新教材高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練16動(dòng)能定理及其應(yīng)用含解析新人教版

一輪復(fù)習(xí)精品資料(高中)PAGE1-動(dòng)能定理及其應(yīng)用1.(單物體動(dòng)能定理)如圖所示,“蹦極”運(yùn)動(dòng)中,長(zhǎng)彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人從幾十米高處跳下。將蹦極過(guò)程簡(jiǎn)化為人沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)。從繩恰好伸直到人第一次下降至最低點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)B.繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功,人的動(dòng)能一直減小C.繩恰好伸直時(shí),繩的彈性勢(shì)能為零,人的動(dòng)能最大D.人在最低點(diǎn)時(shí),繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力2.(多選)(圖像問(wèn)題)(2020河北滄州高三月考)在平直公路上,汽車(chē)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度達(dá)到vmax后,立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直至靜止,v-t圖像如圖所示,設(shè)汽車(chē)的牽引力為F,受到的摩擦力為Ff,全程中牽引力做功為W1,克服摩擦力做功為W2,則()A.F∶Ff=1∶3 B.W1∶W2=1∶1 C.F∶Ff=4∶1 D.W1∶W2=1∶33.(單物體動(dòng)能定理)如圖所示,在輕彈簧的下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球A,若將小球A從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放,小球A能夠下降的最大高度為h。若將小球A換為質(zhì)量為3m的小球B,仍從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,則小球B下降h時(shí)的速度為()A.2gh B.4C.gh D.gh4.(圖像問(wèn)題)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(yùn)動(dòng),F隨坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖所示。若物體從坐標(biāo)原點(diǎn)處由靜止出發(fā),則物體運(yùn)動(dòng)到x=16m處時(shí)的速度大小為()A.3m/s B.4m/sC.22m/s D.17m/s5.(多過(guò)程單物體動(dòng)能定理)(2020黑龍江實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)如圖,abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道,ab水平,長(zhǎng)度為R,bc是半徑為R的四分之一的圓弧,與ab相切于b點(diǎn)。一質(zhì)量為m的小球受到與重力大小相等的水平外力F的作用,自a點(diǎn)從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)立即撤去外力F,重力加速度大小為g,下列說(shuō)法正確的是()A.水平外力F做的功為2mgRB.小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小為3mgC.小球能從c點(diǎn)豎直向上飛出D.小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小為mg6.(圖像問(wèn)題)(2020四川綿陽(yáng)高三模擬)靜止在粗糙水平地面上的物塊,在恒定水平拉力的作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)位移為2x0時(shí)撤去外力,此時(shí)動(dòng)能為Ek0,繼續(xù)滑行x0后停下來(lái),其動(dòng)能隨位移變化的關(guān)系如圖所示。根據(jù)圖像中已知信息,不能確定的物理量是()A.恒定水平拉力的大小B.物塊與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)C.物塊加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比D.物塊加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比7.(多過(guò)程單物體動(dòng)能定理)如圖甲所示,長(zhǎng)為4m的水平軌道AB與半徑為R=0.6m的豎直半圓弧軌道BC在B處相連接。有一質(zhì)量為1kg的滑塊(大小不計(jì))從A處由靜止開(kāi)始受水平向右的力F作用,F的大小隨位移變化的關(guān)系如圖乙所示?；瑝K與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)未知,g取10m/s2。(1)求滑塊到達(dá)B處時(shí)的速度大小;(2)求滑塊在水平軌道AB上運(yùn)動(dòng)前2m過(guò)程所用的時(shí)間;(3)若到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去力F,滑塊沿半圓弧軌道內(nèi)側(cè)上滑,并恰好到達(dá)最高點(diǎn)C,則滑塊在半圓弧軌道上克服摩擦力所做的功是多少?素養(yǎng)綜合練8.(2020湖北武漢開(kāi)學(xué)考試)物塊在水平面上以初速度v0直線滑行,前進(jìn)x0后恰好停止運(yùn)動(dòng),已知物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,且μ的大小與物塊滑行的距離x的關(guān)系為μ=kx(k為常數(shù)),重力加速度為g。則()A.v0=kgx02 B.v0C.v0=kgx022 D.v9.(多選)(2020江蘇鹽城高三月考)如圖所示,物體甲、乙質(zhì)量均為M,甲、乙之間的接觸面是光滑的,物體乙的斜面與水平面成θ角,甲、乙兩物體緊挨著放置于粗糙的水平面上,它們與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。