【走向高考】2022届高三物理人教版一轮复习习题：第5章-第2讲动能-动能定理

第一部分第五章第2讲一、选择题(1～5题为单选题，6～8题为多选题)1．(2022·衡水模拟)物体沿直线运动的v－t关系如图所示，已知在第1s内合力对物体做的功为W，则()A．从第1s末到第3s末合力做功为4WB．从第3s末到第5s末合力做功为－2WC．从第5s末到第7s末合力做功为WD．从第3s末到第4s末合力做功为0.75W[答案]C[解析]由题图知，第1s末速度、第3s末速度、第7s末速度大小关系v1＝v3＝v7，由题知W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－0，则由动能定理知第1s末到第3s末合力做功W2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,3)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝0，A错误；第3s末到第5s末合力做功W3＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,3)＝－W，B错误；第5s末到第7s末合力做功W4＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,7)－0＝W，C正确；第3s末到第4s末合力做功W5＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,4)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,3)，因v4＝eq\f(1,2)v3，所以W5＝－0.75W，D错误。2.(2022·大连检测)如图所示，小球以初速度v0从A点沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，水平轨道与倾斜轨道之间用平滑圆弧连接(图中没画出)。则经过A点速度v的大小为()A．eq\r(v\o\al(2,0)－4gh) B．eq\r(4gh－v\o\al(2,0))C．eq\r(v\o\al(2,0)－2gh) D．eq\r(2gh－v\o\al(2,0))[答案]B[解析]由动能定理得，小球由A到B过程－mgh＋WFf＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，小球由B到A过程有mgh＋WFf＝eq\f(1,2)mv2－0，联立解得v＝eq\r(4gh－v\o\al(2,0))，B正确。3.(2022·辽宁丹东模拟)如图所示，水平传送带长为s，以速度v始终保持匀速运动，把质量为m的货物放到A点，货物与皮带间的动摩擦因数为μ，当货物从A点运动到B点的过程中，摩擦力对货物做的功不行能的是()A．等于eq\f(1,2)mv2 B．小于eq\f(1,2)mv2C．大于μmgs D．小于μmgs[答案]C[解析]货物在传送带上相对地面的运动可能先加速后匀速，也可能始终加速，而货物的最终速度应小于等于v，依据动能定理知摩擦力对货物做的功可能等于eq\f(1,2)mv2，可能小于eq\f(1,2)mv2，可能等于μmgs，可能小于μmgs，故选C。4．(2022·宁夏银川检测)光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静止开头滚下，抵达光滑的水平面上的B点时速率为v0.光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的阻挡条，如图所示，小球越过n条阻挡条后停下来．若让小球从2h高处以初速度v0滚下，则小球能越过阻挡条的条数为(设小球每次越过阻挡条时损失的动能相等)()A．n B．2nC．3n D．4n[答案]C[解析]小球第一次从释放至到达B点的过程中，由动能定理得mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，由B点到停止的过程中，由动能定理得－nW＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)。小球其次次从释放到停止的过程中，由动能定理得mg·2h－n′W＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得n′＝3n。5．(2022·保定模拟)如图所示，沿平直大路匀速行驶的汽车上，固定着一个正四棱台，台面水平。在顶面沿着各斜面方向，同时自由释放4个相同小球。设它们到达棱台底面分别用时Ta，Tb，Tc，Td，到达底面时的机械能分别为Ea，Eb，Ec，Ed(取地面为0势能面，忽视斜面对小球的摩擦力)。则有()A．Ta＝Tb＝Td＝TcEa>Eb＝Ed>EcB．Ta＝Tb＝Td＝TcEa＝Eb＝Ed＝EcC．Ta<Tb＝Td<TcEa>Eb＝Ed>EcD．Ta<Tb＝Td<TcEa＝Eb＝Ed＝Ec[答案]A[解析]四个小球沿“斜面”方向的位移大小、初速度大小和加速度大小都相同，依据位移公式可知运动时间相同；棱台向右运动，棱台的弹力对b和d两小球不做功、对a做正功、对c做负功，应用动能定理可知a的动能最大、c的动能最小、b和d的动能相等，又此时重力势能都相同，A对。6．(2022·广东中山模拟)质量为m的物体在水平力F的作用下由静止开头在光滑地面上运动，前进一段距离之后速度大小为v，再前进一段距离使物体的速度增大为2v，则()A．其次过程的速度增量等于第一过程的速度增量B．其次过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍C．其次过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功D．其次过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍[答案]AB[解析]由题意知，两个过程中速度增量均为v，A正确；由动能定理知：W1＝eq\f(1,2)mv2，W2＝eq\f(1,2)m(2v)2－eq\f(1,2)mv2＝eq\f(3,2)mv2，故B正确，C、D错误。7．