《2019届高中物理二轮复习热点题型专练专题5.2动能定理及应用含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019届高中物理二轮复习热点题型专练专题5.2动能定理及应用含解析.pdf（15页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、专题 5.2 动能定理及应用专题 5.2 动能定理及应用 1.一个质量为m的物体静止放在光滑水平面上， 在互成 60角的大小相等的两个水平恒力 作用下，经过一段时间，物体获得的速度为v，在力的方向上获得的速度分别为v1、v2，如图所 示，那么在这段时间内，其中一个力做的功为 ( ) Amv2 Bmv2 1 6 1 4 Cmv2 Dmv2 1 3 1 2 答案：B 解析：物体由静止匀加速直线运动，由动能定理Wmv2，两分力等大，物体沿对角线方向 1 2 运动，则两分力的功W1与W2等大，由WW1W2可知W1W2W mv2mv2，则 B 正确。 1 2 1 2 1 2 1 4 2. 用起重机提升货
2、物，货物上升过程中的vt图象如图所示，在t3s 到t5s 内，重力对 货物做的功为W1、绳索拉力对货物做的功为W2、货物所受合力做的功为W3，则 ( ) AW10 BW20 DW30 答案：C 3物体在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止。以a、Ek、s和t 分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间，则以下各图象中，能正确 反映这一过程的是 ( ) 答案：C 解析：物体在恒定阻力作用下运动，其加速度随时间不变，随位移不变，选项 A、B 错误； 由动能定理，fsEkEk0，解得EkEk0fs，选项 C 正确 D 错误。 4 用水平力F拉一物体，使物体在水平地面
3、上由静止开始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉 力F， 物体做匀减速直线运动， 到t2时刻停止， 其速度时间图象如图所示， 且， 若拉力F 做的功为W1，平均功率为P1； 物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2，平均功率为P2，则下列选项正 确的是 ( ) AW1W2，F2Ff BW1W2，F2Ff CP12Ff DP1P2，F2Ff 答案：B 5 如图， 一质量为m的小石块从半径为R的四分之一圆弧轨道上与圆心等高处A静止释放， 经时间t下滑到轨道最低点B时对轨道的压力为 2mg，此后水平飞出恰好垂直击中倾角为 30的斜面，空气阻力不计。则下列关于石块运动的说法中，正确的是 ( ) A从A到B平均速度
4、为R 2t B石块在圆弧轨道上运动时先超重后失重 C石块在圆弧轨道上运动时克服阻力做的功为mgR 4 D石块从圆弧轨道飞出到击中斜面的时间为 3R g 答案：D 解析：石块从A到B，位移为R，平均速度为R/t，A 选项错误；石块在圆弧轨道上22 运动时，竖直速度先从零开始增加，然后减速为零，因此石块在竖直方向上先失重，后超重，B 选项错误；石块在圆弧轨道上运动，在最低点有FNmgmv2/R，FN2mg，求得v，由动gR 能定理得mgRWfmv2/2，解得WfmgR/2，C 选项错误；石块垂直击中斜面，将末速度分解， 得vyvcot30，vyat，解得t，D 选项正确。 3R g 6 如图所示，
5、若物体与接触面之间的动摩擦因数处处相同，DO是水平面，AB是斜面。初速度 为 10m/s 的物体从D点出发沿路面DBA恰好可以达到顶点A， 如果斜面改为AC， 再让该物体从D 点出发沿DCA恰好也能达到A点，则物体第二次运动具有的初速度 ( ) A可能大于 12m/s B可能等于 8m/s C一定等于 10m/s D可能等于 10m/s，具体数值与斜面的倾角有关 答案：C 7如图所示，一个小球(视为质点)从H12m 高处，由静止开始沿光滑弯曲轨道AB进入半 径R4m 的竖直圆环内侧，且与圆环的动摩擦因数处处相等，当到达圆环顶点C时，刚好对轨 道压力为零；然后沿CB圆弧滑下，进入光滑弧形轨道BD
