《(課標(biāo)通用)高考物理一輪復(fù)習(xí) 05 機(jī)械能 第二節(jié) 動能定理及其應(yīng)用針對訓(xùn)練(含解析)-人教版高三全冊物理試題》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(課標(biāo)通用)高考物理一輪復(fù)習(xí) 05 機(jī)械能 第二節(jié) 動能定理及其應(yīng)用針對訓(xùn)練(含解析)-人教版高三全冊物理試題(5頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二節(jié) 動能定理及其應(yīng)用
1.小球P和Q用不可伸長的輕繩懸掛在天花板上,P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量,懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短.將兩球拉起,使兩繩均被水平拉直,如圖5-2-22所示.將兩球由靜止釋放.在各自軌跡的最低點(diǎn)( )
圖5-2-22
A.P球的速度一定大于Q球的速度
B.P球的動能一定小于Q球的動能
C.P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力
D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
解析:兩個小球在等高的位置由靜止釋放,做圓周運(yùn)動擺動到最低點(diǎn),小球受到重力和繩子的拉力作用,拉力不做功,只有重力做功,機(jī)械能守恒.
設(shè)小球起始位置為零勢能參考平面,則有E初=E
2、末,可知兩個小球的機(jī)械能相等,則有Ek=ΔEk=-ΔEp=mgl,mP>mQ ,lPmQ,則有TP>TQ;由an==2g,可知anP=anQ.
答案:C
2.(多選)一物體從斜面底端以初動能E滑向斜面,返回到斜面底端的速度大小為v,克服摩擦力做的功為,若物體以初動能2E滑向斜面,則( )
A.返回斜面底端時的動能為E
B.返回斜面底端時的動能為
C.返回斜面底端時的速度大小為2v
D.返回斜面底端時的速度大小為v
3、
解析:設(shè)斜面傾角為θ,斜面對物體的摩擦力為f,物體以初動能E滑向斜面時,在斜面上上升的最遠(yuǎn)距離為L1,則根據(jù)動能定理,在物體沿斜面上升的過程中有-GL1sinθ-fL1=0-E,在物體沿斜面下降的過程中有GL1sinθ-fL1=,聯(lián)立解得Gsinθ=3f.同理,當(dāng)物體以初動能2E滑向斜面時,在物體沿斜面上升的過程中有-GL2sinθ-fL2=0-2E,在物體沿斜面下降的過程中有GL2sinθ-fL2=E′,聯(lián)立解得E′=E,故A正確,B錯誤;由=mv2,E′=
mv′2,得v′=v,故C錯誤,D正確.
答案:AD
圖5-2-23
3.(多選)如圖5-2-23所示,輕質(zhì)彈簧一端固
4、定,另一端與質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長.圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經(jīng)過B處的速度最大,到達(dá)C處的速度為零,AC=h.圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A;彈簧始終在彈性限度之內(nèi),重力加速度為g,則圓環(huán)( )
A.下滑過程中,加速度一直減小
B.下滑過程中,克服摩擦力做功為mv2
C.在C處,彈簧的彈性勢能為mv2-mgh
D.上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度
解析:下滑過程,A到B,加速度向下,加速度減??;B到C,加速度向上,加速度增大,A項(xiàng)錯誤;下滑A到C,根據(jù)動能定理,mgh-W摩擦力-W彈力=0①
上滑C到A,根據(jù)動能定理,
5、
-mgh-W摩擦力+W彈力=0-mv2②
兩式聯(lián)立,解得W摩擦力=mv2,B項(xiàng)正確;以上兩式聯(lián)立,還可解得W彈力=mgh-mv2,即彈性勢能EpC=mgh-mv2,所以C項(xiàng)錯誤;下滑,A到B,有mghAB-W摩擦力AB-W彈力AB=mv-0,上滑,B到A,有-mghAB-W摩擦力AB+W彈力AB=0-mv,比較得vB上>vB下,D項(xiàng)正確.
答案:BD
圖5-2-24
4.(湖北沙市模擬)(多選)如圖5-2-24所示,將質(zhì)量m0=1 kg的重物B懸掛在輕繩的一端,并放置在傾角為30°、固定在水平地面的斜面上,輕繩平行于斜面,重物B與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=.輕繩跨過質(zhì)量不計的光滑定
6、滑輪,其另一端系一質(zhì)量m=0.5 kg的小圓環(huán)A,圓環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上,滑輪中心與直桿的距離為l=4 m.現(xiàn)將圓環(huán)A從與定滑輪等高處由靜止釋放,不計空氣阻力,直桿和斜面足夠長,g取10 m/s2.下列判斷正確的是( )
A.圓環(huán)下降的過程中,輕繩的張力大小始終等于10 N
B.圓環(huán)能下降的最大距離為hm= m
C.圓環(huán)速度最大時,輕繩與直桿的夾角為30°
D.若增加圓環(huán)質(zhì)量使m=1 kg,再重復(fù)題述過程,則圓環(huán)在下降過程中,重力做功的功率一直在增大
解析:由題圖可知,一開始豎直方向圓環(huán)A只受重力,所以圓環(huán)A先向下做加速運(yùn)動,后做減速運(yùn)動,直至停止,重物B也是先加速后減速,而
7、重物B受到的重力、支持力和摩擦力都保持不變,所以繩子對重物B的拉力必定是變化的,故A錯誤;設(shè)圓環(huán)A下降的最大距離為hm,則重物B上升的高度為h1=(-l)·sin30°,對圓環(huán)A和重物B組成的系統(tǒng),由動能定理得mghm-m0gh1-μm0gh1cos30°=0,解得hm=m,故B正確;當(dāng)圓環(huán)A在下滑過程中受力平衡時速度最大,則此時重物B的加速度也是0,繩子的拉力就等于重物B的重力向下的分力與摩擦力的和,即FT=m0gsin30°+μm0gcos30°=10 N,設(shè)此時拉圓環(huán)A的繩子與豎直方向的夾角是θ,則在豎直方向上有FTcosθ=mg,代入數(shù)據(jù)解得θ=60°,故C錯誤;若增加圓環(huán)A的質(zhì)量使m
8、=1 kg,再重復(fù)題述過程,則圓環(huán)A的重力大于重物B的重力沿斜面向下的分力與摩擦力的和,則圓環(huán)A將一直向下做加速運(yùn)動,其重力做功的功率一直增大,故D正確.
答案:BD
5.如圖5-2-25甲所示,長為4 m的水平軌道AB與半徑為R=0.6 m的豎直半圓弧軌道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)的大小隨位移變化的關(guān)系如圖5-2-25乙所示,滑塊與AB間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25,與BC間的動摩擦因數(shù)未知,g取10 m/s2.求:
圖5-2-25
(1)滑塊到達(dá)B處時的速度大??;
(2)滑塊在水平軌道AB上運(yùn)動前2 m過程所用的時間;
(3)若到達(dá)B點(diǎn)時撤去力F,滑塊沿半圓弧軌道內(nèi)側(cè)上滑,并恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C,則滑塊在半圓弧軌道上克服摩擦力所做的功是多少?
解析:(1)對滑塊從A到B的過程,由動能定理得
F1x1-F3x3-μmgx=mv
代入數(shù)值解得vB=2 m/s.
(2)在前2 m內(nèi),有F1-μmg=ma,且x1=at,
解得t1= s.
(3)當(dāng)滑塊恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C時,
有:mg=m
對滑塊從B到C的過程,由動能定理得:
Wf-mg·2R=mv-mv
代入數(shù)值得Wf=-5 J,
即克服摩擦力做的功為5 J.
答案:(1)2 m/s (2) s (3)5 J