2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 第2講 動(dòng)能定理課時(shí)作業(yè)

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1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 第2講 動(dòng)能定理課時(shí)作業(yè) 一、選擇題(在題后給的選項(xiàng)中,第1~5題只有一項(xiàng)符合題目要求,第6~9題有多項(xiàng)符合題目要求.) 1.(xx年江西模擬)如圖K5-2-1所示,電梯質(zhì)量為M,地板上放置一質(zhì)量為m的物體,鋼索拉著電梯由靜止開始向上做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)上升高度為H時(shí),速度達(dá)到v,則(  ) 圖K5-2-1 A.地板對(duì)物體的支持力做的功等于mv2 B.合力對(duì)物體做的功等于mgH+mv2 C.鋼索的拉力做的功等于Mv2+MgH D.合力對(duì)電梯做的功等于Mv2 【答案】D 【解析】據(jù)功能關(guān)系知地板對(duì)物體的支持力做的功等于物體增加的機(jī)械能即WFN

2、=mv2+mgH,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.據(jù)動(dòng)能定理,合力對(duì)物體做功W合=mv2,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.研究電梯和物體,據(jù)功能關(guān)系,鋼索拉力做的功WF=(M+m)v2+(M+m)gH,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.據(jù)動(dòng)能定理,合力對(duì)電梯做功W=Mv2,故選項(xiàng)D正確. 2.(xx年廣東聯(lián)考)如圖K5-2-2所示,圖線表示作用在某物體上的合外力隨時(shí)間變化的關(guān)系,若物體開始時(shí)是靜止的,那么(  ) 圖K5-2-2 A.t=0開始,5 s內(nèi)物體的動(dòng)能變化量為零 B.在前5 s內(nèi)只有第1 s末物體的動(dòng)能最大 C.在前5 s內(nèi)只有第5 s末物體的速率最大 D.前3 s內(nèi)合外力對(duì)物體做的功為零 【答案】D 【解析】由圖象

3、可知0~1 s的合外力的大小是2~5 s的合外力大小的2倍,所以加速度大小的關(guān)系也是2∶1,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可描述為0~1 s物體做勻加速運(yùn)動(dòng)到速度最大,3 s末減速到零,5 s末反向加速到最大,因此5 s內(nèi)動(dòng)能變化量不為零,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;第1 s末與第5 s末物體的動(dòng)能和速率一樣大,所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;3 s末減速到零,所以前3 s內(nèi)合外力對(duì)物體做的功為零,所以正確選項(xiàng)為D. 3.(xx年安慶模擬)在離地面高h(yuǎn)處豎直上拋一質(zhì)量為m的物塊,拋出時(shí)的速度為v0,當(dāng)物塊落到地面時(shí)速度為v,用g表示重力加速度,則在此過(guò)程中物塊克服空氣阻力所做的功等于(  ) A.mgh-mv2-mv B.-mv2

4、-mv-mgh C.mgh+mv-mv2 D.mgh+mv2-mv 【答案】C 【解析】在該過(guò)程中合力所做的功等于mgh-Wf,動(dòng)能的改變量為mv2-mv,根據(jù)動(dòng)能定理得:mgh-Wf=mv2-mv,因此物體克服空氣阻力所做的功等于mgh+mv-mv2,選項(xiàng)C正確. 4.(xx山東模擬)如圖K5-2-3所示,質(zhì)量為m的小車在水平恒力F推動(dòng)下,從山坡底部A處由靜止起運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B,獲得速度為v,AB的水平距離為s.下列說(shuō)法正確的是(  ) 圖K5-2-3 A.小車克服重力所做的功是-mgh B.合力對(duì)小車做的功是mv2+mgh C.水平恒力對(duì)小車做的功是Fs-mgh

5、D.阻力對(duì)小車做的功是mv2+mgh-Fs 【答案】D 【解析】小車克服重力所做的功是mgh(無(wú)負(fù)號(hào));合力對(duì)小車做的功是mv2;水平恒力對(duì)小車做的功是Fs,故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤. 5.(xx年廣西模擬)如圖K5-2-4所示是某中學(xué)科技小組制作的利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的小車.當(dāng)太陽(yáng)光照射到小車上方的光電板,光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn).若小車在平直的水泥路上從靜止開始加速行駛,經(jīng)過(guò)時(shí)間t前進(jìn)距離s,速度達(dá)到最大值vm.設(shè)這一過(guò)程中電動(dòng)機(jī)的功率恒為P,小車所受阻力恒為F,那么(  ) 圖K5-2-4 A.這段時(shí)間內(nèi)小車先加速運(yùn)動(dòng),然后勻速運(yùn)動(dòng) B.這段時(shí)間內(nèi)阻力所做的功為Pt

