（新課標(biāo)）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)22 動(dòng)能定理（含解析）新人教版

動(dòng)能定理一、選擇題1(2017·海南)將一小球豎直向上拋出，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受到的空氣阻力不可忽略a為小球運(yùn)動(dòng)軌跡上的一點(diǎn)，小球上升和下降經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Ek1和Ek2.從拋出開(kāi)始到小球第一次經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)重力所做的功為W1，從拋出開(kāi)始到小球第二次經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)重力所做的功為W2.下列選項(xiàng)正確的是()AEk1Ek2，W1W2BEk1Ek2，W1W2CEk1Ek2，W1W2 DEk1Ek2，W1W2答案B解析從拋出開(kāi)始到第一次經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和拋出開(kāi)始第二次經(jīng)過(guò)a點(diǎn)，上升的高度相等，可知重力做功相等，即W1W2.對(duì)兩次經(jīng)過(guò)a點(diǎn)的過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得，WfEk2Ek1，可知Ek1>Ek2，故B項(xiàng)正確，A、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤2.(2018·揭陽(yáng)一模)質(zhì)量為2 kg的物體以一定的初速度沿傾角為30°的斜面向上滑行，在向上滑行的過(guò)程中，其動(dòng)能隨位移的變化關(guān)系如圖所示，則物體返回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為(取g10 m/s2)()A196 J B56 JC34 J D20 J答案C解析物體上滑的過(guò)程中重力與摩擦力都做負(fù)功由動(dòng)能定理得：mgx·sin30°fxE0下滑的過(guò)程中重力做正功，摩擦力做負(fù)功，得：mgx·sin30°fx0E代入數(shù)據(jù)解得：E34 J，故C項(xiàng)正確，A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤3.(2018·南通二模)如圖所示，水平平臺(tái)上放置一長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的勻質(zhì)板，板的右端距離平臺(tái)邊緣為s，板與臺(tái)面間動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g.現(xiàn)對(duì)板施加水平推力，要使板脫離平臺(tái)，推力做功的最小值為()Amg(Ls) Bmg(s)Cmg(Ls) Dmg(s)答案B解析由分析可知，應(yīng)緩慢將木板推至木板的重心離開(kāi)平臺(tái)，故推動(dòng)的位移為s；摩擦力做功Wfmg(s)則對(duì)全程由動(dòng)能定理可知，Wmg(s)0解得：Wmg(s)；故B項(xiàng)正確A、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤4.(多選)如圖所示，質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0沿水平方向射中木塊，并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運(yùn)動(dòng)已知當(dāng)子彈相對(duì)木塊靜止時(shí)，木塊前進(jìn)距離為L(zhǎng)，子彈進(jìn)入木塊的深度為s，若木塊對(duì)子彈的阻力F視為恒定，則下列關(guān)系中正確的是()AFLMv2BFsmv2CFsmv02(Mm)v2DF(Ls)mv02mv2答案ACD解析根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)子彈：F(Ls)mv2mv02知，D項(xiàng)正確；對(duì)木塊：FLMv2，A項(xiàng)正確；由以上二式相加后整理可得Fsmv02(Mm)v2，C項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤5.如圖所示，斜面AB豎直固定放置，物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)靜止釋放沿斜面下滑，最后停在水平面上的C點(diǎn)，從釋放到停止的過(guò)程中克服摩擦力做的功為W.