(2022·西安调研)一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同，则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为()A．Δv＝0 B．Δv＝12m/sC．W＝0 D．W＝10.8J[答案]BC[解析]取末速度的方向为正方向，则v2＝6m/s，v1＝－6m/s，速度变化量Δv＝v2－v1＝12m/s，A错误，B正确；小球与墙碰撞过程中，只有墙对小球的作用力做功，由动能定理得W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝0，C正确，D错误。8．(2022·南昌模拟)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AB＝BC＝CD，D点距水平面高为h。小滑块以某一初速度从A点动身，沿斜面对上运动。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，然后下滑。已知重力加速度为g，则在AB有摩擦的状况下()A．从C位置返回到A位置的过程中，克服阻力做的功为eq\f(2,3)mghB．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eq\f(1,3)mghD．滑块从B位置返回到A位置时的动能为eq\f(2,3)mgh[答案]BC[解析]由于A、B、C和D等间距，A、B、C和D所处的高度均匀变化，设A到B重力做的功为WG，从A到D，依据动能定理，有－3WG＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)；若斜面AB部分与滑块间有处处相同的摩擦力，设克服摩擦力做的功为Wf，依据动能定理，有－2WG－Wf＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，联立解得WG＝Wf，所以从C位置返回到A位置的过程中克服阻力做的功为eq\f(1,3)mgh，选项A错误；从B位置返回到A位置时，因WG＝Wf，所以动能的变化为零，选项B正确，D错误；设滑块下滑到B位置时速度大小为vB，依据动能定理，有WG＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,3)mgh，选项C正确。二、非选择题9.如图所示，物体以100J的初动能从斜面的底端向上运动，当它通过斜面上的M点时，其动能削减80J，机械能削减32J。假如物体能从斜面上返回底端，则物体到达底端时的动能为________。[答案]20J[解析]因物体从斜面底端到达M点的过程中机械能削减32J，即摩擦生热32J，在斜面上物体受的各个力的大小不变，所以从M点到最高点，动能削减20J，摩擦生热8J，所以上滑过程摩擦生热40J，物体返回斜面底端时机械能损失也等于40J，此时动能应为100J－80J＝20J。10．(2022·兰州、张掖联考)质量为0.1kg的弹性小球从空中某高度由静止开头下落，该下落过程对应的v－t图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。该球受到的空气阻力大小恒为f，取g＝10m/s2，求：(1)弹性球受到的空气阻力f的大小；(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h。[答案](1)0.2N(2)0.375m[解析](1)由v－t图象可知小球下落做匀加速运动，加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝8m/s2由牛顿其次定律得mg－f＝ma解得f＝m(g－a)＝0.2N(2)由题图知小球落地时速度v＝4m/s则反弹时速度v′＝eq\f(3,4)v＝3m/s由动能定理得－(mg＋f)h＝0－eq\f(1,2)mv′2解得h＝0.375m11．(2022·湖北襄阳四中、荆州中学、龙泉中学联考)质量m＝1kg的物体，在水平拉力F(拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移4m时，拉力F停止作用，运动到位移是8m时物体停止，运动过程中Ek－x的图线如图所示。(g取10m/s2)求：(1)物体的初速度多大？(2)物体和水平面间的动摩擦因数为多大？(3)拉力F的大小。[答案](1)2m/s(2)0.25(3)4.5N[解析](1)从图线可知物体初动能为2J，则Ek0＝eq\f(1,2)mv2＝2J，得v＝2m/s。(2)在位移为4m处物体的动能为Ek＝10J，在位移为8m处物体的动能为零，这段过程中物体克服摩擦力做功。设摩擦力为Ff，则－Ffx2＝0－Ek＝0－10J＝－10J得Ff＝eq\f(－10,－4)N＝2.5N因Ff＝μmg故μ＝eq\f(Ff,mg)＝eq\f(2.5,10)＝0.25。(3)物体从开头到移动4m这段过程中，受拉力F和摩擦力Ff的作用，合力为F－Ff，依据动能定理有(F－Ff)·x1＝Ek－Ek0故得F＝eq\f(Ek－Ek0,x1)＋Ff＝(eq\f(10－2,4)＋2.5)N＝4.5N。12．(2022·江苏启东中学期中)如图所示，倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R＝0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连，O点为轨道圆心，BC为圆轨道直径且处于竖直方向，A、C两点等高。质量m＝1kg的滑块从A点由静止开头下滑，恰能滑到与O点等高的D点。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ；(2)若使滑块能到达C点，求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值；(3)若滑块离开C处的速度大小为4m/s，求滑块从C点飞出至落到斜面上所经受的时间t。[答案](1)0.375(2)2eq\r(3)m/s(3)0.2s[解析](1)滑块从A点到D点的过程中，依据动能定理有mg·(2R－R)－μmgcos37°·eq\f(2R,sin37°)＝0解得μ＝0.375(2)若滑块能到达C点，依据牛顿其次定律有mg＋FN＝eq\f(mv\o\al(2,C)