6、 C.這段時(shí)間內(nèi)合力做的功為mv D.這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的功為Fs-mv 【答案】C 【解析】從題意得到,太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)可視為“汽車以恒定功率啟動(dòng)”,這段時(shí)間內(nèi)小車加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電動(dòng)機(jī)做功用Pt計(jì)算,阻力做功為W=Fs,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理判斷,這段時(shí)間內(nèi)合力做功為m,電動(dòng)機(jī)所做的功為Pt=Fs+mv,故選項(xiàng)C正確、選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 6.(xx年梅州模擬)如圖K5-2-5所示,斜面AB、DB動(dòng)摩擦因數(shù)相同.可視為質(zhì)點(diǎn)的物體分別沿AB、DB從斜面頂端由靜止下滑到底端,下列說(shuō)法正確的是(  ) 圖K5-2-5 A.物體沿斜面DB滑動(dòng)到底端時(shí)動(dòng)能較大 B.物體沿斜

7、面AB滑動(dòng)到底端時(shí)動(dòng)能較大 C.物體沿兩斜面滑動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功相等 D.物體沿斜面AB滑動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功較多 【答案】BC 【解析】已知斜面AB、DB動(dòng)摩擦因數(shù)相同,設(shè)斜面傾角為θ,底邊為s,則斜面高度為h=stan θ,斜面長(zhǎng)度L=,物體分別沿AB、DB從斜面頂端由靜止下滑到底端,由動(dòng)能定理有:mgh-μmgLcos θ=mv2,可知物體沿斜面AB滑動(dòng)到底端時(shí)動(dòng)能較大,故A錯(cuò)誤,B正確;物體沿斜面滑動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功Wf=μmgLcos θ=μmgs相同,故C正確,D錯(cuò)誤. 7.(xx年安順模擬)物體在合外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖K5-2-6所示.下

8、列表述正確的是(  ) 圖K5-2-6 A.在0~2 s內(nèi),合外力總是做負(fù)功 B.在1~2 s內(nèi),合外力不做功 C.在0~3 s內(nèi),合外力做功為零 D.在0~1 s內(nèi)比1~3 s內(nèi)合外力做功快 【答案】CD 【解析】由物體的速度圖象,根據(jù)動(dòng)能定理可知在0~2 s內(nèi)物體先加速后減速,合外力先做正功后做負(fù)功,A錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理得0~3 s內(nèi)合外力做功為零,1~2 s內(nèi)合外力做負(fù)功,C正確,B錯(cuò)誤;在0~1 s內(nèi)比1~3 s內(nèi)合外力做功快,D正確. 8.(xx年六校聯(lián)考)一物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能—高度圖象如圖K5-2-7所示,其中O~h1過(guò)程的圖線為水平線,

9、h1~h2過(guò)程的圖線為傾斜直線.根據(jù)該圖象,下列判斷正確的是(  ) 圖K5-2-7 A.物體在O~h1過(guò)程中除重力外不受其他力的作用 B.物體在O~h1過(guò)程中只有重力做功其他力不做功 C.物體在h1~h2過(guò)程中合外力與速度的方向一定相反 D.物體在O~h2過(guò)程中動(dòng)能可能一直保持不變 【答案】BC 【解析】O~h1過(guò)程的圖線為水平線,說(shuō)明物體的機(jī)械能不變,即沒(méi)有除重力以外的其他力做功,而并非一定不受其他力作用,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;在h1~h2過(guò)程中由于物體的機(jī)械能減小,重力勢(shì)能增加,只能是動(dòng)能減小,即合外力與速度方向相反,故選項(xiàng)C正確;在O~h2過(guò)程中物體的機(jī)械能減小,重力

10、勢(shì)能增大,動(dòng)能只能減小不可能保持不變,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 9.一環(huán)狀物體套在光滑水平直桿上,能沿桿自由滑動(dòng),繩子一端系在物體上,另一端繞過(guò)定滑輪,用大小恒定的力F拉著,使物體沿桿自左向右滑動(dòng),如圖K5-2-8所示,物體在桿上通過(guò)a、b、c 三點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Ea、Eb、Ec,ab=bc,滑輪質(zhì)量和摩擦均不計(jì),則下列關(guān)系正確的是(  ) 圖K5-2-8 A.Eb-Ea=Ec-Eb B.Eb-EaEc-Eb D.Ea