因斜面塌陷，斜面變成APD曲面，D點(diǎn)與B在同一水平面上，且在B點(diǎn)左側(cè)已知各接觸面粗糙程度均相同，不計(jì)物塊經(jīng)過(guò)B、D處時(shí)的機(jī)械能損失，忽略空氣阻力，現(xiàn)仍將物塊從A點(diǎn)靜止釋放，則()A物塊將停在C點(diǎn)B物塊將停在C點(diǎn)左側(cè)C物塊從釋放到停止的過(guò)程中克服摩擦力做的功大于WD物塊從釋放到停止的過(guò)程中克服摩擦力做的功小于W答案A解析物塊從A到C克服摩擦力做功WfmgLEC，由動(dòng)能定理：mgHmgLEC0，當(dāng)物塊沿APD曲線(xiàn)下滑時(shí)，可以把曲線(xiàn)分解成若干個(gè)斜線(xiàn)下滑，在曲面上運(yùn)動(dòng)到達(dá)水平面，摩擦力做的功與物體在曲面上對(duì)應(yīng)的水平距離上移動(dòng)時(shí)，摩擦力做的功相同A項(xiàng)正確，B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤6.質(zhì)量為m的小球被系在輕繩一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受到空氣阻力的作用設(shè)某一時(shí)刻小球通過(guò)軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)繩子的張力為7mg，在此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周恰好能通過(guò)最高點(diǎn)，則在此過(guò)程中小球克服空氣阻力所做的功是()A.mgR B3mgRC7mgR D.mgR答案D解析在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得：7mgmgm在最高點(diǎn)，有：mgm由動(dòng)能定理得：2mgRWfmv22mv12解得WfmgR故克服空氣阻力做功為mgR.7(2018·江西模擬)(多選)如圖所示，兩塊豎直木板夾著一物塊，物塊在木板內(nèi)靜止，兩板因彈簧作用對(duì)物塊有一恒定壓力并保持兩板之間的距離不變(圖中未畫(huà)出彈簧)讓木板從離地h高位置自由下落，落地后木板靜止，物塊在木板中下滑了l長(zhǎng)度已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，以下說(shuō)法正確的是(以下各選項(xiàng)中物塊均未觸地)()A如果僅改變木板下落的高度，使其從2h高度落下，物塊下滑的長(zhǎng)度將為2lB如果僅改變木板對(duì)物塊的壓力，使其變?yōu)樵瓉?lái)一半，物塊下滑的長(zhǎng)度將大于2lC如果僅改變物塊的質(zhì)量，使其變?yōu)樵瓉?lái)2倍，物塊下滑的距離將為2lD如果僅改變木板的質(zhì)量，使其變?yōu)樵瓉?lái)一半，物塊下滑距離將大于2l答案AB解析A項(xiàng)，設(shè)物塊受到的滑動(dòng)摩擦力為f，根據(jù)動(dòng)能定理，有mg(hl)fl0，解得l，僅改變木板下落的高度，使其從2h高度落下，物塊下滑的長(zhǎng)度將為2l，故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，如果僅改變木板對(duì)物塊的壓力，使其變?yōu)樵瓉?lái)一半，物塊受到的滑動(dòng)摩擦力為原來(lái)的一半，由l知，物塊下滑的長(zhǎng)度將大于2l，故B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，如果僅改變物塊的質(zhì)量，使其變?yōu)樵瓉?lái)2倍，由l知，物塊下滑的距離將大于2l，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，如果僅改變木板的質(zhì)量，物塊下滑的距離仍為l，故D項(xiàng)錯(cuò)誤8.(2018·四川模擬)(多選)如圖所示，一固定豎直軌道由半徑為R的四分之一圓弧AB、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的水平直軌BC和半徑為r的四分之一圓弧CD構(gòu)成，BC與兩圓弧分別相切于B點(diǎn)和C點(diǎn)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)物塊從A點(diǎn)由靜止釋放，恰好能到達(dá)D點(diǎn)，已知物塊在圓弧AB上克服摩擦力做的功為W1，在圓弧CD上克服摩擦力做的功為W2，重力加速度大小為g，則()A物塊在水平直軌上的動(dòng)摩擦因數(shù)為B物塊在水平直軌上的動(dòng)摩擦因數(shù)為C物塊在C點(diǎn)的向心加速度的大小為2gD物塊在C點(diǎn)的向心加速度的大小為2g答案BC解析設(shè)物塊在水平直軌上克服摩擦力做的功為W3，對(duì)于ABCD整個(gè)過(guò)程，由動(dòng)能定理得：mg(Rr)(W1W2W3)0，又因?yàn)閃3mgL，由以上兩式聯(lián)立可解得：，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；由動(dòng)能定理，對(duì)于ABCD整個(gè)過(guò)程有：mg(Rr)(W1W2W3)0，對(duì)于ABC過(guò)程有：mgR(W1W3)mvC20，由向心加速度公式得：a，由以上各式可解得：a2g，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤9.