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21

专题5.2动能定理及应用一个质量为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、，如图所示，那么在这段时间内，其中一个力做的功为()答案：解析：物体由静止匀加速直线运动，由动能定理=-v两分力等大，物体沿对角线方向运动，则两分力的功与等大，由=+可知一=-=-・-=-，则正确。012345j/s用起重机提升货物，货物上升过程中的一图象如图所示，在=到=内，重力对货物做的功为、绳索拉力对货物做的功为、货物所受合力做的功为，则A 0B 0C 0D 0答案：解析；分析题图可知，货物一直向上运动，根据功的定义式可得；重力做负功，拉力做正功，即粕＜0.甲门口，A、E错误sC正确f根据动能定理：合力做的功粒=口一%n%即八D错误.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、、和分别表示物k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：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、错误；由动能定理，♦=一,解得M「，选项正确错误。， 选项正确。， 选项正确。用水平力拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t时刻撤去拉力F物体做匀减速直线运动，到t时刻停止，其速度一时间图象如图所示，且aS，若拉力做的功为，平均功率为1物体克服摩擦阻力做的功为，平均功率为2则下列选项正确的是TOC\o"1-5"\h\zA ，= B=，12 f 1 2 fC , D=,=12 f 1 2 f答案：解析：整个过程中，只有拉力和阻力做功，即评*二知一取2,物体动能的变化由图象可知/尻所以有粕二死，由图象可知拉力,下做功时间和阻力拧做功时间的关系为九力入匀加速直线运动的位移元与匀减速直线运动的位移立的关系为仃本,所以有巧立二，且出二尸国+空尸口得―胃W为即,出醇故4]选民5如图，一质量为的小石块从半径为的四分之一圆弧轨道上与圆4等高处静止释放，经时间t下滑到轨道最低点时对轨道的压力为，此后水平飞出恰好垂直击中倾角为Q=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从到平均速度为七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一D石块从圆弧轨道飞出到击中斜面的时间为、:‘3-答案：解析：石块从到B位移为/R平均速度为Vt，选项错误；石块在圆弧轨道上运动时，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，选项错误；石块在圆弧轨道上运动，在最低点有一=r=，求得=^T~，由动能定理得 一= ，解得=选项错误；石块垂直击中斜面，将末速度分解，得=cot30°, =t解得t=，故、正确。，故、正确。如图所示，若物体与接触面之间的动摩擦因数处处相同，是水平面，是斜面。初速度为 的物体从点出发沿路面恰好可以达到顶点A如果斜面改为，再让该物体从点出发沿恰好也能达到点，则物体第二次运动具有的初速度A可能大于B可能等于c一定等于D可能等于，具体数值与斜面的倾角有关答案：解析:物体从D点滑动到顶点乂过程中，由动熊定理，可得一哨手M一立用『工魂-的空必-心―。一拼V2,由几何关系「口三口一启二卬因而上式可以简化为一懦年九一卫阳目,如口二口-向州吗同理推得沿DU4有一鸣,皿一陋总-出工二口一,唧匕解得仁二hC选项正确。7如图所示，一个小球视为质点从=高处，由静止开始沿光滑弯曲轨道进入半径=的竖直圆环内侧，且与圆环的动摩擦因数处处相等，当到达圆环顶点时，刚好对轨道压力为零；然后沿圆弧滑下，进入光滑弧形轨道，到达高度为的点时速度为零，则的值可能为答案：解析：小球到达环顶时，刚好对轨道压力为零，在点，由重力充当向心力，则根据牛顿第二定律得：=一,因=，小球在点时的动能为-=-=，以点为零势能面，小球重力势能==，开始小球从=高处，由静止开始通过光滑弧形轨道，因此在小球上升到顶点时，根据动能定理得： 一一=一，所以克服摩擦力做功=，此时机械能等于 ，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，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，机械能有损失，到达底端时小于 ；此时小球机械能大于 一=，而小于 ，所以进入光滑弧形轨道时，小球机械能的范围为， ，所以高度范围为p如图所示，与水平面的夹角为锐角的斜面底端向上有三个等间距点、和，即==,点距水平面高为。小滑块以某一初速度从点出发，沿斜面向上运动。若斜面光滑，则滑块到达位置时速度为零；若斜面部分与滑块有处处相同的摩擦，其余部分光滑，则滑块上滑到位置时速度为零，然后下滑。已知重力加速度为，则在有摩擦的情况下A从位置返回到位置的过程中，克服阻力做的功为-、滑块从位置返回到位置的过程中，动能的变化为零.滑块从位置返回到位置时的动能为一.滑块从位置返回到位置时的动能为一答案：解析：由于上、仄C和D等间距以「和。所处的高度均句变化,设月到身重力做的功力%,从j到根据动能定理，有-3部匕二0-若斜面工5部分与滑块间有处处相同的摩摭力，役克服摩擦力做的功为啊，根据动能定理，有畤二。