2022年高考物理大一輪復習 第五章 第2講 動能定理課時作業(yè)

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1、2022年高考物理大一輪復習 第五章 第2講 動能定理課時作業(yè) 一、選擇題(在題后給的選項中,第1~5題只有一項符合題目要求,第6~9題有多項符合題目要求.) 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動,當上升高度為H時,速度達到v,則(  ) 圖K5-2-1 A.地板對物體的支持力做的功等于mv2 B.合力對物體做的功等于mgH+mv2 C.鋼索的拉力做的功等于Mv2+MgH D.合力對電梯做的功等于Mv2 【答案】D 【解析】據(jù)功能關系知地板對物體的支持力做的功等于物體增加的機械能即WFN

2、=mv2+mgH,故選項A錯誤.據(jù)動能定理,合力對物體做功W合=mv2,故選項B錯誤.研究電梯和物體,據(jù)功能關系,鋼索拉力做的功WF=(M+m)v2+(M+m)gH,故選項C錯誤.據(jù)動能定理,合力對電梯做功W=Mv2,故選項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間變化的關系,若物體開始時是靜止的,那么(  ) 圖K5-2-2 A.t=0開始,5 s內(nèi)物體的動能變化量為零 B.在前5 s內(nèi)只有第1 s末物體的動能最大 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系也是2∶1,物體的運動狀態(tài)可描述為0~1 s物體做勻加速運動到速度最大,3 s末減速到零,5 s末反向加速到最大,因此5 s內(nèi)動能變化量不為零,故選項A錯誤;第1 s末與第5 s末物體的動能和速率一樣大,所以選項B、C錯誤;3 s末減速到零,所以前3 s內(nèi)合外力對物體做的功為零,所以正確選項為D. 3.(xx年安慶模擬)在離地面高h處豎直上拋一質(zhì)量為m的物塊,拋出時的速度為v0,當物塊落到地面時速度為v,用g表示重力加速度,則在此過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】在該過程中合力所做的功等于mgh-Wf,動能的改變量為mv2-mv,根據(jù)動能定理得: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推動下,從山坡底部A處由靜止起運動至高為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.合力對小車做的功是mv2+mgh C.水平恒力對小車做的功是Fs-mgh

5、D.阻力對小車做的功是mv2+mgh-Fs 【答案】D 【解析】小車克服重力所做的功是mgh(無負號);合力對小車做的功是mv2;水平恒力對小車做的功是Fs,故選項A、B、C錯誤. 5.(xx年廣西模擬)如圖K5-2-4所示是某中學科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動的小車.當太陽光照射到小車上方的光電板,光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機帶動小車前進.若小車在平直的水泥路上從靜止開始加速行駛,經(jīng)過時間t前進距離s,速度達到最大值vm.設這一過程中電動機的功率恒為P,小車所受阻力恒為F,那么(  ) 圖K5-2-4 A.這段時間內(nèi)小車先加速運動,然后勻速運動 B.這段時間內(nèi)阻力所做的功為Pt

6、 C.這段時間內(nèi)合力做的功為mv D.這段時間內(nèi)電動機所做的功為Fs-mv 【答案】C 【解析】從題意得到,太陽能驅(qū)動小車運動可視為“汽車以恒定功率啟動”,這段時間內(nèi)小車加速運動,選項A錯誤;電動機做功用Pt計算,阻力做功為W=Fs,選項B錯誤;根據(jù)動能定理判斷,這段時間內(nèi)合力做功為m,電動機所做的功為Pt=Fs+mv,故選項C正確、選項D錯誤. 6.(xx年梅州模擬)如圖K5-2-5所示,斜面AB、DB動摩擦因數(shù)相同.可視為質(zhì)點的物體分別沿AB、DB從斜面頂端由靜止下滑到底端,下列說法正確的是(  ) 圖K5-2-5 A.物體沿斜面DB滑動到底端時動能較大 B.物體沿斜