用傳感器研究質(zhì)量為2 kg的物體由靜止開(kāi)始做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，在計(jì)算機(jī)上得到06 s內(nèi)物體的加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示下列說(shuō)法正確的是()A06 s內(nèi)物體先向正方向運(yùn)動(dòng)，后向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)B06 s內(nèi)物體在4 s時(shí)的速度最大C物體在24 s內(nèi)速度不變D04 s內(nèi)合力對(duì)物體做的功等于06 s內(nèi)合力做的功答案D解析由a­t圖像可知：圖線(xiàn)與時(shí)間軸圍成的“面積”代表物體在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)速度的變化情況，在時(shí)間軸上方為正，在時(shí)間軸下方為負(fù)物體6 s末的速度v6×(25)×2 m/s×1×2 m/s6 m/s，則06 s內(nèi)物體一直向正方向運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖像可知物體在5 s末速度最大，vm×(25)×2 m/s7 m/s，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖像可知在24 s內(nèi)物體加速度不變，物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度變大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在04 s內(nèi)合力對(duì)物體做的功由動(dòng)能定理可知：W合4mv420，又v4×(24)×2 m/s6 m/s，得W合436 J，06 s內(nèi)合力對(duì)物體做的功由動(dòng)能定理可知：W合6mv620，又v66 m/s，得W合636 J，則W合4W合6，D項(xiàng)正確10.(2018·南充模擬)(多選)如圖所示，長(zhǎng)度均為1.5 m的木板AB、BC、CD、DE在豎直面內(nèi)搭成“波浪形”軌道(兩木板交接處用極小的光滑曲面相連)，一物體(可視為質(zhì)點(diǎn))從木板OA上距地面高為h1.8 m處由靜止釋放并沿軌道運(yùn)動(dòng)，直至停止運(yùn)動(dòng)，已知木板OA和其他木板與地面的夾角均為60°，物體與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.6，設(shè)空氣阻力和物體通過(guò)兩木板交接處時(shí)的動(dòng)能損失均不計(jì)(g10 m/s2)，則()A物體運(yùn)動(dòng)的總路程為6.0 mB物體運(yùn)動(dòng)的水平總位移為3.0 mC物體最終停在A點(diǎn)D物體最終停在C點(diǎn)答案AC解析A項(xiàng)，物體在斜面上物體重力沿斜面向下的分力為：G1mgsin60°mg物體所受的最大靜摩擦力為：fmgcos60°0.6×mg×0.3mg.由于fG1，故物體不能靜止在木板上從物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終停下的過(guò)程中，總路程為s，由動(dòng)能定理得：mghmgscos60°00代入數(shù)據(jù)解得：s6.0 m故A項(xiàng)正確B、C、D三項(xiàng)，假設(shè)物體能到達(dá)B點(diǎn)，由動(dòng)能定理得：mg(hLsin60°)mgcos60°×(L)mvB20，解得：vB20.無(wú)解說(shuō)明物體不能通過(guò)B點(diǎn)，最終停在A點(diǎn)處則物體運(yùn)動(dòng)的水平位移為：x m，故B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確二、非選擇題11.