高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練16 動(dòng)能定理及其應(yīng)用（含解析）新人教版-新人教版高三物理試題

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1、考點(diǎn)規(guī)范練16動(dòng)能定理及其應(yīng)用一、單項(xiàng)選擇題1.下列有關(guān)動(dòng)能的說法正確的是()A.物體只有做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能才不變B.物體的動(dòng)能變化時(shí),速度不一定變化C.物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),水平速度不變,動(dòng)能不變D.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),物體的動(dòng)能增大答案:D解析:物體只要速率不變,動(dòng)能就不變,A錯(cuò)誤;物體的動(dòng)能變化時(shí),速度的大小一定變化,B錯(cuò)誤;物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),速率增大動(dòng)能就會(huì)增大,C錯(cuò)誤;物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),其速率增大,物體的動(dòng)能增大,D正確。2.(2019浙江杭州名校質(zhì)檢)如圖所示,已知物體與三塊材料不同的地毯間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為、2和3,三塊材料不同的地毯長(zhǎng)度均為l,依次并排鋪在水平地面上,該物體以

2、一定的初速度v0從a點(diǎn)滑上第一塊地毯,則物體恰好滑到第三塊地毯的末尾d點(diǎn)停下來,物體在運(yùn)動(dòng)中地毯保持靜止,若讓物體從d點(diǎn)以相同的初速度水平向左運(yùn)動(dòng),則物體運(yùn)動(dòng)到某一點(diǎn)時(shí)的速度大小與該物體向右運(yùn)動(dòng)到該位置的速度大小相等,則這一點(diǎn)是()A.a點(diǎn)B.b點(diǎn)C.c點(diǎn)D.d點(diǎn)答案:C解析:物體從a運(yùn)動(dòng)到c,由動(dòng)能定理得,-mgl-2mgl=12mv1212mv02;物體從d運(yùn)動(dòng)到c,由動(dòng)能定理得,-3mgl=12mv2212mv02,解得v2=v1,選項(xiàng)C正確。3.一個(gè)質(zhì)量為0.3 kg的彈性小球,在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墻上,碰撞后小球沿相反方向運(yùn)動(dòng),反彈后的速度大小與碰撞前相同,則下列

3、碰撞前后小球速度變化量的大小v和碰撞過程中小球的動(dòng)能變化量Ek正確的是()A.v=0B.v=12 m/sC.Ek=1.8 JD.Ek=10.8 J答案:B解析:速度是矢量,規(guī)定反彈后速度方向?yàn)檎?則v=6m/s-(-6m/s)=12m/s,故B正確,A錯(cuò)誤;動(dòng)能是標(biāo)量,速度大小不變,動(dòng)能不變,則Ek=0,C、D錯(cuò)誤。4.光滑斜面上有一個(gè)小球自高為h的A處由靜止開始滾下,抵達(dá)光滑水平面上的B點(diǎn)時(shí)速度大小為v0。光滑水平面上每隔相等的距離設(shè)置了一個(gè)與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直的活動(dòng)阻擋條,如圖所示,小球越過n條活動(dòng)阻擋條后停下來。若讓小球從h高處以初速度v0滾下,則小球能越過的活動(dòng)阻擋條的條數(shù)是(設(shè)小球每次

4、越過活動(dòng)阻擋條時(shí)損失的動(dòng)能相等)()A.nB.2nC.3nD.4n答案:B解析:設(shè)每條阻擋條對(duì)小球做的功為W,當(dāng)小球在水平面上滾動(dòng)時(shí),由動(dòng)能定理得nW=0-12mv02,對(duì)第二次有NW=0-12mv22=0-12mv02+mgh,又因?yàn)?2mv02=mgh,聯(lián)立解得N=2n,選項(xiàng)B正確。5.(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(yuǎn)=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

5、可能為(重力加速度大小g取10 m/s2)()A.8 mB.9 mC.10 mD.11 m答案:B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=mvC2r,得速度vC=gr,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=12mvC2,則W1=mg(h-2r)-12mvC2=mg-52r,滑塊在CFB段克服摩擦力做的功W2滿足0W2W1,從C到D,由動(dòng)能定理得-mg(h-2r)-W2=-12mvC2,代入得8mhmv22+m0gh,選項(xiàng)D正確,C錯(cuò)誤。9.右圖為一滑草場(chǎng)。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

