2023高考物理一轮复习16动能定理及其应用新人教版

PAGEPAGE216动能定理及其应用一、选择题(1～4题只有一个选项符合题目要求，5～7题有多个选项符合题目要求)1．质量m＝2kg的物体以50J的初动能在粗糙的水平面上滑行，其动能变化与位移关系如下图，那么物体在水平面上的滑行时间t为()A．5sB．4sC．2eq\r(2)sD．2s2．如下图，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设小球在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，那么小球从A到C的过程中弹簧弹力做功是()A．mgh－eq\f(1,2)mv2B.eq\f(1,2)mv2－mghC．－mghD．－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mgh＋\f(1,2)mv2))3物体做匀速圆周运动时()A．速度变化，动能变化B．速度变化，动能不变C．速度不变，动能变化D．速度不变，动能不变4．有一辆新颖电动汽车，总质量为1000kg.行驶中，该车速度在14～20m/s范围内保持恒定功率20kW不变．一位同学坐在驾驶员旁边观察车内里程表和速度表，记录了该车在位移120～400m范围内做直线运动时的一组数据如下表，设汽车在上述范围内受到的阻力大小不变，那么()x/m120160200240280320360400v/(m·s－1)14.516.518.019.019.720.020.020.0A.该汽车受到的阻力为2000NB．位移120～320m过程牵引力所做的功约为9.5×104JC．位移120～320m过程经历时间约为14.75sD．该车速度在14～20m/s范围内可能做匀加速直线运动5．如下图，质量为0.1kg的小物块在粗糙水平桌面上滑行4m后以3.0m/s的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，物块与桌面间的动摩擦因数为0.5，桌面高0.45m，假设不计空气阻力，取g＝10m/s2，那么以下说法错误的选项是()A．小物块的初速度是5m/sB．小物块的水平射程为1.2mC．小物块在桌面上克服摩擦力做8J的功D．小物块落地时的动能为0.9J6．一质量为m的人站在观光电梯内的磅秤上，电梯以0.1g的加速度匀加速上升h高度，在此过程中()A．磅秤的示数等于1.1mgB．磅秤的示数等于0.1mgC．人的动能增加了0.1mghD．人的机械能增加了1.1mgh7．如下图为一滑草场．某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ.质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．那么()A．动摩擦因数μ＝eq\f(6,7)B．载人滑草车最大速度为eq\r(\f(2gh,7))C．载人滑草车克服摩擦力做功为mghD．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为eq\f(3,5)g二、非选择题8．泥石流是在雨季由于暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流，它的面积、体积和流量都较大．泥石流流动的全过程虽然只有很短时间，但由于其高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大．某课题小组对泥石流的威力进行了模拟研究，如图甲所示，他们设计了如下的模型：在水平地面上放置一个质量为m＝5kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力F随位移变化如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数为μ＝0.6，g取10m/s2.(1)物体在运动过程中的最大加速度为多大？(2)在距出发点多远处，物体的速度到达最大？(3)物体在水平面上运动的最大位移是多大？9．如下图，半径为R＝0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ＝30°，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧右端固定在竖直挡板上，质量m＝0.1kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v0＝2m/s的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动到D点时，弹簧被压缩至最短，C、D两点间的水平距离L＝1.2m，小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10m/s2，求：(1)小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小；(2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小；(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm.10．如下图，水平路面CD的右侧有一长L1＝2m的板M，一物块放在板M的最右端，并随板一起向左侧固定的平台运动，板M的上外表与平台等高．平台的上外表AB长L2＝3m，光滑半圆轨道AFE竖直固定在平台上，轨道半径R＝0.4m，最低点与平台AB相切于A点．当板M的左端距离平台L＝2m时，板与物块向左运动的速度v0＝8m/s，当板与平台的竖直墙壁碰撞后，板立即停止运动，物块在板上滑动，并滑上平台．板与路面的动摩擦因数μ1＝0.05，物块与板的上外表及轨道AB的动摩擦因数μ2＝0.1，物块质量m＝1kg，取g＝10m/s2.(1)求物块进入圆轨道时对轨道上的A点的压力；(2)判断物块能否到达圆轨道的最高点E.假设能，求物块离开E点后在平台上的落点到A点的距离；假设不能，那么说明理由．答案1C2A3B．4C5ABC6ACD7AB8(1)当推力F最大时，加速度最大．由牛顿第二定律，得F－μmg＝maa＝10m/s2.(2)由图象可知：F随x变化的函数方程为F＝80－20x速度最大时，合外力为零即F＝μmg所以x＝2.5m.(3)位移最大时，末速度一定为0由动能定理可得WF－μmgx＝0由图象可知，力F做的功为WF＝eq\f(1,2)Fx＝160J所以x＝eq\f(160,30)m＝5.33m.9(1)小物块恰好从B点沿切线方向进入轨道，据几何关系有vB＝eq\f(v0,sinθ)＝eq\f(2m/s,sin30°)＝4m/s.(2)小物块由B运动到C，根据机械能守恒定律有mgR(1＋sinθ)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)在C点处，根据牛顿第二定律有FN′C－mg＝meq\f(v\o\al(2,C),R)，解得FN′C＝8N根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道压力大小FNC为8N.(3)小物块从B运动到D，根据能量守恒定律有Epm＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＋mgR(1＋sinθ)－μmgL代入数据解得Epm＝0.8J.10(1)设物块随板运动撞击竖直墙壁BC时的速度为v1，由动能定理得－μ1(m＋M)gL＝eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(2,0)设物块到A点时速度为v2，由动能定理得－μ2mg(L2＋L1)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)由牛顿第二定律得FN－mg＝meq\f(v\o\al(2,2),R)解得FN＝140N由牛顿第三定律知，物块对轨道A点的压力大小为140N，方向竖直向下．(2)设物块能通过圆轨道的最高点，且