高考一輪復(fù)習(xí)-動能定理及其應(yīng)用一

動能定理及其應(yīng)用一【高考考點】類別內(nèi)容知識點1知道動能的概念及定義式，會比較、計算物體的動能．。2理解動能定理的含義及適用范圍3掌握利用動能定理求變力的功的方法4能靈活應(yīng)用動能定理分析問題能力點1理解和掌握狀態(tài)量和過程量它們之間的對應(yīng)關(guān)系2能合理利用轉(zhuǎn)換法求變力的功【知識進(jìn)階】1.知識圖譜上述描述物體運動的物理量中，屬于狀態(tài)量和過程量的分別有哪些？建立狀態(tài)量和過程量的關(guān)系要注意哪些問題？【能力進(jìn)階】一、標(biāo)矢性——動能例題1.(多選)一物塊繞著圓盤邊緣以速度v做圓周運動，下列說法正確的是()A．公式Ek＝eq\f(1,2)mv2中的速度v一般是物體相對于地面的速度B．動能的大小由物體的質(zhì)量和速率決定，與物體運動的方向無關(guān)C．一定質(zhì)量的物體動能變化時，速度一定變化，但速度變化時，動能不一定變化D．動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)二、狀態(tài)量和過程量的關(guān)系——動能定理例題2.粗糙的1/4圓弧的半徑為0.45m，有一質(zhì)量為0.2kg的物體自最高點A從靜止開始下滑到圓弧最低點B時，然后沿水平面前進(jìn)0.4m到達(dá)C點停止.設(shè)物體與軌道間的動摩擦因數(shù)為0.5(g=10m/s2)，求：(1)物體到達(dá)B點時的速度大小.(2)物體在圓弧軌道上克服摩擦力所做的功變式：如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一物體向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面．設(shè)物體在斜面最低點A的速度為v，壓縮彈簧至C點時彈簧最短，C點距地面高度為h，則從A到C的過程中彈簧彈力做功多大？三、本章所用研究方法1.轉(zhuǎn)換法求變力的功例題3.如圖所示，質(zhì)量為m的物塊與水平轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)為μ，物塊與轉(zhuǎn)軸相距R，物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始轉(zhuǎn)動．當(dāng)轉(zhuǎn)速增至某一值時，物塊即將在轉(zhuǎn)臺上滑動，此時轉(zhuǎn)臺已開始勻速轉(zhuǎn)動，在這一過程中，摩擦力對物塊做的功的大?。?假設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)變式：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的圓周運動，如圖所示，運動過程中小球受到空氣阻力的作用．設(shè)某一時刻小球通過軌道的最低點，此時繩子的張力為7mg，在此后小球繼續(xù)做圓周運動，經(jīng)過半個圓周恰好能通過最高點，則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功？A.eq\f(5,2)mgRB.3mgRC.7mgRD.eq\f(1,2)mgR2.圖像法——速度(v)-時間(t)圖像、位移(x)-時間(t)圖像例題4.從地面豎直向上拋出一只小球，小球運動一段時間后落回地面．忽略空氣阻力，該過程中小球的動能Ek與時間t的關(guān)系圖象是()ABCD變式：一小物塊沿斜面向上滑動，然后滑回到原處．物塊初動能為Ek0，與斜面間的動摩擦因數(shù)不變，則該過程中，物塊的動能Ek與位移x關(guān)系的圖線是()ABCD【進(jìn)階練習(xí)】（限時10分鐘）1．質(zhì)量為2kg的物體A以5m/s的速度向北運動，另一個質(zhì)量為0.5kg的物體B以10m/s的速度向西運動，則下列說法正確的是()A．EkA＝EkB B．EkA>EkBC．EkA<EkB D．因運動方向不同，無法比較動能2．一人用力踢質(zhì)量為1kg的靜止足球，使足球以10m/s的水平速度飛出，設(shè)人踢足球的平均作用力為200N，足球在水平方向滾動的距離為20m，則人對足球做的功為(g取10m/s2)()A．50J B．200JC．4000J D．6000J3．甲、乙兩車汽車的質(zhì)量之比m1∶m2＝2∶1，它們剎車時的初動能相同，若它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)相同，則它們滑行的距離之比s1∶s2等于()A．1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶14．質(zhì)量m＝10kg的物體只在變力F作用下沿水平方向做直線運動，F(xiàn)隨坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖所示。若物體從坐標(biāo)原點處由靜止出發(fā)，則物體運動到x＝16m處時的速度大小為()A．3m/sB．4m/sC．2eq\r(2)m/sD.eq\r(17)m/s5．