2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 第2講 動(dòng)能定理及其應(yīng)用課時(shí)作業(yè)（含解析）

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1、動(dòng)能定理及其應(yīng)用 一、單項(xiàng)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(guò)相同的位移l.若A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，則在這一過(guò)程中(　　) A．A獲得動(dòng)能較大 B．B獲得動(dòng)能較大 C．A、B獲得動(dòng)能一樣大 D．無(wú)法比較A、B獲得動(dòng)能大小 解析：由動(dòng)能定理可知恒力F做功W＝Fl＝mv2－0，因?yàn)镕、l相同，所以A、B獲得的動(dòng)能一樣大，C正確． 答案：C 2．一個(gè)質(zhì)量為m的物體靜止放在光滑水平面上，在互成60°角的大小相等的兩個(gè)水平恒力作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，物體獲得的速度為v，在力的方向上獲得的速度分別為v1、v2，如圖所示，那么在這段時(shí)間內(nèi)，其中

2、一個(gè)力做的功為(　　) A.mv2　　　　　　　　 B.mv2 C.mv2 D.mv2 解析：在合力F的方向上，由動(dòng)能定理得W＝Fl＝mv2，某個(gè)分力做的功為W1＝F1lcos 30°＝lcos 30°＝Fl＝mv2，B正確． 答案：B 3．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(yùn)動(dòng)，t1時(shí)刻撤去拉力F，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到t2時(shí)刻停止，其速度—時(shí)間圖象如圖所示，且α>β.若拉力F做的功為W1，在0～t1時(shí)間內(nèi)拉力F的平均功率為P1；0～t2時(shí)間內(nèi)物體克服摩擦阻力Ff做的功為W2,克服摩擦力的平均功率為P2，則下列選項(xiàng)正確的是(　　) A．W1>

3、W2，F(xiàn)＝2Ff B．W1＝W2，F(xiàn)>2Ff C．P12Ff D．P1＝P2，F(xiàn)＝2Ff 解析：對(duì)整個(gè)過(guò)程由動(dòng)能定理可得W1－W2＝0，解得W1＝W2.由圖象可知，勻加速過(guò)程加速度大小a1大于勻減速過(guò)程的加速度大小a2，即>，F(xiàn)>2Ff，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，B正確；由于摩擦阻力作用時(shí)間大于水平力F作用時(shí)間，所以P1>P2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤． 答案：B 4．(2018·高考江蘇卷)從地面豎直向上拋出一只小球，小球運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后落回地面．忽略空氣阻力，該過(guò)程中小球的動(dòng)能Ek與時(shí)間t的關(guān)系圖象是(　　) 解析：本題考查動(dòng)能的概念和Ek-t圖象，意在考查考生的推理能力和分析能力．小

4、球做豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度v＝v0－gt，根據(jù)動(dòng)能Ek＝mv2得Ek＝m(v0－gt)2，故圖象A正確． 答案：A 5.如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一小球向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面．設(shè)小球在斜面最低點(diǎn)A的速度為v，壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面高度為h，則小球從A到C的過(guò)程中彈簧彈力做功是(　　) A．mgh－mv2 B.mv2－mgh C．－mgh D．－(mgh＋mv2) 解析：小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，重力和彈簧的彈力對(duì)小球做負(fù)功，由于支持力與位移始終垂直，則支持力對(duì)小球不做功，由動(dòng)能定理，可得WG＋WF＝0－mv2，重力做的功為WG＝－mgh，

5、則彈簧的彈力對(duì)小球做的功為WF＝mgh－mv2，所以正確選項(xiàng)為A. 答案：A 二、多項(xiàng)選擇題 6.如圖，一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面；在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)P.它沿容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中，克服摩擦力做的功為W.重力加速度大小為g.設(shè)質(zhì)點(diǎn)P在最低點(diǎn)時(shí)，向心加速度的大小為a，容器對(duì)它的支持力大小為N，則(　　) A．a(chǎn)＝ B．a(chǎn)＝ C．N＝ D．N＝ 解析：質(zhì)點(diǎn)P下滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得mgR－W＝mv2，則速度v＝，最低點(diǎn)的向心加速度a＝＝，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得N－mg＝ma，N＝，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)