開(kāi)始時(shí),物體甲、乙都靜止,現(xiàn)對(duì)物體甲施加一水平推力F,使物體甲、乙一起向左加速運(yùn)動(dòng),兩者不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。已知這段時(shí)間內(nèi)水平推力F做功為W,物體甲、乙系統(tǒng)克服摩擦力做功為W1。當(dāng)加速一段時(shí)間后,撤去水平推力。下列說(shuō)法正確的是()A.乙物體獲得的最大動(dòng)能為WB.加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,甲對(duì)乙的作用力的大小為FC.撤去水平推力后,物體甲對(duì)物體乙的作用力為零D.撤去水平推力后,物體甲運(yùn)動(dòng)的位移為W10.(多選)如圖所示,木板甲長(zhǎng)為L(zhǎng),放在水平桌面上,可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊乙疊放在甲左端。已知甲、乙質(zhì)量相等,甲與乙、甲與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)相同。對(duì)乙施加水平向右的瞬時(shí)速度v,乙恰好未從甲上滑落;此時(shí)對(duì)甲施加水平向右的瞬時(shí)速度v,最終甲、乙物體均靜止。下列作出的甲、乙物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能Ek與位移x的關(guān)系圖像中,正確的是()11.(2020吉林長(zhǎng)春高三下學(xué)期線上二模)如圖,固定在豎直平面內(nèi)的傾斜軌道AB,與水平光滑軌道BC相連,豎直墻壁CD高H=0.2m,緊靠墻壁在地面固定一個(gè)和CD等高,底邊長(zhǎng)L=0.3m的斜面,一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))在軌道AB上從距離B點(diǎn)l=4m處由靜止釋放,從C點(diǎn)水平拋出,已知小物塊在AB段與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,達(dá)到B點(diǎn)時(shí)無(wú)能量損失;AB段與水平面的夾角為37°。(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)求小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小;(2)求小物塊從C點(diǎn)拋出到擊中斜面的時(shí)間。12.(2020湖北襄陽(yáng)五中高三下學(xué)期第四次周考)如圖所示,豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系xOy中有一根表面粗糙、粗細(xì)均勻的細(xì)桿OMN,它的上端固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O處且與x軸相切。OM和MN段分別為彎曲桿和直桿,它們相切于M點(diǎn),OM段所對(duì)應(yīng)的曲線方程為y=5x29。一根套在直桿MN上的輕彈簧下端固定在N點(diǎn),其原長(zhǎng)比桿MN的長(zhǎng)度短。可視為質(zhì)點(diǎn)的開(kāi)孔小球(孔的直徑略大于桿的直徑)套在細(xì)桿上?，F(xiàn)將小球從O處以v0=3m/s的初速度沿x軸的正方向拋出,過(guò)M點(diǎn)后沿桿MN運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧,再經(jīng)彈簧反彈后恰好到達(dá)M點(diǎn)。已知小球的質(zhì)量m=0.1kg,M點(diǎn)的縱坐標(biāo)為0.8m,小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=16,(1)上述整個(gè)過(guò)程中摩擦力對(duì)小球所做的功Wf;(2)輕質(zhì)彈簧被壓縮至最短時(shí)的彈性勢(shì)能Epm。▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁課時(shí)規(guī)范練16動(dòng)能定理及其應(yīng)用1.A先向下做加速運(yùn)動(dòng),加速度向下,后向下做減速運(yùn)動(dòng),加速度向上,所以人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài),故A正確;在該過(guò)程中,拉力與運(yùn)動(dòng)方向始終相反,繩子的力一直做負(fù)功;由于人在下降中速度先增大后減小,則人的動(dòng)能先增大后減小,故B錯(cuò)誤;繩子恰好伸直時(shí),繩子的形變量為零,彈性勢(shì)能為零;但此時(shí)彈力為0,速度不是最大,人的動(dòng)能不是最大,故C錯(cuò)誤;人在最低點(diǎn)時(shí),加速度的方向向上,此時(shí)繩子對(duì)人的拉力大于人受到的重力,故D錯(cuò)誤。2.BC對(duì)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程,由動(dòng)能定理得W1-W2=ΔEk=0,所以W1=W2,由v-t圖像與坐標(biāo)軸所圍面積表示位移可知x1∶x2=1∶4,由動(dòng)能定理得Fx1-Ffx2=0,所以F∶Ff=4∶1,故B、C正確,A、D錯(cuò)誤。3.B設(shè)小球下降h過(guò)程小球克服彈簧彈力做功為W1,小球A下降過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理,有mgh-W1=0;小球B下降過(guò)程,由動(dòng)能定理有3mgh-W1=12·3mv2-0,解得:v=44.CF-x圖線與x軸圍成的面積表示力F所做的功,則這段過(guò)程中,外力做功為W=12×(4+8)×10J-12×4×10J=40J,根據(jù)動(dòng)能定理得W=12mv2,解得v=2Wm5.B水平外力F做的功為W=FR=mgR,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;從a到b由動(dòng)能定理:FR=12mvb2;在b點(diǎn)由牛頓第二定律:Nb-mg=mvb2R,解得Nb=3mg,選項(xiàng)B正確;到達(dá)c點(diǎn)時(shí):126.B從0~2x0過(guò)程,由動(dòng)能定理得F·2x0-f·2x0=Ek0,從2x0~3x0過(guò)程,由動(dòng)能定理得-fx0=0-Ek0,聯(lián)立可解得水平拉力F和摩擦力f,由于物體的質(zhì)量未知,則無(wú)法確定動(dòng)摩擦因數(shù),故A能確定,B不能確定;設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大速度為vmax,則有2x0=vmax2t1,x0=vmax2t2,則可求得物塊加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比,故C能確定;由F·2x0-f·2x0=Ek0,-fx0=0-Ek0,可解得F=37.