7、面AB滑動到底端時動能較大 C.物體沿兩斜面滑動過程中克服摩擦力做的功相等 D.物體沿斜面AB滑動過程中克服摩擦力做的功較多 【答案】BC 【解析】已知斜面AB、DB動摩擦因數(shù)相同,設斜面傾角為θ,底邊為s,則斜面高度為h=stan θ,斜面長度L=,物體分別沿AB、DB從斜面頂端由靜止下滑到底端,由動能定理有:mgh-μmgLcos θ=mv2,可知物體沿斜面AB滑動到底端時動能較大,故A錯誤,B正確;物體沿斜面滑動過程中克服摩擦力做的功Wf=μmgLcos θ=μmgs相同,故C正確,D錯誤. 7.(xx年安順模擬)物體在合外力作用下做直線運動的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功,A錯誤;根據(jù)動能定理得0~3 s內(nèi)合外力做功為零,1~2 s內(nèi)合外力做負功,C正確,B錯誤;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動,運動過程中質(zhì)點的機械能—高度圖象如圖K5-2-7所示,其中O~h1過程的圖線為水平線,

9、h1~h2過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過程中除重力外不受其他力的作用 B.物體在O~h1過程中只有重力做功其他力不做功 C.物體在h1~h2過程中合外力與速度的方向一定相反 D.物體在O~h2過程中動能可能一直保持不變 【答案】BC 【解析】O~h1過程的圖線為水平線,說明物體的機械能不變,即沒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A錯誤,B正確;在h1~h2過程中由于物體的機械能減小,重力勢能增加,只能是動能減小,即合外力與速度方向相反,故選項C正確;在O~h2過程中物體的機械能減小,重力

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

11、F做的功等于F與它作用的繩伸長的距離的乘積,從a到b繩伸長的距離大于從b到c繩伸長的距離,根據(jù)動能定理,故選項C正確. 二、非選擇題 10.如圖K5-2-9所示,跨過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B沿豎直方向下落h時,測得A沿水平面運動的速度為v,這時細繩與水平面的夾角為θ,試分析計算B下降h過程中,地面摩擦力對A做的功(滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計). 圖K5-2-9 【答案】Mv2+m(vcos θ)2-mgh 【解析】把A沿水平面運動的速度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A由動能定理得:WT+Wf=Mv2 對B由動能定理得: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點以某一水平向右的初速度出發(fā),沿水平直線軌道運動到B點后,進入半徑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點運動,C點右側(cè)有一壕溝,C,D兩點的豎直高度h=0.8 m,水平距離s=1.2 m,水平軌道AB長為L1=1 m,BC長為L2=3 m,小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2.

13、 (1)若小球恰能通過圓形軌道的最高點,求小球在A點的初速度; (2)若小球既能通過圓形軌道的最高點,又不掉進壕溝,求小球在A點初速度的范圍. 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)小球恰能通過最高點,有mg=m 由B到最高點有mv=mv2+mg·2R 由A→B有-μmgL1=mv-mv 解得在A點的初速度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C點

14、,并剛好越過壕溝,則有 h=gt2,s=vCt -μmg(L1+L2)=mv-mv 則有vA=5 m/s. 若小球能過D點,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)壁光滑的薄壁細圓管彎成的,固定在豎直平面內(nèi),軌道彎曲部分是由兩個半徑相等的半圓連接而成的,圓半徑比細管內(nèi)徑大得多,軌道底端與水平地面相切,彈射裝置將一個小球(可視為質(zhì)點)從a點水平射向b點并進入軌道,經(jīng)過軌道后從p點水平拋出,已知小球與地面ab段間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,不計其他機械能損失,ab段長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點拋出后的水平射程; (2)若v0=5 m/s,小球經(jīng)過軌道的最高點時,管道對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)設小球運動到p點時的速度大小為v,對小球由a點運動到p點的過程,應用動能定理,得 -μmgL-mg(4R)=mv2-mv. ① 小球從p點拋出后做平拋運動,設運動時間為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)設在軌道最高點時管道對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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