（新课标）2020高考物理一轮复习 课时作业22 动能定理（含解析）新人教版

动能定理一、选择题1(2017海南)将一小球竖直向上抛出，小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略a为小球运动轨迹上的一点，小球上升和下降经过a点时的动能分别为Ek1和Ek2.从抛出开始到小球第一次经过a点时重力所做的功为W1，从抛出开始到小球第二次经过a点时重力所做的功为W2.下列选项正确的是()AEk1Ek2，W1W2BEk1Ek2，W1W2CEk1Ek2，W1W2 DEk1Ek2，W1W2答案B解析从抛出开始到第一次经过a点和抛出开始第二次经过a点，上升的高度相等，可知重力做功相等，即W1W2.对两次经过a点的过程运用动能定理得，WfEk2Ek1，可知Ek1Ek2，故B项正确，A、C、D三项错误2.(2018揭阳一模)质量为2 kg的物体以一定的初速度沿倾角为30的斜面向上滑行，在向上滑行的过程中，其动能随位移的变化关系如图所示，则物体返回到出发点时的动能为(取g10 m/s2)()A196 J B56 JC34 J D20 J答案C解析物体上滑的过程中重力与摩擦力都做负功由动能定理得：mgxsin30fxE0下滑的过程中重力做正功，摩擦力做负功，得：mgxsin30fx0E代入数据解得：E34 J，故C项正确，A、B、D三项错误3.(2018南通二模)如图所示，水平平台上放置一长为L、质量为m的匀质板，板的右端距离平台边缘为s，板与台面间动摩擦因数为，重力加速度为g.现对板施加水平推力，要使板脱离平台，推力做功的最小值为()Amg(Ls) Bmg(s)Cmg(Ls) Dmg(s)答案B解析由分析可知，应缓慢将木板推至木板的重心离开平台，故推动的位移为s；摩擦力做功Wfmg(s)则对全程由动能定理可知，Wmg(s)0解得：Wmg(s)；故B项正确A、C、D三项错误4.(多选)如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为L，子弹进入木块的深度为s，若木块对子弹的阻力F视为恒定，则下列关系中正确的是()AFLMv2BFsmv2CFsmv02(Mm)v2DF(Ls)mv02mv2答案ACD解析根据动能定理，对子弹：F(Ls)mv2mv02知，D项正确；对木块：FLMv2，A项正确；由以上二式相加后整理可得Fsmv02(Mm)v2，C项正确，B项错误5.如图所示，斜面AB竖直固定放置，物块(可视为质点)从A点静止释放沿斜面下滑，最后停在水平面上的C点，从释放到停止的过程中克服摩擦力做的功为W.因斜面塌陷，斜面变成APD曲面，D点与B在同一水平面上，且在B点左侧已知各接触面粗糙程度均相同，不计物块经过B、D处时的机械能损失，忽略空气阻力，现仍将物块从A点静止释放，则()A物块将停在C点B物块将停在C点左侧C物块从释放到停止的过程中克服摩擦力做的功大于WD物块从释放到停止的过程中克服摩擦力做的功小于W答案A解析物块从A到C克服摩擦力做功WfmgLEC，由动能定理：mgHmgLEC0，当物块沿APD曲线下滑时，可以把曲线分解成若干个斜线下滑，在曲面上运动到达水平面，摩擦力做的功与物体在曲面上对应的水平距离上移动时，摩擦力做的功相同A项正确，B、C、D三项错误6.