6、，到达高度为h的D点时速度为零， 则A的值可能为 ( ) A10m B9.5m C8.5m D8m 答案：BC 解析：小球到达环顶C时，刚好对轨道压力为零，在C点，由重力充当向心力，则根据牛 顿第二定律得：mgm，因R4m，小球在C点时的动能为mv2mgR2mg，以B点为零势能 v2 R 1 2 1 2 面，小球重力势能Ep2mgR8mg，开始小球从H12m 高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB， 因此在小球上升到顶点时，根据动能定理得：mg(H2R)Wfmv2，所以克服摩擦力做功Wf 1 2 2mg，此时机械能等于 10mg，之后小球沿轨道下滑，由于机械能有损失，所以下滑速度比上升速 度小，
7、因此对轨道压力变小，受摩擦力变小，所以下滑时，克服摩擦力做功大小小于 2mg，机械 能有损失，到达底端时小于 10mg； 此时小球机械能大于 10mg2mg8mg，而小于 10mg，所以进 入光滑弧形轨道BD时， 小球机械能的范围为， 8mgEp10mg， 所以高度范围为 8mh10m， 故 B、 C 正确。 8.如图所示， 与水平面的夹角为锐角的斜面底端A向上有三个等间距点B、C和D， 即ABBC CD，D点距水平面高为h。小滑块以某一初速度从A点出发，沿斜面向上运动。若斜面光滑，则 滑块到达D位置时速度为零；若斜面AB部分与滑块有处处相同的摩擦，其余部分光滑，则滑块 上滑到C位置时速度为零
8、，然后下滑。已知重力加速度为g，则在AB有摩擦的情况下 ( ) A从C位置返回到A位置的过程中，克服阻力做的功为mgh 2 3 B滑块从B位置返回到A位置的过程中，动能的变化为零 C滑块从C位置返回到B位置时的动能为mgh 1 3 D滑块从B位置返回到A位置时的动能为mgh 2 3 答案：BC 9如图所示，A是半径为R的圆形光滑轨道，固定在木板B上，竖直放置；B的左右两侧 各有一光滑挡板固定在地面上，使其不能左右运动，小球C静止放在轨道最低点，A、B、C的质 量相等。现给小球一水平向右的初速度v0，使小球在圆形轨道的内侧做圆周运动，为保证小球 能通过轨道的最高点，且不会使B离开地面，初速度v0
9、必须满足(重力加速度为g) ( ) A最小值为 B最大值为4gR6gR C最小值为 D最大值为5gR7gR 答案：CD 10.如图所示，电梯质量为M，它的水平地板上放置一质量为m的物体，电梯在钢索的拉力 作用下由静止开始竖直向上加速运动。 当上升高度为H时， 电梯的速度达到v， 则在这段过程中， 下列说法中正确的是 ( ) A电梯地板对物体的支持力所做的功等于mv 2 2 B电梯地板对物体的支持力所做的功大于mv 2 2 C钢索的拉力所做的功等于MgH mv2 2 D钢索的拉力所做的功大于MgH mv2 2 答案：BD 解析 ： 电梯地板对物体的支持力所做的功等于物体机械能的变化， 即 mv2
10、mgH， A 错， B 对 ； 1 2 钢索的拉力所做的功等于电梯和物体这一系统机械能的增加，即(Mm)gH (Mm)v2，C 错，D 1 2 对。 11(多选)一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后，返回到斜面底端已知小物块的 初动能为E，它返回斜面底端的速度大小为v，克服摩擦阻力做功为 .若小物块冲上斜面的初动 E 2 能变为 2E，则有( ) A返回斜面底端时的动能为E B返回斜面底端时的动能为3E 2 C返回斜面底端时的速度大小为 2v D返回斜面底端时的速度大小为v2 解析：AD 以初动能E冲上斜面并返回的整个过程中运用动能定理得mv2E ，设 1 2 E 2 以初动能E冲上斜面的初
11、速度为v0，则以初动能 2E冲上斜面时，初速度为v0，加速度相同，2 根据 2ax0v可知第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍，所以上升过程中克服摩擦力做功 2 0 是第一次的两倍，整个过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，即为E.以初动能 2E冲上斜面并 返回的整个过程中运用动能定理得mv22EE， 所以返回斜面底端时的动能为E， A正确， 1 2 B 错误由得vv，C 错误，D 正确2 12.如图所示，质量为m的小球，在离地面H高处由静止释放，落到地面后继续陷入泥中h 深度而停止，设小球受到的空气阻力为f，重力加速度为g，则下列说法正确的是( ) A小球落地时动能等于mgH B小球陷入泥中的过
