等于克服摩擦力所做的功D．大于克服摩擦力所做的功2.(2021·山東卷·3)如圖所示，粗糙程度處處相同的水平桌面上有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)桿，一端可繞豎直光滑軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端與質(zhì)量為m的小木塊相連。木塊以水平初速度v0出發(fā)，恰好能完成一個(gè)完整的圓周運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過程中，木塊所受摩擦力的大小為()A.eq\f(mv\o\al(02),2πL)B.eq\f(mv\o\al(02),4πL)C.eq\f(mv\o\al(02),8πL)D.eq\f(mv\o\al(02),16πL)3．在籃球比賽中，某位同學(xué)獲得罰球機(jī)會(huì)，他站在罰球線處用力將籃球斜向上投出，籃球以大小約為1m/s的速度撞擊籃筐。已知籃球質(zhì)量約為0.6kg，籃筐離地高度約為3m，忽略籃球受到的空氣阻力，重力加速度大小g＝10m/s2，則該同學(xué)罰球時(shí)對(duì)籃球做的功大約為()A．1JB．10JC．50JD．100J4．(2024·安徽淮南市一模)某物體以一定初速度做平拋運(yùn)動(dòng)，從t＝0時(shí)刻起，物體的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t變化的情況正確的是()5.如圖所示，光滑固定斜面的頂端固定一彈簧，一質(zhì)量為m的小球向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面。設(shè)小球在斜面最低點(diǎn)A的速度為v，壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面高度為h，重力加速度為g，則小球從A到C的過程中彈簧彈力做的功為()A．mgh－eq\f(1,2)mv2 B.eq\f(1,2)mv2－mghC．－mgh D．－(mgh＋eq\f(1,2)mv2)6．(2023·湖南懷化市模擬)如圖所示，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DCA滑動(dòng)到A點(diǎn)且速度剛好為零，則物體具有的初速度(已知物體與斜面及水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同且不為零，不計(jì)B、C處能量損失)()A．等于v0 B．大于v0C．小于v0 D．取決于斜面7.(2023·重慶卷·13)機(jī)械臂廣泛應(yīng)用于機(jī)械裝配。若某質(zhì)量為m的工件(視為質(zhì)點(diǎn))被機(jī)械臂抓取后，在豎直平面內(nèi)由靜止開始斜向上做加速度大小為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與豎直方向夾角為θ，提升高度為h，如圖所示。求：(1)提升高度為h時(shí)，工件的速度大小；(2)在此過程中，工件運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及合力對(duì)工件做的功。8.一物塊沿傾角為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2v時(shí)，上升的最大高度記為h。重力加速度為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．tanθ和4HC．(eq\f(v2,2gH)－1)tanθ和2HD．(eq\f(v2,2gH)－1)tanθ和4H9.A、B兩物體分別在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面運(yùn)動(dòng)，先后撤去F1、F2后，兩物體最終停下，它們的v－t圖像如圖所示。已知兩物體所受的滑動(dòng)摩擦力大小相等，則下列說法正確的是()A．F1、F2大小之比為1∶2B．F1對(duì)A、F2對(duì)B做功之比為1∶2C．A、B的質(zhì)量之比為2∶1D．全過程中A、B克服摩擦力做功之比為2∶110.從地面豎直向上拋出一物體，物體在運(yùn)動(dòng)過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反的外力作用。距地面高度h在3m以內(nèi)時(shí)，物體上升、下落過程中動(dòng)能Ek隨h的變化如圖所示。重力加速度取10m/s2。該物體的質(zhì)量為()A．2kgB．1.5kgC．1kgD．0.5kg11.物流公司用滑軌裝運(yùn)貨物，如圖所示。長(zhǎng)5m、傾角為37°的傾斜滑軌與長(zhǎng)5.5m的水平滑軌平滑連接，有一質(zhì)量為1kg的貨物從傾斜滑軌頂端由靜止開始下滑。已知貨物與兩段滑軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為eq\f(1,3)，sin37°＝0.6，空氣阻力不計(jì)，重力加速度g取10m/s2。求：(1)貨物滑到傾斜滑軌末端的速度大?。?2)貨物從開始下滑經(jīng)過4s，克服摩擦力所做的功為多少。12．(多選)如圖所示為傾角為37°的固定斜面，一個(gè)質(zhì)量為2kg的物塊自斜面底端沿斜面上滑，其動(dòng)能和重力勢(shì)能隨上滑距離x的變化如圖中直線Ⅰ和Ⅱ所示，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則()A．物塊的初速度為10m/sB．物塊和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5C．