如圖所示，AB為固定在豎直平面內(nèi)的eq\f(1,4)光滑圓弧軌道，軌道的B點與水平地面相切，其半徑為R.質(zhì)量為m的小球由A點靜止釋放，求：(1)小球滑到最低點B時，小球速度v的大??；ABOCDhR(2)小球通過光滑的水平面BC滑上固定曲面，恰達(dá)最高點D，D到地面的高度為h(已知hABOCDhR《動能定理及其應(yīng)用一》進(jìn)階作業(yè)A組（基礎(chǔ)類）一、單項選擇題1.改變汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動能發(fā)生變化，在下面幾種情況中，汽車的動能是原來的2倍的是()A．質(zhì)量不變，速度變?yōu)樵瓉淼?倍B．質(zhì)量和速度都變?yōu)樵瓉淼?倍C．質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，速度減半D．質(zhì)量減半，速度變?yōu)樵瓉淼?倍2.人在距地面h高處拋出一個質(zhì)量為m的小球，落地時小球的速度為v，不計空氣阻力，人對小球做功是()A．eq\f(1,2)mv2 B．mgh＋eq\f(1,2)mv2C．mgh－eq\f(1,2)mv2 D．eq\f(1,2)mv2－mgh3.在水平路面上，有一輛以36km/h行駛的客車，在車廂后座有一位乘客甲，把一個質(zhì)量為4kg的行李以相對客車5m/s的速度拋給前方座位的另一位乘客乙，則行李的動能是()A．500JB．200JC．450JD．900J4.一質(zhì)量為m的小球，用長為l的輕繩懸掛于O點．小球在水平力F作用下，從平衡位置P點很緩慢地移動到Q點，如圖所示，則力F所做的功為()A．mglcosθB．FlsinθC．mgl(l－cosθ)D．Flcosθ二、多項選擇題5.下列關(guān)于動能的說法錯誤的是()A.兩個物體中，速度大的動能也大B.某物體的速度加倍，它的動能也加倍C.做勻速圓周運動的物體動能保持不變D.某物體的動能保持不變，則速度一定不變6.將質(zhì)量為m的小球在距地面高度為h處拋出，拋出時的速度大小為v0.小球落到地面的速度大小為2v0，若小球受到的空氣阻力不能忽略，則對于小球下落的整個過程，下面說法中正確的是()A.小球克服空氣阻力做的功大于mghB.重力對小球做的功等于mghC.合外力對小球做的功大于mveq\o\al(2,0)D.合外力對小球做的功等于mveq\o\al(2,0)三、計算題7.質(zhì)量為m＝50kg的滑雪運動員，以初速度v0＝4m/s從高度為h＝10m的彎曲滑道頂端A滑下，到達(dá)滑道底端B時的速度v1＝10m/s.求滑雪運動員在這段滑行過程中克服阻力做的功．(g取10m/s2)8．如圖所示，某人利用跨過定滑輪的輕繩拉質(zhì)量為10kg的物體．定滑輪的位置比A點高3m．若此人緩慢地將繩從A點拉到同一水平高度的B點，且A、B兩點處繩與水平方向的夾角分別為37°和30°，則此人拉繩的力做了多少功？(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不計滑輪的摩擦)B組（中檔類）一、單項選擇題1.質(zhì)量為m=2kg的物體,在水平面上以v1=6m/s的速度勻速向西運動,若有一個F=8N方向向北的恒力作用于物體,在t=2s內(nèi)物體的動能增加了()A.28JB.64JC.32JD.36J2.如圖所示，物體沿曲面從A點無初速度滑下，滑至曲面的最低點B時，下滑的高度為5m，速度為6m/s，若物體的質(zhì)量為1kg.則下滑過程中物體克服阻力所做的功為()A．50JB．18JC．32JD．0J3.如圖所示，AB為eq\f(1,4)圓弧軌道，BC為水平直軌道，圓弧的半徑為R，BC的長度也是R.一質(zhì)量為m的物體，與兩個軌道間的動摩擦因數(shù)都為μ，當(dāng)它由軌道頂端A從靜止開始下落時，恰好運動到C處停止，那么物體在AB段克服摩擦力所做的功為()A．eq\f(μmgR,2)B．eq\f(mgR,2)C．mgRD．(1－μ)mgR4.如圖所示，小物塊從傾角為θ的傾斜軌道上A點由靜止釋放滑下，最終停在水平軌道上的B點，小物塊與水平軌道、傾斜軌道之間的動摩擦因數(shù)均相同，A、B兩點的連線與水平方向的夾角為α，不計物塊在軌道轉(zhuǎn)折時的機械能損失，則動摩擦因數(shù)為()A.tanθ B.tanαC.tan(θ＋α)D.tan(θ－α)5.如圖甲所示，一質(zhì)量為4kg的物體靜止在水平地面上，讓物體在隨位移均勻減小的水平推力F作用下開始運動，推力F隨位移x變化的關(guān)系如圖乙所示，已知物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，取g＝10m/s2，則下列說法正確的是()A．物體先做加速運動，推力撤去時開始做減速運動B．物體在水平地面上運動的最大位移是10mC．物體運動的最大速度為2eq\r(15)m/sD．物體在運動中的加速度先變小后不變?nèi)⒂嬎泐}6.一個質(zhì)量為m的小球拴在繩的一端，繩另一端受大小為F1的拉力作用，小球在光滑水平面上做半徑為R1的勻速圓周運動(如圖所示)，今將力的大小變?yōu)镕2，使小球在水平面上做勻速圓周運動，但半徑變?yōu)镽2(R2＜R1)，則小球運動的半徑由R1變?yōu)镽2的過程中拉力對小球做的功為多少？7.