12、程中克服泥的阻力所做的功小于刚落到地面时的动能 C整个过程中小球克服阻力做的功等于mg(Hh) D小球在泥中受到的平均阻力为mg(1 ) H h 13.如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由 静止释放，小球A能够下降的最大高度为h.若将小球A换为质量为 3m的小球B，仍从弹簧原长 位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g，不计空气阻力)( ) A. B. 2gh 4gh 3 C.D. gh gh 2 解析：B 小球A下降h过程小球克服弹簧弹力做功为W1，根据动能定理，有mghW10； 小球B下降过程，由动能定理有 3mghW1 3mv20，
13、解得：v，故 B 正确 1 2 4gh 3 14.如图所示，某段滑雪雪道倾角为 30，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底 端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为g.在他从上向下滑到底端的过程中，下 1 3 列说法正确的是( ) A运动员减少的重力势能全部转化为动能 B运动员获得的动能为mgh 1 3 C运动员克服摩擦力做功为mgh 2 3 D下滑过程中系统减少的机械能为mgh 1 3 解析：D 运动员的加速度为g，沿斜面方向有mgFfmg，则摩擦力Ffmg，摩擦 1 3 1 2 1 3 1 6 力做功Wfmg2hmgh，A、C 错误，D 正确运动员获得的动能Ekmghmgh
14、mgh，B 1 6 1 3 1 3 2 3 错误 15.如图所示， 质量为m的物体置于光滑水平面上， 一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上， 另一端在力F作用下，以恒定速率v0竖直向下运动，物体由静止开始运动到绳与水平方向的夹 角45的过程中，绳中拉力对物体做的功为( ) A.mvBmv 1 4 2 02 0 C.mvD.mv 1 2 2 0 2 2 2 0 16.用传感器研究质量为2 kg的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到06 s 内物体的加速度随时间变化的关系如图所示下列说法正确的是( ) A06 s 内物体先向正方向运动，后向负方向运动 B06 s 内物体在 4 s 时的速
15、度最大 C物体在 24 s 内速度不变 D04 s 内合力对物体做的功等于 06 s 内合力做的功 17.如图所示，上表面水平的圆盘固定在水平地面上，一小物块从圆盘边缘上的P点，以大 小恒定的初速度v0，在圆盘上沿与直径PQ成不同夹角的方向开始滑动，小物块运动到圆盘 另一边缘时的速度大小为v，则v2cos 图象应为( ) 解析：A 设圆盘半径为r，小物块与圆盘间的动摩擦因数为，由动能定理可得， mg2rcos mv2mv，整理得v2v4grcos ，可知v2与 cos 为线性关系，斜 1 2 1 2 2 02 0 率为负，故 A 正确，B、C、D 错误 18(多选)质量为 1 kg 的物体静止
16、在水平粗糙的地面上，受到一水平外力F作用运动，如 图甲所示，外力F和物体克服摩擦力Ff，做的功W与物体位移x的关系如图乙所示，重力加速 度g取 10 m/s2.下列分析正确的是( ) A物体与地面之间的动摩擦因数为 0.2 B物体运动的位移为 13 m C前 3 m 运动过程中物体的加速度为 3 m/s2 Dx9 m 时，物体速度为 3 m/s2 解析 ： ACD 由WfFfx对应图乙可知，物体与地面之间的滑动摩擦力Ff2 N，由Ff mg可得0.2，A 正确 ； 由WFFx对应图乙可知，前 3 m 内，拉力F15 N,39 m 内拉力F2 2 N， 物体在前 3 m 内的加速度a13 m/s
17、2， C 正确 ； 由动能定理得 ：WFFfxmv2可得 ：x F1Ff m 1 2 9 m 时，物体的速度为v3 m/s，D 正确；物体的最大位移xm13.5 m，B 错误2 WF Ff 19.如图所示，固定坡道倾角为，顶端距光滑水平面的高度为h，一可视为质点的小物块 质量为m， 从坡道顶端由静止滑卞， 经过底端O点进入水平面时无机械能损失， 为使小物块制动， 将轻弹簧的一端固定在水平面左侧M处的竖直墙上，弹簧自由伸长时右侧一端恰好位于O 点已知小物块与坡道间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则下列说法正确的是( ) A弹簧弹性势能的最大值为mgh B小物块在倾斜轨道上运动时，下滑的加速度比上