物塊上升的最大高度為5mD．物塊回到斜面底端時(shí)的動(dòng)能為60J第2練動(dòng)能定理及其應(yīng)用1．B[木箱受力如圖所示，木箱在移動(dòng)的過程中有兩個(gè)力做功，拉力做正功，摩擦力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理可知WF＋Wf＝eq\f(1,2)mv2－0，所以動(dòng)能小于拉力做的功，故B正確，A錯(cuò)誤；無法比較動(dòng)能與摩擦力做功的大小，C、D錯(cuò)誤。]2．B[在運(yùn)動(dòng)過程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功與路徑有關(guān)，根據(jù)動(dòng)能定理－Ff·2πL＝0－eq\f(1,2)mv02，可得摩擦力的大小Ff＝eq\f(mv02,4πL)，故選B。]3．B[該同學(xué)將籃球投出時(shí)的高度約為h1＝1.8m，根據(jù)動(dòng)能定理有W－mg(h－h(huán)1)＝eq\f(1,2)mv2，解得W＝7.5J，故選項(xiàng)B正確。]4．D[物體在重力作用下做平拋運(yùn)動(dòng)，加速度為g，豎直位移y＝eq\f(1,2)gt2，由動(dòng)能定理得Ek＝E0＋eq\f(1,2)mg2t2，故選D。]5．A[小球從A到C過程中，由動(dòng)能定理可得WG＋WF＝0－eq\f(1,2)mv2，WG＝－mgh，解得WF＝mgh－eq\f(1,2)mv2，故選A。]6．A[物體從D點(diǎn)沿DBA滑動(dòng)到頂點(diǎn)A過程中，由動(dòng)能定理可得－mg·xAO－μmg·xDB－μmgcosα·xAB＝0－eq\f(1,2)mv02，α為斜面傾角，由幾何關(guān)系有xABcosα＝xOB，因而上式可以簡(jiǎn)化為－mg·xAO－μmg·xOD＝0－eq\f(1,2)mv02，從上式可以看出，物體的初速度與斜面傾角無關(guān)，故選A。]7．(1)eq\r(\f(2ah,cosθ))(2)eq\r(\f(2h,acosθ))eq\f(mah,cosθ)解析(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與速度關(guān)系有v02＝2aeq\f(h,cosθ)，解得v0＝eq\r(\f(2ah,cosθ))(2)由v0＝at，解得t＝eq\r(\f(2h,acosθ))根據(jù)動(dòng)能定理有W合＝eq\f(1,2)mv02，解得W合＝eq\f(mah,cosθ)。8．D[當(dāng)物塊上滑的初速度為v時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理有－mgH－μmgcosθ·eq\f(H,sinθ)＝0－eq\f(1,2)mv2當(dāng)上滑的初速度為2v時(shí)，有－mgh－μmgcosθ·eq\f(h,sinθ)＝0－eq\f(1,2)m(2v)2聯(lián)立可得μ＝(eq\f(v2,2gH)－1)tanθ，h＝4H，故選D。]9．C[由v－t圖像可知，兩個(gè)勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為1∶2，由題可知A、B所受摩擦力大小相等，所以A、B的質(zhì)量關(guān)系是2∶1，故C正確。由v－t圖像可知，A、B兩物體運(yùn)動(dòng)的位移相等，且勻加速運(yùn)動(dòng)位移之比為1∶2，勻減速運(yùn)動(dòng)的位移之比為2∶1，由動(dòng)能定理可得F1·x－Ff1·3x＝0－0，F(xiàn)2·2x－Ff2·3x＝0－0，因此可得：F1＝3Ff1，F(xiàn)2＝eq\f(3,2)Ff2，F(xiàn)f1＝Ff2，所以F1＝2F2。全過程中A、B克服摩擦力做的功相等，F(xiàn)1對(duì)A、F2對(duì)B做的功大小相等，故A、B、D錯(cuò)誤。]10．C[法一：特殊值法畫出運(yùn)動(dòng)示意圖。設(shè)該外力的大小為F，據(jù)動(dòng)能定理知A→B(上升過程)：－(mg＋F)h＝EkB－EkAB→A(下落過程)：(mg－F)h＝EkA′－EkB′整理以上兩式并代入數(shù)據(jù)得物體的質(zhì)量m＝1kg，選項(xiàng)C正確。法二：寫表達(dá)式根據(jù)斜率求解上升過程：－(mg＋F)h＝Ek－Ek0，則Ek＝－(mg＋F)h＋Ek0下落過程：(mg－F)h＝Ek′－Ek0′，則Ek′＝(mg－F)h＋Ek0′，結(jié)合題圖可知mg＋F＝eq\f(72－36,3－0)N＝12N，mg－F＝eq\f(48－24,3－0)N＝8N聯(lián)立可得m＝1kg，選項(xiàng)C正確。]11．(1)eq\f(10\r(3),3)m/s(2)30J解析(1)根據(jù)動(dòng)能定理mglsin37°－μmglcos37°＝eq\f(1,2)mv12解得v1＝eq\f(10\r(3),3)m/s(2)在斜面上下滑時(shí)有mgsin37°－μmgcos37°＝ma1，解得a1＝eq\f(10,3)m/s2，下滑到底端時(shí)的時(shí)間t1＝eq\r(\f(2l,a1))＝eq\r(3)s，在水平滑軌上運(yùn)動(dòng)的加速度a2＝μg，解得a2＝eq\f(10,3)m/s2，則在水平滑軌上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝eq\f(v1,a2)＝eq\r(3)s，貨物從開始下滑經(jīng)過4s時(shí)已經(jīng)停止在水平滑軌上，則整個(gè)過程由動(dòng)能定理有mglsin37°－W克f＝0，克服摩擦力所做的功為W克f＝mglsin37