—如小联立解得：%二啊,所以从7立置返回到5位置的过程中克服阻力做的功为上空乩选项A错误；从B位置返回到工位走时，因的g=啊，所以动能鼠化为零，选项B正确，D错误』设滑块下滑到E位置时速度大小为根据动熊定理，有£5次卷二飙%选项C正确。9如图所示，是半径为的圆形光滑轨道，固定在木板上，竖直放置；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，小球静止放在轨道最低点，、、的质量相等。现给小球一水平向右的初速度，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，且不会使离开地面，初速度必须满足重力加速度为A最小值为厂 、最大值为厂.最小值为厂 .最大值为厂答案：

解析；由题意可知，此圆形轨道的模型是绳系小球在竖直面内的圆周运动，为保证小球能逋过轨道的最高点，设在最高点处的最小速度为不，贝h这二驾，从最低点到最高点过程中，由机械器守恒定律可得:小同二名的岂+今两，解得俄5=屈，选项A错误，选项C正确J为使E不离开地面，设小球运动到最高点时，受到轨道的压力为F,对轨道和木板受力分析，可得F-。讴二仇对小球，可得F+，代二爷,从最低点到最高点1过程中，由机械能守恒定律可得当威力：=2m承+ ,解得】口3_^,选项B错误,选项D正确士如图所示，电梯质量为M它的水平地板上放置一质量为的物体，电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动。当上升高度为时，电梯的速度达到，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B电梯地板对物体的支持力所做的功大于c钢索的拉力所做的功等于一十D钢索的拉力所做的功大于一十答案：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-十，错，对；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+ +-+,错，对。i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，克服摩擦阻力做功为-若小物块冲上斜面的初动能变为，则有A返回斜面底端时的动能为B返回斜面底端时的动能为一c返回斜面底端时的速度大小为D返回斜面底端时的速度大小为%「解析： 以初动能冲上斜面并返回的整个过程中运用动能定理得一一=一2①，设以初动能冲上斜面的初速度为0则以初动能冲上斜面时，初速度为j，加速度相同，根据=—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，即为以初动能冲上斜面并返回的整个过程中运用动能定理得一=一②，所以返回斜面底端时的动能为E正确，错误.由①②得V=\T，错误，正确.如图所示，质量为的小球，在离地面高处由静止释放，落到地面后继续陷入泥中深度而停止，设小球受到的空气阻力为，重力加速度为，则下列说法正确的是.小球落地时动能等于.小球陷入泥中的过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 十.小球在泥中受到的平均阻力为 +-解析；C根据动能定理得悌8—母=3恒，A错误;设泥的平均阻力为内，小球陷入泥中的过程中根1 1 并仃牙据动能定理得啥L/二口一刍加，解得他二咽或十标曲用二响1十表一学B、D错误；全过程运用动能定理知，整个过程中小球克服阻力做的功等于，咫［F十期，。正确.3如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为的小球，若将小球从弹簧原长位置由静止释放，小球能够下降的最大高度为若将小球换为质量为3的小球，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球下降时的速度为重力加速度为，不计空气阻力1 \)-..F解析：小球下降过程小球克服弹簧弹力做功为1根据动能定理，有-二°;小球下降过程，由动能定理有3—=23—0,解得：=\p^，故正确.如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°,总质量为包括雪具在内的滑雪运动员从距底端高为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为可在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是3．运动员减少的重力势能全部转化为动能.运动员获得的动能为一2.运动员克服摩擦力做功为一D下滑过程中系统减少的机械能为一解析： 运动员的加速度为一,沿斜面方向有2-=•-g则摩擦力=-,摩擦力做功=-•2=-gA错误，正确.运动员获得的动能= ―-=2,错误.5如图所示，质量为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，另一端在力作用下，以恒定速率竖直向下运动，物体由静止开始运动到绳与水平方向的夹角a=45°的过程中，绳中拉力对物体做的功为解析：B物体由静止开始运动，绳的拉力对物体做的功等于物体增加的动能.谩物体运动到绳与水平方向的夹角口二斗铲时的速率为「此时有：insaF二词，贝卜二班0所以绳的拉力对物体做的功为用二会了=?m心E项正确.用传感器研究质量为2的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到〜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()内物体先向正方向运动，后向负方向运动内物体在4时的速度最大