一質(zhì)量為eq\f(4,3)kg的物體放在水平地面上，如圖甲所示，已知物體所受水平拉力F隨時間t的變化情況如圖乙所示，物體相應(yīng)的速度v隨時間t的變化關(guān)系如圖丙所示．求：(1)0～6s內(nèi)合力做的功；(2)前10s內(nèi)，拉力和摩擦力所做的功．C組（提高類）一、單項選擇題1.飛機起飛過程中，速度從v增大到2v合外力做功為W1；速度從2v增大到3v合外力做功為W2.則W1與W2的比值為()A．1∶1B．1∶3C．3∶5D．4∶92.如圖所示，在半徑為0.2m的固定半球形容器中，一質(zhì)量為1kg的小球(可視為質(zhì)點)自邊緣上的A點由靜止開始下滑，到達(dá)最低點B時，它對容器的正壓力大小為15N．取重力加速度為g＝10m/s2，則球自A點滑到B點的過程中克服摩擦力做的功為()A．0.5JB．1.0JC．1.5JD．1.8J3.如圖所示，上表面水平的圓盤固定在水平地面上，一小物塊從圓盤邊緣上的P點，以大小恒定的初速度v0，在圓盤上沿與直徑PQ成不同夾角θ的方向開始滑動，小物塊運動到圓盤另一邊緣時的速度大小為v，則v2-cosθ圖像應(yīng)為()ABCD二、多項選擇題4.一物塊沿傾角為θ的斜面向上滑后又滑回原處，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)不變，運動過程中物塊動能與位移x關(guān)系如圖所示．則該過程中(重力加速度為g)()A.物塊從底端上滑到最高點過程中克服阻力做功0.5E0B.物塊從底端上滑到最高點過程中重力做功為0.75E0C.物塊在上滑過程中加速度大小為eq\f(1,3)gsinθD.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為eq\f(1,3)tanθ5.如圖所示，一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平．一質(zhì)量為m的質(zhì)點自P點上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點進(jìn)入軌道．質(zhì)點滑到軌道最低點N時，對軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大小．用W表示質(zhì)點從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功．則( )A.W＝eq\f(1,2)mgR，質(zhì)點恰好可以到達(dá)Q點B.W＞eq\f(1,2)mgR，質(zhì)點不能到達(dá)Q點C.W＝eq\f(1,2)mgR，質(zhì)點到達(dá)Q點后，繼續(xù)上升一段距離D.W＜eq\f(1,2)mgR，質(zhì)點到達(dá)Q點后，繼續(xù)上升一段距離6.質(zhì)量為1kg的物體靜止在粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下運動，如圖甲所示，外力F和物體克服摩擦力f做的功與物體位移的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2.下列說法正確的是()A.物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.2B.物體運動的位移為13mC.物體在前3m運動過程中的加速度為3m/s2D.x＝9m時，物體的速度為3eq\r(2)m/s三、計算題7.劍橋大學(xué)物理學(xué)家海倫·杰爾斯基研究了各種自行車特技的物理學(xué)原理,并通過計算機模擬技術(shù)探尋特技動作的極限,設(shè)計了一個令人驚嘆不已的高難度動作——“愛因斯坦空翻”,并在倫敦科學(xué)博物館由自行車特技運動員(18歲的布萊士)成功完成.“愛因斯坦空翻”簡化模型如圖所示,質(zhì)量m=0.5kg的小球從距地面高H=5m處自由下落，到達(dá)地面恰能沿凹陷于地面的半圓形槽壁運動，半圓槽半徑R=0.4m.小球到達(dá)槽最低點時的速率為10m／s，并繼續(xù)滑槽壁運動直至槽左端邊緣飛出，豎直上升，落下后恰好又沿槽壁運動直至從槽右端邊緣飛出，豎直上升、落下，如此反復(fù)幾次.設(shè)摩擦力大小恒定不變:(1)求小球第一次離槽上升的高度h.(2)小球最多能飛出槽外幾次(g取10m／s2)?8.如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上有一個質(zhì)量為m的物塊，用長為2L的輕質(zhì)細(xì)繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上，細(xì)繩與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角θ＝30°，此時細(xì)繩伸直但無張力，物塊與轉(zhuǎn)臺間動摩擦因數(shù)為μ，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動，重力加速度為g，求：(1)當(dāng)轉(zhuǎn)臺角速度ω1為多大時，細(xì)繩開始有張力出現(xiàn)；(2)當(dāng)轉(zhuǎn)臺角速度ω2為多大時，轉(zhuǎn)臺對物塊支持力為零；(3)轉(zhuǎn)臺從靜止開始加速到