18、滑的加速度小 C小物块往返运动的总路程为 h cos D小物块返回倾斜轨道时所能达到的最大高度为 h 1cot 1cot 20如图甲所示，一个质量m4 kg 的物体静止在水平地面上，让物体在随位移均匀减小的 水平推力F作用下运动，推力F随位移x变化的关系如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦 因数0.5，取g10 m/s2，则下列说法正确的是( ) A物体先做加速运动，推力撤去时开始做减速运动 B物体在水平面上运动的最大位移为 10 m C物体运动的最大速度为 2 m/s15 D物体在运动中的加速度先变小后不变 解析：B 物体先做加速运动，当推力小于摩擦力时开始做减速运动，选项 A 错误；由题图
19、 乙中图线与x轴所围面积表示推力对物体做的功得推力做的功W 4100 J200 J， 根据动 1 2 能定理有Wmgxm0，代入数据解得xm10 m，选项 B 正确；当推力与摩擦力平衡时，加速 度为 0，速度最大，由题图乙得F与x的函数关系式为F10025x(N)，当Fmg20 N 时， 代入数据得x3.2 m，由动能定理有3.2 J203.2 J 4 kgv，解得vm8 20100 2 1 2 2 m m/s，选项 C 错误；拉力一直减小，而摩擦力不变，加速度先减小后增大，当F0 后加速度保 持不变，选项 D 错误 21 (多选)如图甲所示， 倾角为的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方
20、向运行t 0 时，将质量m1 kg 的物体(可视为质点)轻放在传送带上，物体相对地面的vt图象如图乙 所示设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g10 m/s2.则( ) A传送带的速率v010 m/s B传送带的倾角30 C物体与传送带之间的动摩擦因数0.5 D02.0 s 摩擦力对物体做功Wf24 J 22(多选)如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角的关 系， 将某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出， 调节斜面与水平方向的夹角， 实验测得x与斜面倾角的关系如图乙所示，g取 10 m/s2，根据图象可求出( ) A物体的初速率v03 m/s B物体与斜
21、面间的动摩擦因数0.75 C取不同的倾角，物体在斜面上能达到的位移x的最小值xmin1.44 m D当某次30时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑 23.如图所示， 用一块长L11.0 m 的木板在墙和桌面间架设斜面， 桌子高H0.8 m， 长L2 1.5 m斜面与水平桌面的夹角可在 060间调节后固定将质量m0.2 kg 的小物块从斜 面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数10.05，物块与桌面间的动摩擦因数为2， 忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失(重力加速度取g10 m/s2； 最大静摩擦力等于滑动 摩擦力) (1)求角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；(用正切值表示) (2)当角增
22、大到 37时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数2； (已知 sin 370.6，cos 370.8) (3)继续增大角，发现53时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离xm. 解析：(1)为使小物块下滑，应有mgsin 1mgcos 满足的条件 tan 0.05 即当arctan 0.05 时物块恰好从斜面开始下滑 (2)克服摩擦力做功Wf1mgL1cos 2mg(L2L1cos ) 由动能定理得mgL1sin Wf0 代入数据得20.8 (3)由动能定理得mgL1sin Wfmv2 1 2 结合式并代入数据得v1 m/s 由平抛运动规律得Hgt2，x1vt 1 2 解得t0
23、.4 s x10.4 m xmx1L21.9 m 答案：(1)arctan 0.05 (2)0.8 (3)1.9 m 24如图所示，水平面上放一质量为m2 kg 的小物块，通过薄壁圆筒的轻细绕线牵引，圆 筒半径为R0.5 m，质量为M4 kg.t0 时刻，圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴 转动，转动角速度与时间的关系满足4t，物块和地面之间的动摩擦因数0.3，细线始 终与地面平行，其它摩擦不计，g取 10 m/s2，求： (1)物块运动中受到的拉力 (2)从开始运动至t2 s 时电动机做了多少功？ 答案：(1)10 N (2)72 J 25如图所示，一质量m0.4 kg 的滑块(可视为
