2022屆高考物理一輪復習 第五章 機械能 第2講 動能定理及其應用作業(yè) 新人教版

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1、2022屆高考物理一輪復習 第五章 機械能 第2講 動能定理及其應用作業(yè) 新人教版 [課時作業(yè)]　　　　 　　　　 　　　　　　　　　　　單獨成冊　方便使用 [基礎題組] 一、單項選擇題 1．A、B兩物體在光滑水平面上，分別在相同的水平恒力F作用下，由靜止開始通過相同的位移x.若A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，則在這一過程中(　　) A．A獲得動能較大 B．B獲得動能較大 C．A、B獲得動能一樣大 D．無法比較A、B獲得動能大小 解析：由動能定理可知恒力F做功W＝Fx＝mv2－0，因為F、x相同，所以A、B的動能變化相同，C正確． 答案：C 2．如圖甲所示，靜止于光滑水平面上的小物

2、塊，在水平拉力F的作用下從坐標原點O開始沿x軸正方向運動，F(xiàn)隨物塊所在位置坐標x的變化關系如圖乙所示，圖線右半部分為四分之一圓弧，則小物塊運動到2x0處時的動能可表示為(　　) A．0　　　　　　　　　 B．Fmaxx0 C.Fmaxx0(1＋π) D.Fmaxx0(1＋) 解析：題中F-x圖像與橫坐標圍成的面積等于拉力做功的大小，由圖像可得出W＝Fmaxx0(1＋)，根據(jù)動能定理得Ek＝W＝Fmaxx0(1＋)，選項D正確． 答案：D 3．(2018·湖北八校高三聯(lián)考)物體靜止在光滑水平面上，先對物體施加一水平向右的恒力F1，經(jīng)時間t撤去F1，立即再對它施加一水平向左的恒力

3、F2，又經(jīng)時間3t物體回到出發(fā)點，在這一過程中，F(xiàn)1、F2分別對物體做的功W1、W2之間的關系是(　　) A．W1∶W2＝1∶1　　 B．W1∶W2＝2∶3 C．W1∶W2＝9∶5 D．W1∶W2＝9∶7 解析：設恒力F1作用t后物體的速度為v1，恒力F2又作用3t后物體的速度為v2，則物體在恒力F1作用t后的位移x1＝，物體在恒力F2作用3t后的位移x2＝×3t，由題意知x1＝－x2，整理得v1＝－v2，由動能定理得，W1＝mv，W2＝mv－mv，則＝，故選項D正確． 答案：D 4.用水平力F拉一物體，使物體在水平地面上由靜止開始做勻加速直線運動，t1時刻撤去拉力F，物體做勻減速

4、直線運動，到t2時刻停止，其速度—時間圖像如圖所示，且α＞β，若拉力F做的功為W1，在0～t1時間內(nèi)拉力F的平均功率為P1，物體克服摩擦阻力f做的功為W2,0～t2時間內(nèi)克服摩擦力的平均功率為P2，下列選項正確的是(　　) A．W1＞W(wǎng)2，F(xiàn)＝2f B．W1＝W2，F(xiàn)＞2f C．P1＜P2，F(xiàn)＞2f D．P1＝P2，F(xiàn)＝2f 解析：由動能定理得W1－W2＝0，即W1＝W2.由題圖知，加速過程加速度大小a1大于減速過程的加速度大小a2，根據(jù)牛頓第二定律，有F－f＝ma1，f＝ma2，因a1＞a2，故F－f＞f，選項B正確，A、D錯誤；由題意知tf＞tF，又W1＝W2，根據(jù)P＝可得P1＞

5、P2，選項C錯誤． 答案：B 5.如圖所示，質(zhì)量為m的小球，從離地面H高處從靜止開始釋放，落到地面后繼續(xù)陷入泥中h深度而停止，設小球受到空氣阻力為f，重力加速度為g，則下列說法正確的是(　　) A．小球落地時動能等于mgH B．小球陷入泥中的過程中克服泥的阻力所做的功小于剛落到地面時的動能 C．整個過程中小球克服阻力做的功等于mg(H＋h) D．小球在泥土中受到的平均阻力為mg(1＋) 解析：小球從靜止開始釋放到落到地面的過程，由動能定理得mgH－fH＝mv，選項A錯誤；設泥的平均阻力為f0，小球陷入泥中的過程，由動能定理得mgh－f0h＝0－mv，解得f0h＝mgh＋mv，f0

6、＝mg(1＋)－，選項B、D錯誤；對全過程應用動能定理可知，整個過程中小球克服阻力做的功等于mg(H＋h)，選項C正確． 答案：C 二、多項選擇題 6.如圖所示，質(zhì)量相等的物體A和物體B與地面的動摩擦因數(shù)相等，在力F的作用下，一起沿水平地面向右移動x，則(　　) A．摩擦力對A、B做功相等 B．A、B動能的增量相同 C．F對A做的功與F對B做的功相等 D．合力對A做的功與合力對B做的功相等 解析：因F斜向下作用在物體A上，A、B受到的摩擦力不相同，因此，摩擦力對A、B做的功不相等，A錯誤；A、B兩物體一起運動，速度始終相同，故A、B動能增量一定相等，B正確；F不作用在B上，不能

