2020届高三物理一轮复习 第五章 第2讲 动能定理及其应用课时作业（含解析）

动能定理及其应用一、单项选择题1A、B两物体在光滑水平面上，分别在相同的水平恒力F作用下，由静止开始通过相同的位移l.若A的质量大于B的质量，则在这一过程中()AA获得动能较大BB获得动能较大CA、B获得动能一样大D无法比较A、B获得动能大小解析：由动能定理可知恒力F做功WFlmv20，因为F、l相同，所以A、B获得的动能一样大，C正确答案：C2一个质量为m的物体静止放在光滑水平面上，在互成60角的大小相等的两个水平恒力作用下，经过一段时间，物体获得的速度为v，在力的方向上获得的速度分别为v1、v2，如图所示，那么在这段时间内，其中一个力做的功为()A.mv2B.mv2C.mv2 D.mv2解析：在合力F的方向上，由动能定理得WFlmv2，某个分力做的功为W1F1lcos 30lcos 30Flmv2，B正确答案：B3用水平力F拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉力F，物体做匀减速直线运动，到t2时刻停止，其速度时间图象如图所示，且.若拉力F做的功为W1，在0t1时间内拉力F的平均功率为P1；0t2时间内物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2,克服摩擦力的平均功率为P2，则下列选项正确的是()AW1W2，F2FfBW1W2，F2FfCP12FfDP1P2，F2Ff解析：对整个过程由动能定理可得W1W20，解得W1W2.由图象可知，匀加速过程加速度大小a1大于匀减速过程的加速度大小a2，即，F2Ff，选项A、D错误，B正确；由于摩擦阻力作用时间大于水平力F作用时间，所以P1P2，选项C错误答案：B4(2018高考江苏卷)从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是()解析：本题考查动能的概念和Ekt图象，意在考查考生的推理能力和分析能力小球做竖直上抛运动时，速度vv0gt，根据动能Ekmv2得Ekm(v0gt)2，故图象A正确答案：A5.如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面设小球在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则小球从A到C的过程中弹簧弹力做功是()Amghmv2 B.mv2mghCmgh D(mghmv2)解析：小球从A点运动到C点的过程中，重力和弹簧的弹力对小球做负功，由于支持力与位移始终垂直，则支持力对小球不做功，由动能定理，可得WGWF0mv2，重力做的功为WGmgh，则弹簧的弹力对小球做的功为WFmghmv2，所以正确选项为A.答案：A二、多项选择题6.如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它沿容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则()Aa BaCN DN解析：质点P下滑到最低点的过程中，由动能定理得mgRWmv2，则速度v，最低点的向心加速度a，选项A正确，选项B错误；在最低点时，由牛顿第二定律得Nmgma，N，选项C正确，选项D错误答案：AC7.(2019辽宁五校联考)在某一粗糙的水平面上，一质量为2 kg的物体在水平恒定拉力的作用下做匀速直线运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位移变化的关系图象已知重力加速度g取10 m/s2.根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有()A物体与水平面间的动摩擦因数B合外力对物体所做的功C物体做匀速运动时的速度D物体运动的时间解析：物体做匀速直线运动时，拉力F与滑动摩擦力Ff相等，物体与水平面间的动摩擦因数为0.35，A正确；减速过程由动能定理得WFWf0mv2，根据Fs图象中图线与坐标轴围成的面积可以估算力F做的功WF，而Wfmgs，由此可求得合外力对物体所做的功，及物体做匀速运动时的速度v，B、C正确；因为物体做变加速运动，所以运动时间无法求出，D错误答案：ABC8.如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机作用带动小车前进若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t前进的距离为x，且速度达到最大值vm.设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为Ff，那么这段时间内()A小车做匀加速运动B小车受到的牵引力逐渐减小C小车受到的合外力所做的功为PtD小车受到的牵引力做的功为Ffxmvm2解析：小车在运动方向上受牵引力F和阻力Ff，因为v增大，P不变，由PFv，FFfma，得出F逐渐减小，a也逐渐减小，当vvm时，a0，故A错误，B正确；合外力做的功W外PtFfx，由动能定理得PtFfxmvm2，则牵引力做的功WFPtFfxmvm2，故C错误，D正确答案：BD能力题组一、选择题9(2019湖北名校联考)如图所示，一个可视为质点的滑块从高H12 m处的A点由静止沿光滑的轨道AB滑下，进入半径为r4 m的竖直圆环，圆环内轨道与滑块间的动摩擦因数处处相同，当滑块到达圆环顶点C时，滑块对轨道的压力恰好为零，滑块继续沿CFB滑下，进入光滑轨道BD，且到达高度为h的D点时速度为零，则h的值可能为(重力加速度大小g取10 