24、质点)静止于水平轨道上的A点，滑块与轨 道间的动摩擦因数0.1.现对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P10 W经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点沿切线方向进入固 定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装有压力传感器，当滑块到达传感器上 方时， 传感器的示数为 25.6 N 已知轨道AB的长度L2 m， 圆弧形轨道的半径R0.5 m； 半径OC 和竖直方向的夹角37.(空气阻力可忽略，重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求： (1)滑块运动到C点时速度的大小vC； (2)B、C两点的高度差h及水平距离x； (
25、3)水平外力作用在滑块上的时间t. 解析：(1)滑块运动到D点时，由牛顿第二定律得 FNmgmv 2D R 滑块由C点运动到D点的过程，由机械能守恒定律得 mgR(1cos )mvmv 1 2 2C 1 2 2D 代入数据，联立解得vc5 m/s. (3)滑块由A点运动到B点的过程，由动能定理得 PtmgLmv代入数据解得t0.4 s. 1 2 2B 答案：(1)5 m/s (2)0.45 m 1.2 m (3)0.4 s 26某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，它由细圆管弯成，固定在竖直平面内。左右 两侧的斜直管道PA与PB的倾角、高度、粗糙程度完全相同，管口A、B两处均用很小的光滑小 圆弧
26、管连接(管口处切线竖直)，管口到底端的高度H10.4m，中间“8”字型光滑细管道的圆半 径R10cm(圆半径比细管的内径大得多)，并与两斜直管道的底端平滑连接。一质量m0.5kg 的小滑块从管口A的正上方H25m 处自由下落，滑块第一次到达“8”字型管道顶端时对轨道外 侧Q点的压力大小为F455N。此后小滑块经“8”字型和PB管道运动到B处竖直向上飞出，然 后又再次落回，如此反复。小滑块视为质点，忽略小滑块进入管口时因碰撞造成的能量损失， 不计空气阻力，且取g10m/s2。求： (1)滑块第一次由A滑到P的过程中，克服摩擦力做功； (2)滑块第一次离开管口B后上升的高度； (3)滑块能冲出槽口
27、的次数。 答案：(1)2J (2)4.2m (3)6 次 27如图甲所示，一质量为m1kg 的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t0 时刻开始， 物块在受按如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动，第 3s 末物块运动到B点时速度刚 好为 0，第 5s 末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数0.2(g取 10m/s2)。求： (1)AB间的距离； (2)水平力F在 5s 时间内对物块所做的功。 答案：(1)4m (2)24J 解析：(1)在 3s5s 内物块在水平恒力F作用下由B点匀加速直线运动到A点，设加速度 为a，AB间的距离为s，则 Fmgma am/s22m/s2 F
28、mg m 40.2 1 10 1 sat24m 1 2 (2)设整个过程中F做的功为WF，物块回到A点时的速度为vA，由动能定理得： WF2mgsmv 1 2 2A v2as 2A WF2mgsmas24J。 28如图所示，在光滑水平地面上放置质量M2kg 的长木板，木板上表面与固定的竖直弧 形轨道相切。 一质量m1kg 的小滑块自A点沿弧面由静止滑下，A点距离长木板上表面高度h 0.6m。滑块在木板上滑行t1s 后，和木板以共同速度v1m/s 匀速运动，取g10m/s2。求： (1)滑块与木板间的摩擦力； (2)滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功； (3)滑块相对木板滑行的距离。 答案：(1)2N (2)1.5J (3)1.5m 解析：(1)对木板FfMa1 由运动学公式 ，有va1t 解得Ff2N。