11、F做的功等于F與它作用的繩伸長(zhǎng)的距離的乘積,從a到b繩伸長(zhǎng)的距離大于從b到c繩伸長(zhǎng)的距離,根據(jù)動(dòng)能定理,故選項(xiàng)C正確. 二、非選擇題 10.如圖K5-2-9所示,跨過(guò)定滑輪的輕繩兩端的物體A和B的質(zhì)量分別為M和m,物體A在水平面上且由靜止釋放,當(dāng)B沿豎直方向下落h時(shí),測(cè)得A沿水平面運(yùn)動(dòng)的速度為v,這時(shí)細(xì)繩與水平面的夾角為θ,試分析計(jì)算B下降h過(guò)程中,地面摩擦力對(duì)A做的功(滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì)). 圖K5-2-9 【答案】Mv2+m(vcos θ)2-mgh 【解析】把A沿水平面運(yùn)動(dòng)的速度v分解為沿繩方向的速度v1和垂直繩方向的速度v2,則v1就是繩的速度(也就是B物體的速度,即

12、vB=v1),由圖得:vB=v1=vcos θ,對(duì)A由動(dòng)能定理得:WT+Wf=Mv2 對(duì)B由動(dòng)能定理得:mgh-WT=m(vcos θ)2 聯(lián)立解得Wf=Mv2+m(vcos θ)2-mgh. 11.如圖K5-2-10所示,一小球從A點(diǎn)以某一水平向右的初速度出發(fā),沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后,進(jìn)入半徑R=10 cm的光滑豎直圓形軌道,圓形軌道間不相互重疊,即小球離開圓形軌道后可繼續(xù)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng),C點(diǎn)右側(cè)有一壕溝,C,D兩點(diǎn)的豎直高度h=0.8 m,水平距離s=1.2 m,水平軌道AB長(zhǎng)為L(zhǎng)1=1 m,BC長(zhǎng)為L(zhǎng)2=3 m,小球與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2.

13、 (1)若小球恰能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn),求小球在A點(diǎn)的初速度; (2)若小球既能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn),又不掉進(jìn)壕溝,求小球在A點(diǎn)初速度的范圍. 圖K5-2-10 【答案】(1)3 m/s (2)3 m/s≤v≤4 m/s或vA≥5 m/s 【解析】(1)小球恰能通過(guò)最高點(diǎn),有mg=m 由B到最高點(diǎn)有mv=mv2+mg·2R 由A→B有-μmgL1=mv-mv 解得在A點(diǎn)的初速度vA=3 m/s. (2)若小球剛好停在C處,則有 -μmg(L1+L2)=0-mv 解得在A點(diǎn)的初速度vA=4 m/s 若小球停在BC段,則有3 m/s≤vA≤4 m/s 若小球能通過(guò)C點(diǎn)

14、,并剛好越過(guò)壕溝,則有 h=gt2,s=vCt -μmg(L1+L2)=mv-mv 則有vA=5 m/s. 若小球能過(guò)D點(diǎn),則vA≥5 m/s. 綜上,初速度范圍是:3 m/s≤vA≤4 m/s或vA≥5 m/s. 12.如圖K5-2-11所示為“S”形玩具軌道,該軌道是用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成的,固定在豎直平面內(nèi),軌道彎曲部分是由兩個(gè)半徑相等的半圓連接而成的,圓半徑比細(xì)管內(nèi)徑大得多,軌道底端與水平地面相切,彈射裝置將一個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從a點(diǎn)水平射向b點(diǎn)并進(jìn)入軌道,經(jīng)過(guò)軌道后從p點(diǎn)水平拋出,已知小球與地面ab段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,不計(jì)其他機(jī)械能損失,ab段長(zhǎng)L=1.25

15、 m,圓的半徑R=0.1 m,小球質(zhì)量m=0.01 kg,取g=10 m/s2,求: (1)若v0=5 m/s,小球從p點(diǎn)拋出后的水平射程; (2)若v0=5 m/s,小球經(jīng)過(guò)軌道的最高點(diǎn)時(shí),管道對(duì)小球作用力的大小和方向. 圖K5-2-11 【答案】(1)0.98 m (2)1.1 N,方向豎直向下 【解析】(1)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)時(shí)的速度大小為v,對(duì)小球由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)的過(guò)程,應(yīng)用動(dòng)能定理,得 -μmgL-mg(4R)=mv2-mv. ① 小球從p點(diǎn)拋出后做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,水平射程為s,則4R=gt2, ② s=vt. ③ 聯(lián)立①②③代入數(shù)據(jù),解得s=0.4 m≈0.98 m. (2)設(shè)在軌道最高點(diǎn)時(shí)管道對(duì)小球的作用力大小為F,取豎直向下為正方向,有 F+mg=m, ④ 聯(lián)立①④代入數(shù)據(jù),解得F=1.1 N,方向豎直向下.

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