6、與草地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。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(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)=67B.載人滑草車最大速度為2g7C.載人滑草車克服摩擦力做功為mghD.載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為35g答案:AB解析:對(duì)滑草車從坡頂由靜止滑下,到底端靜止的全過程,由動(dòng)能定理得mg2h-mgcos45sin45-mgcos37sin37=0,解得=67,選項(xiàng)A正確;對(duì)經(jīng)過上段滑道過程,根據(jù)動(dòng)能定理得mgh-mgcos45sin45=12mv2,解得v=2g7

7、,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為a=mgsin37-mgcos37m=-335g,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。三、非選擇題10.(2019天津卷)完全由我國自行設(shè)計(jì)、建造的國產(chǎn)新型航空母艦已完成多次海試,并取得成功。航母上的艦載機(jī)采用滑躍式起飛,故甲板是由水平甲板和上翹甲板兩部分構(gòu)成,如圖甲所示。為了便于研究艦載機(jī)的起飛過程,假設(shè)上翹甲板BC是與水平甲板AB相切的一段圓弧,示意圖如圖乙所示,AB長(zhǎng)l1=150 m,BC水平投影l(fā)2=63 m,圖中C點(diǎn)切線方向與水平方向的夾角=12(sin 120.21)。若艦載機(jī)從A點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)

8、t=6 s到達(dá)B點(diǎn)進(jìn)入BC。已知飛行員的質(zhì)量m=60 kg,g取10 m/s2,求:甲乙(1)艦載機(jī)水平運(yùn)動(dòng)的過程中,飛行員受到的水平力所做功W;(2)艦載機(jī)剛進(jìn)入BC時(shí),飛行員受到豎直向上的壓力FN多大。答案:(1)7.5104 J(2)1.1103 N解析:(1)艦載機(jī)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)其剛進(jìn)入上翹甲板時(shí)的速度為v,則有v2=l1t根據(jù)動(dòng)能定理,有W=12mv2-0聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù),得W=7.5104J。(2)設(shè)上翹甲板所對(duì)應(yīng)的圓弧半徑為r,根據(jù)幾何關(guān)系,有l(wèi)2=rsin由牛頓第二定律,有FN-mg=mv2r聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù),得FN=1.1103N。11.如圖所示,AB是傾角為

9、=30的粗糙直軌道,BCD是光滑的圓弧軌道,AB恰好在B點(diǎn)與圓弧相切,圓弧的半徑為r。一個(gè)質(zhì)量為m的物體(可以看作質(zhì)點(diǎn))從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放,結(jié)果它能在兩軌道上做往返運(yùn)動(dòng)。已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高,物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度為g。(1)求物體對(duì)圓弧軌道最大壓力的大小。(2)求物體滑回軌道AB上距B點(diǎn)的最大距離。(3)釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的距離l應(yīng)滿足什么條件,才能使物體順利通過圓弧軌道的最高點(diǎn)D。答案:(1)3mg(1-)(2)3-33+1r(3)l3+31-3r解析:(1)根據(jù)幾何關(guān)系可得lPB=rtan=3r,從P點(diǎn)到E點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理,有mgr-mgcoslPB=12mvE2-0,代入數(shù)據(jù)解得vE=(2-3)gr,在E點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律有FN-mg=mvE2r,解得FN=3mg(1-)由牛頓第三定律得,物體對(duì)圓弧軌道的最大壓力FN=FN=3mg(1-)。(2)設(shè)物體滑回到軌道AB上距B點(diǎn)的最大距離為x,根據(jù)動(dòng)能定理,有mg(lBP-x)sin-mgcos(lBP+x)=0,代入數(shù)據(jù)解得x=3-33+1r。(3)物體剛好到達(dá)最高點(diǎn)D時(shí),有mg=mv2r,解得v=gr,從釋放點(diǎn)到最高點(diǎn)D的過程,根據(jù)動(dòng)能定理,有mg(lsin-r-rcos)-mgcosl=12mv2-0代入數(shù)據(jù)解得l=3+31-3r,所以只有l(wèi)3+31-3r,物體才能順利通過圓弧軌道的最高點(diǎn)D。