质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，在此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是()A.mgR B3mgRC7mgR D.mgR答案D解析在最低点，由牛顿第二定律得：7mgmgm在最高点，有：mgm由动能定理得：2mgRWfmv22mv12解得WfmgR故克服空气阻力做功为mgR.7(2018江西模拟)(多选)如图所示，两块竖直木板夹着一物块，物块在木板内静止，两板因弹簧作用对物块有一恒定压力并保持两板之间的距离不变(图中未画出弹簧)让木板从离地h高位置自由下落，落地后木板静止，物块在木板中下滑了l长度已知物块与木板间的动摩擦因数不变，以下说法正确的是(以下各选项中物块均未触地)()A如果仅改变木板下落的高度，使其从2h高度落下，物块下滑的长度将为2lB如果仅改变木板对物块的压力，使其变为原来一半，物块下滑的长度将大于2lC如果仅改变物块的质量，使其变为原来2倍，物块下滑的距离将为2lD如果仅改变木板的质量，使其变为原来一半，物块下滑距离将大于2l答案AB解析A项，设物块受到的滑动摩擦力为f，根据动能定理，有mg(hl)fl0，解得l，仅改变木板下落的高度，使其从2h高度落下，物块下滑的长度将为2l，故A项正确；B项，如果仅改变木板对物块的压力，使其变为原来一半，物块受到的滑动摩擦力为原来的一半，由l知，物块下滑的长度将大于2l，故B项正确；C项，如果仅改变物块的质量，使其变为原来2倍，由l知，物块下滑的距离将大于2l，故C项错误；D项，如果仅改变木板的质量，物块下滑的距离仍为l，故D项错误8.(2018四川模拟)(多选)如图所示，一固定竖直轨道由半径为R的四分之一圆弧AB、长度为L的水平直轨BC和半径为r的四分之一圆弧CD构成，BC与两圆弧分别相切于B点和C点质量为m的质点物块从A点由静止释放，恰好能到达D点，已知物块在圆弧AB上克服摩擦力做的功为W1，在圆弧CD上克服摩擦力做的功为W2，重力加速度大小为g，则()A物块在水平直轨上的动摩擦因数为B物块在水平直轨上的动摩擦因数为C物块在C点的向心加速度的大小为2gD物块在C点的向心加速度的大小为2g答案BC解析设物块在水平直轨上克服摩擦力做的功为W3，对于ABCD整个过程，由动能定理得：mg(Rr)(W1W2W3)0，又因为W3mgL，由以上两式联立可解得：，故A项错误，B项正确；由动能定理，对于ABCD整个过程有：mg(Rr)(W1W2W3)0，对于ABC过程有：mgR(W1W3)mvC20，由向心加速度公式得：a，由以上各式可解得：a2g，故C项正确，D项错误9.用传感器研究质量为2 kg的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到06 s内物体的加速度随时间变化的关系如图所示下列说法正确的是()A06 s内物体先向正方向运动，后向负方向运动B06 s内物体在4 s时的速度最大C物体在24 s内速度不变D04 s内合力对物体做的功等于06 s内合力做的功答案D解析由at图像可知：图线与时间轴围成的“面积”代表物体在相应时间内速度的变化情况，在时间轴上方为正，在时间轴下方为负物体6 s末的速度v6(25)2 m/s12 m/s6 m/s，则06 s内物体一直向正方向运动，A项错误；由图像可知物体在5 s末速度最大，vm(25)2 m/s7 m/s，B项错误；由图像可知在24 s内物体加速度不变，物体做匀加速直线运动，速度变大，C项错误；在04 s内合力对物体做的功由动能定理可知：W合4mv420，又v4(24)2 m/s6 m/s，得W合436 J，06 s内合力对物体做的功由动能定理可知：W合6mv620，又v66 m/s，得W合636 J，则W合4W合6，D项正确10.(2018南充模拟)(多选)如图所示，长度均为1.5 m的木板AB、BC、CD、DE在竖直面内搭成“波浪形”轨道(两木板交接处用极小的光滑曲面相连)，一物体(可视为质点)从木板OA上距地面高为h1.8 m处由静止释放并沿轨道运动，直至停止运动，已知木板OA和其他木板与地面的夹角均为60，物体与木板间的动摩擦因数均为0.6，设空气阻力和物体通过两木板交接处时的动能损失均不计(g10 m/s2)，则()A物体运动的总路程为6.0 mB物体运动的水平总位移为3.0 mC物体最终停在A点D物体最终停在C点答案AC解析A项，物体在斜面上物体重力沿斜面向下的分力为：G1mgsin60mg物体所受的最大静摩擦力为：fmgcos600.6mg0.3mg.