2019年高考物理一輪復習 專題6.4 動能定理的運用千題精練.doc

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專題6.4 動能定理的運用 一．選擇題 1、(2017江西三市六校聯(lián)考)如圖所示，兩質量均為m＝1 kg的小球1、2(可視為質點)用長為L＝1.0 m的輕質桿相連，水平置于光滑水平面上，且小球1恰好與光滑豎直墻壁接觸，現(xiàn)用力F豎直向上拉動小球1，當桿與豎直墻壁夾角θ＝37時，小球2的速度大小v＝1.6 m/s，sin 37＝0.6，g＝10 m/s2，則此過程中外力F所做的功為(　　) A．8 J B．8.72 J C．10 J D．9.28 J 【參考答案】C 2．取水平地面為重力勢能零點．一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點其動能為重力勢能的3倍．不計空氣阻力．該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角為(　　) A.　　　　　　　　　　B. C. D. 【參考答案】B 【名師解析】平拋運動過程中，物體的機械能守恒，初始狀態(tài)時動能為勢能的3倍，而落地時勢能全部轉化成動能，可以知道平拋初動能與落地瞬間動能之比為3∶4，那么落地時，水平速度與落地速度的比值為∶2，那么落地時速度與水平方向的夾角為，選項A、C、D錯，B正確． 3．(2016贛南五校高三第一次考試)2015年7月底，國際奧委會投票選出2022年冬奧會承辦城市為北京。跳臺滑雪是冬奧會的比賽項目之一，跳臺滑雪可抽象為在斜坡上的平拋運動，如圖所示，設可視為質點的滑雪運動員，從斜坡頂端O處以初速度v0水平拋出，在運動過程中恰好通過P點，OP與水平方向夾角為37，則滑雪運動員到達P點時的動能與從O點拋出時的動能比值為(不計空氣阻力，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8)(　　) A. B. C. D. 【參考答案】C　 4．(2016山東濟寧高三月考)子彈的速度為v，打穿一塊固定的木塊后速度剛好變?yōu)榱?。若木塊對子彈的阻力為恒力，那么當子彈射入木塊的深度為其厚度的三分之一時，子彈的速度是(　　) A.v B.v C.v D.v 【參考答案】D　 【名師解析】設木塊的厚度為d，木塊對子彈的作用力為F，打穿木塊時，由動能定理得，－Fd＝0－mv2；打穿其厚度的三分之一時，由動能定理得：－F＝mv′2－mv2，聯(lián)立解得v′＝v，故選項D正確。 5．升降機底板上放一質量為100 kg的物體，物體隨升降機由靜止開始豎直向上移動5 m時速度達到4 m/s，則此過程中(g取10 m/s2)(　　) A．升降機對物體做功5 800 J B．合外力對物體做功5 800 J C．物體的重力勢能增加500 J D．物體的機械能增加800 J 【參考答案】A 6.(2016山西四校聯(lián)考)如圖所示，傾角為θ的光滑斜面足夠長，一質量為m的小物體，在沿斜面向上的恒力F作用下，由靜止從斜面底端沿斜面向上做勻加速直線運動，經(jīng)過時間t，力F做功為60 J，此后撤去力F，物體又經(jīng)過相同的時間t回到斜面底端，若以底端的平面為零勢能參考面，則下列說法正確的是(　　) A．物體回到斜面底端的動能為60 J B．恒力F＝2mgsin θ C．撤去力F時，物體的重力勢能是45 J D．動能與勢能相等的時刻一定出現(xiàn)在撤去力F之前 【參考答案】AC　 【名師解析】由題設條件可知：前后兩段小物體的運動的位移大小相等，方向相反，則由牛頓第二定律和運動學公式可得，x0＝t2＝－(t2－gsin θt2)，解得，F(xiàn)＝mgsin θ，選項B錯誤；由題設條件知，F(xiàn)x0＝mgx0sin θ＝60 J，則此過程中重力做的功為WG＝－mgx0sin θ＝－45 J，撤去力F時，物體的重力勢能是45 J，選項C正確；全程由動能定理可得：Fx0＝Ek0，則物體回到斜面底端的動能Ek0為60 J，選項A正確；撤去力F時，物體的重力勢能為45 J，動能為15 J，此后只有重力做功，機械能守恒，故動能與勢能相等，且都為30 J時在撤去力F前、后都存在，選項D錯誤。 7.(2016山西運城高三月考)如圖所示，質量為m的滑塊從h高處的a點沿圓弧軌道ab滑入水平軌道bc，滑塊與軌道的動摩擦因數(shù)相同，滑塊在a、c兩點時的速度大小均為v，ab弧長與bc長度相等，空氣阻力不計，則滑塊從a到c的運動過程中(　　) A．小球的動能始終保持不變 B．小球在bc過程克服阻力做的功一定等于mgh C．小球經(jīng)b點時的速度小于 D．