江蘇省2024高考物理一輪復(fù)習第五章機械能及其守恒定律高考熱點強化訓練6動能定理的應(yīng)用含解析

PAGEPAGE1高考熱點強化訓練6動能定理的應(yīng)用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l.若A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，則在這一過程中()A．A獲得的動能較大B．B獲得的動能較大C．A、B獲得的動能一樣大D．無法比較A、B獲得的動能大小答案C解析由動能定理可知恒力F做功W＝Fl＝eq\f(1,2)mv2－0，因為F、l相同，所以A、B獲得的動能一樣大，C正確．2.剎車距離是衡量汽車平安性能的重要參數(shù)之一，如圖1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()圖1A．甲車的剎車距離隨剎車前的車速v改變更快，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改變更快，甲車與地面間的動摩擦因數(shù)較大答案B解析對剎車過程，由動能定理可知－μmgl＝0－eq\f(1,2)mv2，得l＝eq\f(v2,2μg)＝eq\f(v2,2a)，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，剎車時的加速度大小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．3．(多選)質(zhì)量為1kg的物體靜止在粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下運動，如圖2甲所示，外力F和物體克服摩擦力Ff做的功與物體位移的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2.下列說法正確的是()圖2A．物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.2B．物體運動的位移為13mC．物體在前3m運動過程中的加速度為3m/s2D．x＝9m時，物體的速度為3eq\r(2)m/s答案ACD4．(多選)如圖3所示，在離地面高為H處以水平速度v0拋出一質(zhì)量為m的小球，經(jīng)時間t，小球離水平地面的高度變?yōu)閔，此時小球的動能為Ek，重力勢能為Ep(選水平地面為零勢能參考面，不計空氣阻力)．下列圖象中大致能反映小球動能Ek、重力勢能Ep改變規(guī)律的是()圖3答案AD解析由動能定理可知，mg(H－h(huán))＝Ek－Ek0，即Ek＝Ek0＋mgH－mgh，Ek－h(huán)圖象為一次函數(shù)圖象，B項錯誤；又Ek＝Ek0＋eq\f(1,2)mg2t2，可知Ek－t圖象為開口向上的拋物線，A項正確；由重力勢能定義式有Ep＝mgh，Ep－h(huán)為正比例函數(shù)，D項正確；由平拋運動規(guī)律有：H－h(huán)＝eq\f(1,2)gt2，所以Ep＝mg(H－eq\f(1,2)gt2)，所以Ep－t圖象不是直線，C項錯誤．5.如圖4所示，質(zhì)量為m的鋼制小球，用長為l的細線懸掛在O點．將小球拉至與O等高的C點后(細線伸直)由靜止釋放．小球運動到最低點B時對細線的拉力為2mg，若在B點用小錘頭向左敲擊小球一下，瞬間給它補充機械能ΔE，小球就能恰好擺到與C等高的A點．設(shè)空氣阻力只與運動速度相關(guān)，且運動速度越大空氣阻力就越大．則以下關(guān)系正確的是()圖4A．ΔE>mgl B．ΔE<eq\f(1,2)mglC．ΔE＝eq\f(1,2)mgl D.eq\f(1,2)mgl<ΔE<mgl答案A解析設(shè)小球由C到B的運動過程中克服空氣阻力做功Wf1，由動能定理知，mgl－Wf1＝eq\f(1,2)mvB2，在B點，由牛頓其次定律知：FT－mg＝meq\f(vB2,l)，其中FT＝2mg，故Wf1＝eq\f(1,2)mgl；在B點給小球補充機械能即動能后，小球恰好運動到A點，由動能定理知：－mgl－Wf2＝0－(eq\f(1,2)mvB2＋ΔE)，由以上各式得ΔE＝Wf2＋Wf1，由題意知，上升過程中的平均速度大于下降過程中的平均速度，所以Wf2>Wf1，即ΔE>mgl，A正確．6.如圖5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(shè)小球受到的空氣阻力為Ff，重力加速度為g，則下列說法正確的是()圖5A．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mg(1＋eq\f(H,h))答案C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－FfH＝eq\f(1,2)mv02，選項A錯誤；設(shè)泥的平均阻力為Ff′，小球陷入泥中的過程，由動能定理得mgh－Ff′h＝0－eq\f(1,2)mv02，解得Ff′h＝mgh＋eq\f(1,2)mv02，F(xiàn)f′＝mg(1＋eq\f(H,h))－eq\f(FfH,h)，選項B、D錯誤；對全過程應(yīng)用動能定理可知，整個過程中小球克服阻力做的功等于mg(H＋h)，選項C正確．7.山地滑雪是人們寵愛的一項體育運動．一滑雪道ABC的底部是一個半徑為R的圓，圓與雪道相切于C點，C點的切線沿水平方向，C點與水平雪地之間是高為H的峭壁，D是圓的最高點，如圖6所示．運動員從A點由靜止下滑，剛好經(jīng)過光滑圓軌道最高點D旋轉(zhuǎn)一周，再滑到C點后水平拋出，當拋出時間為t時，迎面遭受一股強風，運動員最終落到了雪地上，落地時速度大小為v.已知運動員連同滑雪裝備總質(zhì)量為m，重力加速度為g，不計遭受強風前的空氣阻力和雪道的摩擦阻力，求：圖6(1)A、C的高度差h；(2)運動員剛遭受強風時的速度大小及距地面的高度；(3)強風對運動員所做的功．答案(1)eq\f(5,2)R(2)eq\r(5gR＋g2t2)H－eq\f(1,2)gt2(3)eq\f(1,2)mv2－mg(H＋eq\f(5,2)R)解析(1)運動員剛好經(jīng)過光滑圓軌道最高點，則其速度滿意mg＝eq\f(mvD2,R)，A→D過程，由動能定理有mg(h－2R)＝eq\f(1,2)mvD2聯(lián)立解得h＝eq\f(5,2)R.(2)運動員從A到C由動能定理有mgh＝eq\f(1,2)mv02可得v0＝eq\r(5gR)在圓軌道旋轉(zhuǎn)一周后運動員做平拋運動，運動員遭受強風時，在豎直方向上的速度v′＝gt則運動員遭受強風時的速度大小為：v1＝eq\r(v02＋v′2)＝eq\r(5gR＋g2t2)下落高度為