6、D錯(cuò)誤． 答案：AC 7.(2019·遼寧五校聯(lián)考)在某一粗糙的水平面上，一質(zhì)量為2 kg的物體在水平恒定拉力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，拉力逐漸減小，且當(dāng)拉力減小到零時(shí)，物體剛好停止運(yùn)動(dòng)，圖中給出了拉力隨位移變化的關(guān)系圖象．已知重力加速度g取10 m/s2.根據(jù)以上信息能精確得出或估算得出的物理量有(　　) A．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) B．合外力對(duì)物體所做的功 C．物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度 D．物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 解析：物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F與滑動(dòng)摩擦力Ff相等，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝＝0.35，A正確；減速過(guò)程由動(dòng)能定理得WF＋Wf＝0－mv2

7、，根據(jù)Fs圖象中圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積可以估算力F做的功WF，而Wf＝－μmgs，由此可求得合外力對(duì)物體所做的功，及物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v，B、C正確；因?yàn)槲矬w做變加速運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間無(wú)法求出，D錯(cuò)誤． 答案：ABC 8.如圖所示為某中學(xué)科技小組制作的利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)小車的裝置．當(dāng)太陽(yáng)光照射到小車上方的光電板時(shí)，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)作用帶動(dòng)小車前進(jìn)．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(guò)時(shí)間t前進(jìn)的距離為x，且速度達(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Ff，那么這段時(shí)間內(nèi)(　　) A．小車做勻加速運(yùn)動(dòng) B．小車受到的牽引力逐

8、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Ffx＋mvm2 解析：小車在運(yùn)動(dòng)方向上受牽引力F和阻力Ff，因?yàn)関增大，P不變，由P＝Fv，F(xiàn)－Ff＝ma，得出F逐漸減小，a也逐漸減小，當(dāng)v＝vm時(shí)，a＝0，故A錯(cuò)誤，B正確；合外力做的功W外＝Pt－Ffx，由動(dòng)能定理得Pt－Ffx＝mvm2，則牽引力做的功WF＝Pt＝Ffx＋mvm2，故C錯(cuò)誤，D正確． 答案：BD [能力題組] 一、選擇題 9．(2019·湖北名校聯(lián)考)如圖所示，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊從高H＝12 m處的A點(diǎn)由靜止沿光滑的軌道AB滑下，進(jìn)入半徑為r＝4 m的豎直圓環(huán)，圓環(huán)內(nèi)軌道與滑塊

9、間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，當(dāng)滑塊到達(dá)圓環(huán)頂點(diǎn)C時(shí)，滑塊對(duì)軌道的壓力恰好為零，滑塊繼續(xù)沿CFB滑下，進(jìn)入光滑軌道BD，且到達(dá)高度為h的D點(diǎn)時(shí)速度為零，則h的值可能為(重力加速度大小g取10 m/s2)(　　) A．8 m B．9 m C．10 m D．11 m 解析：滑塊到達(dá)圓環(huán)頂點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道壓力為零，由牛頓第二定律得mg＝m，得速度vC＝，設(shè)滑塊在BEC段上克服摩擦力做的功為W1，由動(dòng)能定理得mg(H－2r)－W1＝mvC2，則W1＝mg(H－2r)－mvC2＝mg(H－r)，滑塊在CFB段克服摩擦力做的功W2滿足0

