高考物理课标版一轮复习考点规范练16动能定理及其应用

考点规范练16动能定理及其应用一、单项选择题1.下列有关动能的说法中正确的是()A.物体只有做匀速运动时,动能才不变B.物体的动能变化时,速度不一定变化C.物体做平抛运动时,水平速度不变,动能不变D.物体做自由落体运动时,物体的动能增加2.质量m=2kg的物体,在光滑水平面上以v1=6m/s的速度匀速向西运动,若有一个F=8N方向向北的恒力作用于物体,在t=2s内物体的动能增加了()A.28J B.64JC.32J D.36J3.(2017·山西一模)由两种不同材料拼接成的直轨道ABC,B为两种材料的分界线,长度AB>BC。先将ABC按图甲方式搭建成倾角为θ的斜面,让一小物块(可看作质点)从斜面顶端由静止释放,经时间t小物块滑过B点;然后将ABC按图乙方式还搭建成倾角为θ的斜面,同样将小物块从斜面顶端由静止释放,小物块经相同时间t滑过B点。则小物块()A.与AB段的动摩擦因数比与BC段的动摩擦因数大B.两次滑到B点的速率相同C.两次从顶端滑到底端所用的时间相同D.两次从顶端滑到底端的过程中摩擦力做功相同4.光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静止开始滚下,抵达光滑水平面上的B点时速度大小为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活动阻挡条,如图所示,小球越过n条活动阻挡条后停下来。若让小球从h高处以初速度v0滚下,则小球能越过的活动阻挡条的条数是(设小球每次越过活动阻挡条时损失的动能相等)()A.n B.2nC.3n D.4n5.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a、Ek、s和t分别表示物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()6.如图所示,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,已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5,桌面高0.45m,若不计空气阻力,g取A.小物块的初速度是5m/sB.小物块的水平射程为1C.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0.9J二、多项选择题7.用起重机提升货物,货物上升过程中的vt图象如图所示,在t=3s到t=5s内,重力对货物做的功为W1、绳索拉力对货物做的功为W2、货物所受合力做的功为W3,则()A.W1>0 B.W2<0C.W2>0 D.W3<08.如图所示,电梯质量为m0,在它的水平地板上放置一质量为m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h时,电梯的速度达到v,则在这个过程中,以下说法中正确的是()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+m0ghD.钢索的拉力所做的功大于+m0gh9.某人通过滑轮将质量为m的物体,沿粗糙的斜面从静止开始匀加速地由底端拉到斜面顶端,物体上升的高度为h,到达斜面顶端时的速度为v,如图所示。则在此过程中()A.物体所受的合外力做的功为mgh+mv2B.物体所受的合外力做的功为mv2C.人对物体做的功为mghD.人对物体做的功大于mgh三、非选择题10.如图甲所示,固定在水平地面上的工件,由AB和BD两部分组成,其中AB部分为光滑的圆弧,∠AOB=37°,圆弧的半径R=0.5m,圆心O点在B点正上方;BD部分水平,长度为0.2m,C为BD的中点。现有一质量m=1kg,可视为质点的物块从A端由静止释放,恰好能运动到D点。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°(1)为使物块恰好运动到C点静止,可以在物块运动到B点后,对它施加一竖直向下的恒力F,F应为多大?(2)为使物块运动到C点时速度为零,也可先将BD部分以B为轴向上转动一锐角θ,如图乙所示,θ应为多大?(假设B处有一小段的弧线平滑连接,物块经过B点时没有能量损失)11.(2017·山东莱州模拟)如图所示,把内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内,其弯曲部分是由两个半径均为R=0.2m的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径),轨道底端D点与粗糙的水平地面相切。现有一辆质量为m=1kg的玩具小车以恒定的功率从E点由静止开始出发,经过一段时间t=4s后,出现了故障,发动机自动关闭,小车在水平地面继续运动并进入“S”形轨道,从轨道的最高点飞出后,恰好垂直撞在固定斜面B上的C点,C点与下半圆的圆心O等高。已知小车与地面之间的动摩擦因数为μ=0.1,ED之间的距离为x0=10m,斜面的倾角为30°。求:(g取10m/s(1)小车到达C点时的速度大小为多少?