(2018·臺(tái)州模擬)如圖所示為某水上樂(lè)園急速滑道的簡(jiǎn)化示意圖，內(nèi)壁光滑的水平半圓形管道BC分別與傾角37°的傾斜管道AB和水平直管道CD順滑連接，管道AB的A端離管道BC所在平面的高度h16 m，管道BC的直徑d10 m離水面EF的高h(yuǎn)21.8 m質(zhì)量m60 kg的游客(可視為質(zhì)點(diǎn))從A端靜止滑下，游客與管道AB的動(dòng)摩擦因數(shù)10.125，與管道CD的動(dòng)摩擦因數(shù)20.5，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程空氣阻力不計(jì)(sin37°0.6，cos37°0.8)(1)求游客經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小；(2)求游客受到BC管道的作用力大?。?3)要使游客落到水中且落水的速度不超過(guò)8 m/s，求管道CD的長(zhǎng)度答案(1)10 m/s(2)1 200 N(3)7.2 m解析(1)對(duì)A到B過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理有：mgh11mgcos·mvB20，代入數(shù)據(jù)解得：vB10 m/s.(2)游客在BC管道中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)Nm得：N1 200 N.(3)游客離開(kāi)CD管道后，做平拋運(yùn)動(dòng)，落水的最大速度為8 m/s，落水時(shí)的豎直分速度為：vy m/s6 m/s，則離開(kāi)管道CD的最大速度為：vD m/s2 m/s.根據(jù)動(dòng)能定理得：2mgxCDmvD2mvC2，代入數(shù)據(jù)解得：xCD7.2 m.12.(2018·泰州模擬)如圖所示，足夠長(zhǎng)的固定木板的傾角為37°，勁度系數(shù)為k36 N/m的輕質(zhì)彈簧的一端固定在木板上的P點(diǎn)，圖中AP間距等于彈簧的自然長(zhǎng)度現(xiàn)將質(zhì)量m1 kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊放在木板上，在外力作用下將彈簧壓縮到某一位置B點(diǎn)后釋放已知木板PA段光滑，AQ段粗糙，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，物塊在B點(diǎn)釋放后向上運(yùn)動(dòng)，第一次到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度大小為v03 m/s，取重力加速度g10 m/s2.(1)求物塊第一次向下運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度大小v1；(2)請(qǐng)說(shuō)出物塊最終的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并求出物塊在A點(diǎn)上方運(yùn)動(dòng)的總路程s.答案(1)3 m/s(2)4.5 m解析(1)設(shè)物塊從A點(diǎn)向上滑行的最大距離為s.根據(jù)動(dòng)能定理，上滑過(guò)程有：mgssin37°mgscos37°0mv02下滑過(guò)程有：mgssin37°mgscos37°mv120聯(lián)立解得：s1.5 m，v13 m/s(2)物塊最終在A點(diǎn)下方做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)為A根據(jù)動(dòng)能定理：mgxcos37°mv02代入數(shù)據(jù)解得：x4.5 m.13.質(zhì)量m1 kg的物體，在水平拉力F(拉力方向與物體初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)位移4 m時(shí)，拉力F停止作用，運(yùn)動(dòng)到位移是8 m時(shí)物體停止，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中Ek­x的圖線(xiàn)如圖所示(g取10 m/s2)求：(1)物體的初速度多大？(2)物體和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多大？(3)拉力F的大?。看鸢?1)2 m/s(2)0.25(3)4.5 N解析(1)從圖線(xiàn)可知初動(dòng)能為2 J，Ek0mv22 J，v2 m/s.(2)在位移為4 m處物體的動(dòng)能為10 J，在位移為8 m處物體的動(dòng)能為零，這段過(guò)程中物體克服摩擦力做功設(shè)摩擦力為Ff，則Ffx20Ek010 J10 JFf N2.5 N，因Ffmg，故0.25.(3)物體從開(kāi)始到移動(dòng)4 m這段過(guò)程中，受拉力F和摩擦力Ff的作用，合力為FFf，根據(jù)動(dòng)能定理有(FFf)·x1EkEk0，故FFf(2.5) N4.5 N.9