.物体在2〜 内速度不变内合力做的功.〜 内合力对物体做的功等于内合力做的功解析:D本题考查运动图象、动器定理等，意在考查考生对物理规律的理解和应用能力.由】二出可知，号-f图象中，图线与坐标轴所围面积表示质点的速度，口〜方§内物体的速度始终为正值，故一直为正方向，AI页错『『53寸，速度最大，页错52~4m内加速度保持不变，速度一定变化，CI页错j。〜4s内与0-6三内图线与坐标轴所围面积相等，故物体4三末和代末速度相同，由动能定理可知，两段时间内合力对物体做功相等，D项正确.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点，以大小恒定的初速度，在圆盘上沿与直径 成不同夹角8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，则2— S图象应为解析：设圆盘半径为，小物块与圆盘间的动摩擦因数为〃，由动能定理可得，一〃・2e=22—22,整理得2=2—〃s,可知2与e为线性关系，斜率为负，故正确，、、错误.8多选质量为的物体静止在水平粗糙的地面上，受到一水平外力作用运动，如图甲所示，外力和物体克服摩擦力，做的功与物体位移的关系如图乙所示，重力加速度取2下列分析正确的是A物体与地面之间的动摩擦因数为 2、.物体运动的位移为23m、前 运动过程中物体的加速度为 2D=时，物体速度为V2解析：由=对应图乙可知，物体与地面之间的滑动摩擦力=2，由=〃可得〃=,2正确；由=对应图乙可知，前 内，拉力=,2正确；由=对应图乙可知，前 内，拉力=内拉力2=2，物体在前内的加速度=一二一= 2正确；由动能定理得：一=-可得：=时，物体的速度为正确；物体的最大位移错误.正确；物体的最大位移错误.如图所示，固定坡道倾角为e，顶端距光滑水平面的高度为，一可视为质点的小物块质量为，从坡道顶端由静止滑卞，经过底端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处的竖直墙上，弹簧自由伸长时右侧一端恰好位于点.已知小物块与坡道间的动摩擦因数为〃，重力加速度为，则下列说法正确的是A弹簧弹性势能的最大值为.小物块在倾斜轨道上运动时，下滑的加速度比上滑的加速度小.小物块往返运动的总路程为7——大“S.小物块返回倾斜轨道时所能达到的最大高度为m——t十〃t解析；BCD物块由静止释放到弹雷压缩最大过程,由功能关系得哨前一附二易，故弹箸弹性势能的最大值%=照内-的，选项A错误j由牛顿第二定律，小物块下滑的加速度由二空由日一峪m三小上滑的加速度化=目加日+□空口工，故。产化选项E正确；小物块经过多次往返后，最终僖在。点,全过程往返运动的总路程设为力由动能定理咕朗-四拓pmsB二口，解得：二人，选I页C正确；设小物块返回倾斜轨道时jo 1—।,prrl-H所能达到的最大高度为时,由动能定理有mgh-amg^6 -例的一切咫⑶s6-石方二。廨得"二—门♦口ILP Milu 1I1<LOLP%选项D正确.o如图甲所示，一个质量= 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作用下运动，推力随位移变化的关系如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数〃=,取=,则下列说法正确的是．物体先做加速运动，推力撤去时开始做减速运动．物体在水平面上运动的最大位移为-.物体运动的最大速度为\/L．物体在运动中的加速度先变小后不变

解析： 物体先做加速运动，当推力小于摩擦力时开始做减速运动，选项错误；由题图乙中图线与轴所围面积表示推力对物体做的功得推力做的功=1X4X100J=200J,根据动能定理有一〃g=0,2m速度最大，由题图乙得与的函数关系式为=100-2n当=p方20时，代入数据得=3.2,由动能定理有速度最大，由题图乙得与的函数关系式为=100-2n当=p方20时，代入数据得=3.2,由动能定理有”100X3.2乙J-20X3.2J=2X4kgX2,解得=,选项错误；拉力一直减小，而摩擦力不变，加速度先减小后增大，当=0后加速度保持不变，选项错误．21.多选如图甲所示，倾角为3的足够长的传送带以恒定的速率°沿逆时针方向运行.=0时，将质量=1kg的物体可视为质点轻放在传送带上，物体相对地面的一图象如图乙所示.设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g=10 2.则甲向下为正方向，取重力加速度g=10 2.则甲乙.传送带的速率0=10.传送带的倾角3=30°.物体与传送带之间的动摩擦因数〃=0..0〜2.0摩擦力对物体做功=-24J解析：ACD由】一『图象可知,物体放上传送带开始阶段」加速度=]=1。用小小，物体与传送带同速后，加速度s二12.0-后，加速度s二12.0-10.02.0-1.D传送带的速^色正确,由血空后日+*泄8必6=mm；股空出日一m卅空mH=噂可求得：8-尸J E错误，C正确f由动能定理得：加晌口8+航二3足，12.0tn3^uglOxlm+色■与m=16m，解得甲D正确.