7、說F對B做功，C錯誤；合力對物體做的功等于物體動能的增量，D正確． 答案：BD 7.如圖所示為一滑草場．某條滑道由上下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45°和37°的滑道組成，滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為μ.質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經(jīng)過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．則(　　) A．動摩擦因數(shù)μ＝ B．載人滑草車最大速度為 C．載人滑草車克服摩擦力做功為mgh D．載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為g 解析：對滑草車從坡頂由靜止滑下，到底端靜止的全過程

8、，得mg·2h－μmgcos 45°·－μmgcos 37°·＝0，解得μ＝，選項A正確；對經(jīng)過上段滑道過程，根據(jù)動能定理得，mgh－μmgcos 45°·＝mv2，解得v＝，選項B正確；載人滑草車克服摩擦力做功為2mgh，選項C錯誤；載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為a＝＝－g，選項D錯誤． 答案：AB 8.如圖所示為某中學科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動小車的裝置．當太陽光照射到小車上方的光電板時，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機作用帶動小車前進．若質(zhì)量為m的小車在平直的水泥路上從靜止開始沿直線加速行駛，經(jīng)過時間t前進的距離為x，且速度達到最大值vm.設這一過程中電動機的功率恒為P，小車所受阻

9、力恒為f，那么這段時間內(nèi)(　　) A．小車做勻加速運動 B．小車受到的牽引力逐漸減小 C．小車受到的合外力所做的功為Pt D．小車受到的牽引力做的功為fx＋mv 解析：小車在運動方向上受牽引力F和阻力f，因為v增大，P不變，由P＝Fv，F(xiàn)－f＝ma，得出F逐漸減小，a也逐漸減小，當v＝vm時，a＝0，故A錯誤，B正確；合外力做的功W外＝Pt－fx，由動能定理得Pt－fx＝mv，則牽引力做的功WF＝Pt＝fx＋mv，故C錯誤，D正確． 答案：BD [能力題組] 一、選擇題 9．(2017·高考江蘇卷)一小物塊沿斜面向上滑動，然后滑回到原處．物塊初動能為Ek0，與斜面間的動摩擦因

10、數(shù)不變，則該過程中，物塊的動能Ek與位移x關系的圖線是(　　) 解析：設斜面傾角為θ，根據(jù)動能定理，當小物塊沿斜面上升時，有 －(mgsin θ＋f)x＝Ek－Ek0，即 Ek＝－(f＋mgsin θ)x＋Ek0， 所以Ek與x的函數(shù)關系圖像為直線，且斜率為負． 當小物塊沿斜面下滑時根據(jù)動能定理有 (mgsin θ－f)(x0－x)＝Ek－0(x0為小物塊到達最高點時的位移)，即 Ek＝－(mgsin θ－f)x＋(mgsin θ－f)x0 所以下滑時Ek隨x的減小而增大且為直線． 綜上所述，選項C正確． 答案：C 10.如圖所示，豎直平面內(nèi)放一直角桿MON，OM水平

11、，ON豎直且光滑，用不可伸長的輕繩相連的兩小球A和B分別套在OM和ON桿上，B球的質(zhì)量為2 kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均處于靜止狀態(tài)，此時OA＝0.3 m，OB＝0.4 m，改變水平力F的大小，使A球向右加速運動，已知A球向右運動0.1 m時速度大小為3 m/s，則在此過程中繩的拉力對B球所做的功為(取g＝10 m/s2)(　　) A．11 J B．16 J C．18 J D．9 J 解析：A球向右運動0.1 m時，vA＝3 m/s，OA′＝0.4 m，OB′＝0.3 m，設此時∠BAO＝α，則有tan α＝，vAcos α＝vBsin α，解得vB ＝4 m/s.

12、此過程中B球上升高度h＝0.1 m，由動能定理，W－mgh＝mv，解得繩的拉力對B球所做的功為W＝mgh＋mv＝2×10×0.1 J＋×2×42 J＝18 J，選項C正確． 答案：C 11．地震引起的海嘯會給人們帶來巨大的損失．某中學的部分學生組成了一個課題小組，對海嘯的威力進行了模擬研究，他們設計了如下的模型：如圖甲所示，在水平地面上放置一個質(zhì)量為m＝4 kg的物體，讓其在隨位移均勻減小的水平推力(模擬海嘯)作用下運動，推力F隨位移x變化的圖像如圖乙所示，已知物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，重力加速度g＝10 m/s2，則(　　) A．運動過程中物體的最大加速度為15 m/