m/s2)()A8 m B9 mC10 m D11 m解析：滑块到达圆环顶点C时对轨道压力为零，由牛顿第二定律得mgm，得速度vC，设滑块在BEC段上克服摩擦力做的功为W1，由动能定理得mg(H2r)W1mvC2，则W1mg(H2r)mvC2mg(Hr)，滑块在CFB段克服摩擦力做的功W2满足0W2W1，从C到D，由动能定理得mg(h2r)W2mvC2，代入得8 mh10 m，选项B正确答案：B10(2019湖南郴州教学质检)如图(a)所示，在水平路段AB上有一质量为1103 kg的汽车，正以10 m/s的速度向右匀速行驶，汽车前方的水平路段BC因粗糙程度与AB段不同引起阻力变化，汽车通过整个ABC路段的vt图象如图(b)所示，t15 s时汽车刚好到达C点，并且已做匀速直线运动，速度大小为5 m/s.运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变，假设汽车在AB路段上运动时所受的恒定阻力为Ff2 000 N，下列说法正确的是()A汽车在AB、BC段发动机的额定功率不变都是1104 WB汽车在BC段牵引力增大，所以汽车在BC段的加速度逐渐增大C由题给条件不能求出汽车在BC段前进的距离D由题所给条件可以求出汽车在8 m/s时加速度的大小解析：发动机的额定功率PFfv12 00010 W2104 W，选项A错误；由题图(b)可知汽车在BC段做加速度减小的减速运动，选项B错误；根据PFfv2可求解汽车在BC段上所受的阻力大小，根据动能定理PtFfxBCmv22mv12，可求解汽车在BC段前进的距离，选项C错误；根据牛顿第二定律a，可以求出汽车在8 m/s时加速度的大小，选项D正确答案：D11.(多选)如图所示为一滑草场某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45和37的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为.质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin 370.6，cos 370.8)则()A动摩擦因数B载人滑草车最大速度为 C载人滑草车克服摩擦力做功为mghD载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为g解析：对滑草车从坡顶由静止滑下，到底端静止的全过程，得mg2hmgcos 45mgcos 370，解得，选项A正确；对经过上段滑道过程，根据动能定理得，mghmgcos 45mv2，解得v，选项B正确；载人滑草车克服摩擦力做功为2mgh，选项C错误；载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为ag，选项D错误答案：AB二、非选择题12.(2017高考全国卷)为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s1s0)处分别设置一个挡板和一面小旗，如图所示训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以速度v0击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板；冰球被击出的同时，运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗训练要求当冰球到达挡板时，运动员至少到达小旗处假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的速度为v1.重力加速度为g.求： (1)冰球与冰面之间的动摩擦因数；(2)满足训练要求的运动员的最小加速度解析：(1)设冰球的质量为m，冰球与冰面之间的动摩擦因数为，由动能定理得mgs0mv12mv02解得(2)冰球到达挡板时，满足训练要求的运动员中，刚好到达小旗处的运动员的加速度最小设这种情况下，冰球和运动员的加速度大小分别为a1和a2，所用的时间为t.由运动学公式得v02v122a1s0v0v1a1ts1a2t2联立式得a2答案：(1)(2)13(2019黑龙江牡丹江一中模拟)如图，半径为R的光滑半圆形轨道ABC固定在竖直平面内且与水平轨道CD相切于C 点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端Q到C点的距离为2R.质量为m的滑块(视为质点)从轨道上的P点由静止滑下，刚好能运动到Q点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，且刚好能通过圆轨道的最高点A.已知POC60，求：(1)滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时所受轨道支持力；(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数；(3)弹簧被锁定时具有的弹性势能解析：(1)设滑块第一次滑至C点时的速度为vC，圆轨道C点对滑块的支持力为FNPC过程：mgR(1cos 60)mvC2C点：FNmgm解得FN2mg，方向竖直向上(2)对PCQ过程：mgR(1cos 60)mg2R0解得0.25.(3)A点：mgmQCA过程：EpmvA2mg2Rmg2R解得弹性势能Ep3mgR.答案：(1)2mg，方向竖直向上(2)0.25(3)3mgR8