10、vC2，代入得8 m

11、段牽引力增大，所以汽車在BC段的加速度逐漸增大 C．由題給條件不能求出汽車在BC段前進(jìn)的距離 D．由題所給條件可以求出汽車在8 m/s時(shí)加速度的大小 解析：發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P＝Ffv1＝2 000×10 W＝2×104 W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由題圖(b)可知汽車在BC段做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)P＝Ff′v2可求解汽車在BC段上所受的阻力大小，根據(jù)動(dòng)能定理Pt－Ff′xBC＝mv22－mv12，可求解汽車在BC段前進(jìn)的距離，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律a＝＝，可以求出汽車在8 m/s時(shí)加速度的大小，選項(xiàng)D正確． 答案：D 11.(多選)如圖所示為一滑草場(chǎng)．某條滑道由上下兩段高

12、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(dòng)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(guò)上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計(jì)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(dòng)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(duì)滑草車從坡頂由靜止滑下，到底端靜止的全過(guò)程，得mg·2h－μmgcos 45°·－μmgcos 37°·＝0，解得μ＝，選項(xiàng)A正確；對(duì)經(jīng)過(guò)上段滑道過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得

13、，mgh－μmgcos 45°·＝mv2，解得v＝，選項(xiàng)B正確；載人滑草車克服摩擦力做功為2mgh，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為a＝＝－g，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：AB 二、非選擇題 12.(2017·高考全國(guó)卷Ⅱ)為提高冰球運(yùn)動(dòng)員的加速能力，教練員在冰面上與起跑線相距s0和s1(s1

14、運(yùn)動(dòng)，冰球到達(dá)擋板時(shí)的速度為v1.重力加速度為g.求： (1)冰球與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (2)滿足訓(xùn)練要求的運(yùn)動(dòng)員的最小加速度． 解析：(1)設(shè)冰球的質(zhì)量為m，冰球與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，由動(dòng)能定理得 －μmgs0＝mv12－mv02① 解得μ＝② (2)冰球到達(dá)擋板時(shí)，滿足訓(xùn)練要求的運(yùn)動(dòng)員中，剛好到達(dá)小旗處的運(yùn)動(dòng)員的加速度最小．設(shè)這種情況下，冰球和運(yùn)動(dòng)員的加速度大小分別為a1和a2，所用的時(shí)間為t.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v02－v12＝2a1s0③ v0－v1＝a1t④ s1＝a2t2⑤ 聯(lián)立③④⑤式得 a2＝⑥ 答案：(1)　(2) 13．(2019·黑龍江牡

15、丹江一中模擬)如圖，半徑為R的光滑半圓形軌道ABC固定在豎直平面內(nèi)且與水平軌道CD相切于C 點(diǎn)，D端有一被鎖定的輕質(zhì)壓縮彈簧，彈簧左端連接在固定的擋板上，彈簧右端Q到C點(diǎn)的距離為2R.質(zhì)量為m的滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))從軌道上的P點(diǎn)由靜止滑下，剛好能運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，并能觸發(fā)彈簧解除鎖定，然后滑塊被彈回，且剛好能通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)A.已知∠POC＝60°，求： (1)滑塊第一次滑至圓形軌道最低點(diǎn)C時(shí)所受軌道支持力； (2)滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ； (3)彈簧被鎖定時(shí)具有的彈性勢(shì)能． 解析：(1)設(shè)滑塊第一次滑至C點(diǎn)時(shí)的速度為vC，圓軌道C點(diǎn)對(duì)滑塊的支持力為FN P→C過(guò)程：mgR(1－cos 60°)＝mvC2 C點(diǎn)：FN－mg＝m 解得FN＝2mg，方向豎直向上． (2)對(duì)P→C→Q過(guò)程：mgR(1－cos 60°)－μmg·2R＝0 解得μ＝0.25. (3)A點(diǎn)：mg＝m Q→C→A過(guò)程：Ep＝mvA2＋mg·2R＋μmg·2R 解得彈性勢(shì)能Ep＝3mgR. 答案：(1)2mg，方向豎直向上　(2)0.25　(3)3mgR 8