13、s2 B．在距出發(fā)點3.0 m位置時物體的速度達到最大 C．整個過程中推力對物體做功180 J D．物體在水平地面上運動的最大位移是10 m 解析：由牛頓第二定律有F－μmg＝ma，當推力F＝100 N時，物體加速度最大，為20 m/s2，選項A錯誤；由題圖乙可得推力F隨位移x變化的關系為F＝100－25x(N)，物體速度最大時，加速度為零，則F＝μmg，解得x＝3.2 m，即在距出發(fā)點3.2 m位置時物體的速度達到最大，選項B錯誤；由Fx圖像的“面積”表示功可知，推力對物體做功WF＝Fx0＝200 J，選項C錯誤；由動能定理有WF－μmgxm＝0，代入數(shù)據(jù)得xm＝10 m，即物體在

14、水平面上運動的最大位移是 10 m，選項D正確． 答案：D 12.(多選)如圖所示，AB為半徑R＝0.50 m的四分之一圓弧軌道，B端距水平地面的高度h＝0.45 m．一質(zhì)量m＝1.0 kg的小滑塊從圓弧道A端由靜止釋放，到達軌道B端的速度v＝2.0 m/s.忽略空氣的阻力．取g＝10 m/s2.則下列說法正確的是(　　) A．小滑塊在圓弧軌道B端受到的支持力大小N＝16 N B．小滑塊由A端到B端的過程中，克服摩擦力所做的功W＝3 J C．小滑塊的落地點與B點的水平距離x＝0.6 m D．小滑塊的落地點與B點的水平距離x＝0.3 m 解析：小滑塊在B端時，根據(jù)牛頓第二定律有N

15、－mg＝m，解得N＝18 N，A錯誤；根據(jù)動能定理有mgR－W＝mv2，解得W＝mgR－mv2＝3 J，B正確；小滑塊從B點做平拋運動，水平方向上x＝vt，豎直方向上h＝gt2，解得x＝v·＝0.6 m，C正確，D錯誤． 答案：BC 二、非選擇題 13．(2018·四川成都診斷)如圖甲所示，長為20 m的水平軌道AB與半徑R＝3 m的豎直半圓軌道BC在B處相連接，有一質(zhì)量為1 kg的滑塊(大小不計)從A處由靜止開始受水平向右的力F作用，F(xiàn)的大小隨位移變化關系如圖乙所示，滑塊與AB間的動摩擦因數(shù)為0.4，取g＝10 m/s2. (1)求滑塊在水平軌道AB上運動前10 m過程中所需的時

16、間； (2)求滑塊到達B處時的速度大??； (3)若滑塊到達B處時撤去力F，滑塊沿半圓軌道內(nèi)側(cè)上滑，并恰好能到達最高點C，則滑塊在半圓軌道上克服摩擦力所做的功是多少． 解析：(1)在前10 m內(nèi)：F1－μmg＝ma1 x1＝a1t 解得t1＝1 s. (2)滑塊從A到B的過程中，由動能定理得 F1x1－F2x3－μmgx＝mv 解得vB＝10 m/s. (3)滑塊恰好能到達C點，則mg＝m 滑塊從B到C的過程中，由動能定理得 Wf－mg·2R＝mv－mv 解得Wf＝－25 J，即克服摩擦力做功為25 J. 答案：(1)1 s　(2)10 m/s　(3)25 J 14．

17、(2018·陜西西安六校聯(lián)考)如圖所示，AB是傾角θ＝30°的粗糙直軌道，BCD是光滑的圓弧軌道，AB恰好在B點與圓弧相切，圓弧的半徑為R，一個質(zhì)量為m的物體(可以看成質(zhì)點)從直軌道上的P點由靜止釋放，結(jié)果它能在兩軌道間做往返運動．已知P點與圓弧的圓心O等高，物體與軌道AB間的動摩擦因數(shù)為μ.求： (1)物體做往返運動的整個過程中在AB軌道上通過的總路程； (2)最終當物體通過圓弧軌道最低點E時，對圓弧軌道的壓力大?。? (3)為使物體能順利到達圓弧軌道的最高點D，釋放點距B點的距離L′至少多大． 解析：(1)對整體過程，由動能定理得 mgRcos θ－μmgcos θ·s＝0 所以物體在AB軌道上通過的總路程s＝. (2)最終物體以B(還有B關于OE的對稱點)為最高點，在圓弧底部做往復運動，對B→E過程，由動能定理得 mgR(1－cos θ)＝mv 在E點，由牛頓第二定律得N－mg＝m 解得N＝(3－)mg. 由牛頓第三定律知，在最低點E，物體對圓弧軌道的壓力大小(3－)mg. (3)物體剛好到D點，由牛頓第二定律有mg＝m 對全過程由動能定理得 mgL′sin θ－μmgcos θ·L′－mgR(1＋cos θ)＝mv 解得L′＝. 答案：(1)　(2)(3－)mg　(3)