(2)在A点小车对轨道的压力大小是多少,方向如何?(3)小车的恒定功率是多少?12.如图所示,半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点,斜面倾角分别如图所示。O为圆弧圆心,D为圆弧最低点,C、M在同一水平高度。斜面体ABC固定在地面上,顶端B安装一定滑轮,一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块P、Q(两边细绳分别与对应斜面平行),并保持P、Q两物块静止。若PC间距为l1=0.25m,斜面MN足够长,物块P质量m1=3kg,与MN间的动摩擦因数μ=,重力加速度g取10m/s2(sin37°=0.6,cos37°(1)小物块Q的质量m2;(2)烧断细绳后,物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小;(3)物块P在MN斜面上滑行的总路程。##考点规范练16动能定理及其应用1.D解析物体只要速率不变,动能就不变,A错误;物体的动能变化时,速度的大小一定变化,B错误;物体做平抛运动时,速率增大动能就会增大,C错误;物体做自由落体运动时,其速率增大,物体的动能增加,D正确。2.B解析由于力F与速度v1垂直,物体做曲线运动,其两个分运动为向西的匀速运动和向北的匀加速直线运动,对匀加速运动:a==4m/s2,v2=at=8m/s,2s末物体的速度v==10m/s,2s内物体的动能增加了ΔEk=mv2=3.D解析对于题图甲的情况,从A到B过程,AB=a1t2=g(sinθμ1cosθ)t2,对于题图乙的情况,从C到B的过程,CB=a2t2=g(sinθμ2cosθ)t2,因为AB>BC,所以μ1<μ2,即物块与AB段的动摩擦因数比与BC段的动摩擦因数小,选项A错误。据题意两次做匀加速直线运动s=t,可知位移大的平均速度大、末速度大,故题图甲的情况到B的速率更大些,选项B错误。由于Wf=μ1mgcosθ·ABμ2mgcosθ·BC,所以图甲和图乙两种情况摩擦力做功相等,故D正确。由于摩擦力做功相等,重力做功相等,根据动能定理可知,两次滑动中物块到达底端速度相等,则题图甲BC=t1,题图乙BA=t2,因BC<BA,v1>v2,所以t1<t2,即题图乙到达底端的时间较长,选项C错误。4.B解析设每条阻挡条对小球做的功为W,当小球在水平面上滚动时,由动能定理得nW=0,对第二次有NW=0=0+mgh,又因为=mgh,联立解得N=2n,选项B正确。5.C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A、B错误;由动能定理,Ffs=EkEk0,解得Ek=Ek0Ffs,选项C正确,D错误。6.D解析小物块在桌面上克服摩擦力做功Wf=μmgL=2J,C错。在水平桌面上滑行,由动能定理得Wf=mv2,解得v0=7m/s,A错。小物块飞离桌面后做平抛运动,有x=vt,h=gt2,解得x=0.9m,B错。设小物块落地时动能为Ek,由动能定理得mgh=Ekmv2,解得Ek=7.CD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W1<0,W2>0,A、B错误,C正确;根据动能定理可知,合力做的功W3=0mv2,v=2m/s,即W3<8.BD解析以物体为研究对象,由动能定理得WNmgh=mv2,即WN=mgh+mv2,选项B正确,A错误。以系统为研究对象,由动能定理得WT(m+m0)gh=(m0+m)v2,即WT=(m0+m)v2+(m0+m)gh>+m0gh,选项D正确,C错误。9.BD解析物体沿斜面做匀加速运动,根据动能定理:W合=WFWfmgh=mv2,其中Wf为物体克服摩擦力做的功。人对物体做的功即是人对物体的拉力做的功,所以W人=WF=Wf+mgh+mv2,A、C错误,B、D正确。10.解析(1)设BD段长度为l,与物块间的动摩擦因数为μ。研究物块运动,根据动能定理有:从A到D的过程中有mgR(1cos37°)μmgl=0从A到C,到C点恰好静止的过程中有mgR(1cos37°)μ(F+mg)=0联立解得μ=0.5,F=10N。(2)乙图中,从A到C的过程中,根据动能定理有mgR(1cos37°)mgsinθμFN=0其中FN=mgcosθ联立解得θ=37°。答案(1)10N(2)37°11.解析(1)把C点的速度分解为水平方向的vA和竖直方向的vy,有=2g×3R,vC=,解得vC=4(2)由(1)知小车在A点的速度大小vA=vCsin30°=2因为vA=,对外轨有压力,轨道对小车的作用力向下,根据牛顿第二定律有mg+FN=m,解得FN=10N根据牛顿第三定律得,小车对轨道的压力的大小FN'+FN=10N,方向竖直向上;(3)从E到A的过程中,由动能定理可得Ptμmgx0mg×4R=解得P=5W。答案(1)4m/s(2)10N方向竖直向上(3)5W12.解析(1)根据共点力平衡条件,两物块的重力沿斜面的分力相等,有m1gsin53°=m2gsin37°解得m2=4即小物块Q的质量m2为4(2)小物块P到