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与斜面倾角3的关系，将某一物体每次以不变的初速率0沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角3,实验测得与斜面倾角3的关系如图乙所示，g取10 2,根据图象可求出．物体的初速率0=3．物体的初速率0.物体与斜面间的动摩擦因数〃=0.75.取不同的倾角e，物体在斜面上能达到的位移的最小值=min.当某次e=30°时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑解析：当角度达到。/时,物体将做竖直上抛运动，此时上升高度为1.8m,由运动知律可求得初速度M=6m/s,选项以错误；当角度为U时，物悻相当干在水平面上运动，此时位移为工4m,由牛顿运动定律可得，动摩摭因数a二0一75,选项E正确5当倾角为8时，由牛顿运动定律可得।峪疝1日十”两即二心,又有尸5结合数学关系可得位移的最小值为Em,速页C正时日角为加时，到达最高点重力沿斜面向下的分力小于最大群摩搦力，因此达到最大位移后不会下滑，选项D错误.答案选EC.3如图所示，用一块长=.0的木板在墙和桌面间架设斜面，桌子高=0.，长=.5.斜面与水平桌面的夹角e可在0〜60°间调节后固定.将质量=0. 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〃=0.05,物块与桌面间的动摩擦因数为〃，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失.重力加速度取=0/s最大静摩擦力等于滑动摩擦力求e角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；用正切值表示当e角增大到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$m37=0.6,cos37°=0.3继续增大e角，发现e=53°时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离.解析： 为使小物块下滑，应有sine三〃cose①e满足的条件e三0.05②即当e=cn（时徽块恰好从斜面开始下滑.克服摩擦力做功=〃 cose+p—cose③由动能定理得 sine—=0④代入数据得p=0.⑤3由动能定理得 sine—=-⑥TOC\o"1-5"\h\z结合③式并代入数据得= ⑦s由平抛运动规律得=-解得=0. ⑧=0. ⑨答案：（cn0. .8 .4如图所示，水平面上放一质量为= 的小物块，通过薄壁圆筒的轻细绕线牵引，圆筒半径为=,，质量为=三时刻，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刃=，物块和地面之间的动摩擦因数〃=.3细线始终与地面平行，其它摩擦不计，取，求：0物块运动中受到的拉力.0从开始运动至=时电动机做了多少功？解析：口）由于圆筒边绿线速度与物块直线运动速度大小相同，根据】•二出n=斗必二》，线速度与时间成正比,物块做初速为零的为加速直线运动，由公式t二才知,物块加速度为"二2m/辞，对物块受力分析，由牛顿第二定律得「一浦阻=地处则细线拉力为r=10N.（引根据匀变速直线运动规律：二25时物块的速度：1二m=m-,5=4皿52s内物块的位移：1=［芦=4"}m=4m对整体运用动能定理，有即一3好=3加+;，，婚代人数据求得电动机做的功为答案：（ （75如图所示，一质量=-的滑块（可视为质点静止于水平轨道上的点，滑块与轨道间的动摩擦因数4=,现对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为= .经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至点后水平飞出，恰好在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 .6N知轨道的长度=m圆弧形轨道的半径=.；半径和竖直方向的夹角a=37°.（空气阻力可忽略，重力加速度= ,sin37°=.,cos37°=.求：滑块运动到点时速度的大小；两点的高度差及水平距离x03水平外力作用在滑块上的时间.解析：（滑块运动到点时，由牛顿第二定律得滑块由点运动到点的过程，由机械能守恒定律得s+- =一代入数据，联立解得=（引滑块从§到U做平抛运动，在C点速度的竖直分量为：Vi=^ciiris=3m三所以两点的局度差为内=2=而小=0-45小-g滑块由E运动到C所用的时间为户口」s滑块运动到3点的速度即平抛运动的初速度为vs=vcc-&sa=4m'?所以5.匚间的水平距离a—vs：］—4><0,3in—1.2m滑块由点运动到点的过程，由动能定理得t =-代入数据解得=答案：6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与的倾角、高度、粗糙程度完全相同，管口、两处均用很小的光滑小圆弧管连接管口处切线竖直，管口到底端的高度=4中间“8”字型光滑细管道的圆半径=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=的小滑块从管口的正上方=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点的压力大小为= 。此后小滑块经“8”字型和管道运动到