由于fG1，故物体不能静止在木板上从物体开始运动到最终停下的过程中，总路程为s，由动能定理得：mghmgscos6000代入数据解得：s6.0 m故A项正确B、C、D三项，假设物体能到达B点，由动能定理得：mg(hLsin60)mgcos60(L)mvB20，解得：vB20.无解说明物体不能通过B点，最终停在A点处则物体运动的水平位移为：x m，故B、D两项错误，C项正确二、非选择题11.(2018台州模拟)如图所示为某水上乐园急速滑道的简化示意图，内壁光滑的水平半圆形管道BC分别与倾角37的倾斜管道AB和水平直管道CD顺滑连接，管道AB的A端离管道BC所在平面的高度h16 m，管道BC的直径d10 m离水面EF的高h21.8 m质量m60 kg的游客(可视为质点)从A端静止滑下，游客与管道AB的动摩擦因数10.125，与管道CD的动摩擦因数20.5，整个运动过程空气阻力不计(sin370.6，cos370.8)(1)求游客经过B点时的速度大小；(2)求游客受到BC管道的作用力大小；(3)要使游客落到水中且落水的速度不超过8 m/s，求管道CD的长度答案(1)10 m/s(2)1 200 N(3)7.2 m解析(1)对A到B过程运用动能定理有：mgh11mgcosmvB20，代入数据解得：vB10 m/s.(2)游客在BC管道中做匀速圆周运动，根据Nm得：N1 200 N.(3)游客离开CD管道后，做平抛运动，落水的最大速度为8 m/s，落水时的竖直分速度为：vy m/s6 m/s，则离开管道CD的最大速度为：vD m/s2 m/s.根据动能定理得：2mgxCDmvD2mvC2，代入数据解得：xCD7.2 m.12.(2018泰州模拟)如图所示，足够长的固定木板的倾角为37，劲度系数为k36 N/m的轻质弹簧的一端固定在木板上的P点，图中AP间距等于弹簧的自然长度现将质量m1 kg的可视为质点的物块放在木板上，在外力作用下将弹簧压缩到某一位置B点后释放已知木板PA段光滑，AQ段粗糙，物块与木板间的动摩擦因数，物块在B点释放后向上运动，第一次到达A点时速度大小为v03 m/s，取重力加速度g10 m/s2.(1)求物块第一次向下运动到A点时的速度大小v1；(2)请说出物块最终的运动状态，并求出物块在A点上方运动的总路程s.答案(1)3 m/s(2)4.5 m解析(1)设物块从A点向上滑行的最大距离为s.根据动能定理，上滑过程有：mgssin37mgscos370mv02下滑过程有：mgssin37mgscos37mv120联立解得：s1.5 m，v13 m/s(2)物块最终在A点下方做往复运动，最高点为A根据动能定理：mgxcos37mv02代入数据解得：x4.5 m.13.质量m1 kg的物体，在水平拉力F(拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移4 m时，拉力F停止作用，运动到位移是8 m时物体停止，运动过程中Ekx的图线如图所示(g取10 m/s2)求：(1)物体的初速度多大？(2)物体和水平面间的动摩擦因数为多大？(3)拉力F的大小？答案(1)2 m/s(2)0.25(3)4.5 N解析(1)从图线可知初动能为2 J，Ek0mv22 J，v2 m/s.(2)在位移为4 m处物体的动能为10 J，在位移为8 m处物体的动能为零，这段过程中物体克服摩擦力做功设摩擦力为Ff，则Ffx20Ek010 J10 JFf N2.5 N，因Ffmg，故0.25.(3)物体从开始到移动4 m这段过程中，受拉力F和摩擦力Ff的作用，合力为FFf，根据动能定理有(FFf)x1EkEk0，故FFf(2.5) N4.5 N.9