小球經(jīng)b點時的速度等于 【參考答案】C　 8．(2016遼寧大連高三月考)如圖所示，與水平面夾角為銳角的斜面底端A向上有三個等間距點B、C和D，即AB＝BC＝CD，D點距水平面高為h。小滑塊以某一初速度從A點出發(fā)，沿斜面向上運動。若斜面光滑，則滑塊到達D位置時速度為零；若斜面AB部分與滑塊有處處相同的摩擦，其余部分光滑，則滑塊上滑到C位置時速度為零，然后下滑。已知重力加速度為g，則在AB有摩擦的情況下(　　) A．從C位置返回到A位置的過程中，克服阻力做功為mgh B．滑塊從B位置返回到A位置的過程中，動能變化為零 C．滑塊從C位置返回到B位置時的動能為mgh D．滑塊從B位置返回到A位置時的動能為mgh 【參考答案】BC　 9．(2016山東濟南高三月考)某物塊以80 J初動能從固定斜面底端上滑，以斜面底端為零勢能參考平面，到達最高點時物塊的重力勢能為60 J。物塊在斜面上滑動過程中，當動能和勢能恰好相等時，其機械能可能為(　　) A. J B. J C．20 J D．48 J 【參考答案】A　 【名師解析】設斜面的傾角為θ，物塊從底端上滑到最高點的位移為x，物塊的質量為m，物塊受到的滑動摩擦力為Ff，由動能定理可得，－mgxsin θ－Ffx＝0－Ek0，又物塊在最高點的重力勢能Ep＝mgxsin θ＝60 J，解得，F(xiàn)fx＝20 J，mgsin θ＝3Ff；若物塊上滑距離為x1時，其動能和重力勢能相等，有2mgx1sin θ＋Ffx1＝Ek0，聯(lián)立解得，x1＝x。由功能關系得，E＝2mgx1sin θ＝2mgxsin θ＝ J，A正確。 10. (多選)如圖1所示，電梯質量為M，在它的水平地板上放置一質量為m的物體。電梯在鋼索的拉力作用下豎直向上加速運動，當電梯的速度由v1增加到v2時，上升高度為H，則在這個過程中，下列說法或表達式正確的是(　　) 圖1 A.對物體，動能定理的表達式為WN＝mv，其中WN為支持力的功 B.對物體，動能定理的表達式為W合＝0，其中W合為合力的功 C.對物體，動能定理的表達式為WN－mgH＝mv－mv，其中WN為支持力的功 D.對電梯，其所受合力做功為Mv－Mv 【參考答案】CD 11.如圖2所示，小物塊從傾角為θ的傾斜軌道上A點由靜止釋放滑下，最終停在水平軌道上的B點，小物塊與水平軌道、傾斜軌道之間的動摩擦因數(shù)均相同，A、B兩點的連線與水平方向的夾角為α，不計物塊在軌道轉折時的機械能損失，則動摩擦因數(shù)為(　　) 圖2 A.tan θ B.tan α C.tan(θ＋α) D.tan(θ－α) 【參考答案】B 二．計算題 1．（8分）如圖，在水平軌道右側固定半徑為R的豎直圓槽形光滑軌道，水平軌道的PQ段鋪設特殊材料，調節(jié)其初始長度為l，水平軌道左側有一輕質彈簧左端固定，彈簧處于自然伸長狀態(tài)?？梢暈橘|點的小物塊從軌道右側A點以初速度v0沖上軌道，通過圓形軌道、水平軌道后壓縮彈簧，并被彈簧以原速率彈回。已知R＝0．4 m，l＝2．5m，v0＝6m／s，物塊質量m＝1kg，與PQ段間的動摩擦因數(shù)μ＝0．4，軌道其它部分摩擦不計。取g＝10m／s2． 求：（1）物塊第一次經(jīng)過圓軌道最高點B時對軌道的壓力； （2）物塊仍以v0從右側沖上軌道，調節(jié)PQ段的長度l，當l長度是多少時，物塊恰能不脫離軌道返回A點繼續(xù)向右運動． 【名師解析】（4分） （1）對物塊，首次從A到B，有 在B點，有： 解得： 根據(jù)牛頓第三定律，小球對軌道的壓力大小為40N，方向豎直向上。 2.如圖所示是某次四驅車比賽的軌道某一段。張華控制的四驅車（可視為質點），質量，額定功率為。張華的四驅車到達水平平臺上A點時速度很?。梢暈?），此時啟動四驅車的發(fā)動機并直接使發(fā)動機的功率達到額定功率，一段時間后關閉發(fā)動機。當四驅車由平臺邊緣B點飛出后，恰能沿豎直光滑圓弧軌道CDE上C點的切線方向飛入圓形軌道，且此時的速度大小為，，并從軌道邊緣E點豎直向上飛出，離開E以后上升的最大高度為。已知AB間的距離，四驅車在AB段運動時的阻力恒為。重力加速度取，不計空氣阻力，，，求： （1）發(fā)動機在水平平臺上工作的時間； （2）四驅車對圓弧軌道的最大壓力。 【參考答案】（1）；（2） 【名師解析】 （1）滑塊滑到B點時的速度VB=VCcos53=50.6m/s=3m/s。 從A到B，由動能定理，Pt-fL=mVB2， 解得;t=1.5s. （2）從C點運動到最高過程中，只有重力做功，所以機械能守恒，有：(3分) 圓軌道的半徑，設四驅車到達D點時對軌道的壓力最大，四驅車在D點速度為，從C到D過程中機械能守恒，有： ，，(3分) 代入數(shù)據(jù)得，四驅車對軌道的最大壓力。(1分)