〖答案〗(1)210m/s(2)835s〖解析〗(1)對(duì)滑塊從A到B的過(guò)程,由動(dòng)能定理得F1x1+F3x3-μmgx=1解得vB=210m/s。(2)在前2m內(nèi),有F1-μmg=ma,且x1=12解得t1=835(3)當(dāng)滑塊恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí),有mg=mv對(duì)滑塊從B到C的過(guò)程,由動(dòng)能定理得W-mg×2R=1聯(lián)立解得W=-5J即滑塊克服摩擦力做的功為5J。8.A因動(dòng)摩擦因數(shù)μ=kx,則滑動(dòng)摩擦力為f=μmg=kmgx,即滑動(dòng)摩擦力隨位移均勻變化,故摩擦力做的功可用平均力乘以位移表示,由動(dòng)能定理-動(dòng)能定理及其應(yīng)用1.(單物體動(dòng)能定理)如圖所示,“蹦極”運(yùn)動(dòng)中,長(zhǎng)彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人從幾十米高處跳下。將蹦極過(guò)程簡(jiǎn)化為人沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)。從繩恰好伸直到人第一次下降至最低點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)B.繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功,人的動(dòng)能一直減小C.繩恰好伸直時(shí),繩的彈性勢(shì)能為零,人的動(dòng)能最大D.人在最低點(diǎn)時(shí),繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力2.(多選)(圖像問(wèn)題)(2020河北滄州高三月考)在平直公路上,汽車(chē)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度達(dá)到vmax后,立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直至靜止,v-t圖像如圖所示,設(shè)汽車(chē)的牽引力為F,受到的摩擦力為Ff,全程中牽引力做功為W1,克服摩擦力做功為W2,則()A.F∶Ff=1∶3 B.W1∶W2=1∶1 C.F∶Ff=4∶1 D.W1∶W2=1∶33.(單物體動(dòng)能定理)如圖所示,在輕彈簧的下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球A,若將小球A從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放,小球A能夠下降的最大高度為h。若將小球A換為質(zhì)量為3m的小球B,仍從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,則小球B下降h時(shí)的速度為()A.2gh B.4C.gh D.gh4.(圖像問(wèn)題)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(yùn)動(dòng),F隨坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖所示。若物體從坐標(biāo)原點(diǎn)處由靜止出發(fā),則物體運(yùn)動(dòng)到x=16m處時(shí)的速度大小為()A.3m/s B.4m/sC.22m/s D.17m/s5.(多過(guò)程單物體動(dòng)能定理)(2020黑龍江實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)如圖,abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道,ab水平,長(zhǎng)度為R,bc是半徑為R的四分之一的圓弧,與ab相切于b點(diǎn)。一質(zhì)量為m的小球受到與重力大小相等的水平外力F的作用,自a點(diǎn)從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)立即撤去外力F,重力加速度大小為g,下列說(shuō)法正確的是()A.水平外力F做的功為2mgRB.小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小為3mgC.小球能從c點(diǎn)豎直向上飛出D.小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小為mg6.(圖像問(wèn)題)(2020四川綿陽(yáng)高三模擬)靜止在粗糙水平地面上的物塊,在恒定水平拉力的作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)位移為2x0時(shí)撤去外力,此時(shí)動(dòng)能為Ek0,繼續(xù)滑行x0后停下來(lái),其動(dòng)能隨位移變化的關(guān)系如圖所示。根據(jù)圖像中已知信息,不能確定的物理量是()A.恒定水平拉力的大小B.物塊與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)C.物塊加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比D.物塊加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比7.(多過(guò)程單物體動(dòng)能定理)如圖甲所示,長(zhǎng)為4m的水平軌道AB與半徑為R=0.6m的豎直半圓弧軌道BC在B處相連接。有一質(zhì)量為1kg的滑塊(大小不計(jì))從A處由靜止開(kāi)始受水平向右的力F作用,F的大小隨位移變化的關(guān)系如圖乙所示。滑塊與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)未知,g取10m/s2。(1)求滑塊到達(dá)B處時(shí)的速度大小;(2)求滑塊在水平軌道AB上運(yùn)動(dòng)前2m過(guò)程所用的時(shí)間;(3)若到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去力F,滑塊沿半圓弧軌道內(nèi)側(cè)上滑,并恰好到達(dá)最高點(diǎn)C,則滑塊在半圓弧軌道上克服摩擦力所做的功是多少?素養(yǎng)綜合練8.(2020湖北武漢開(kāi)學(xué)考試)物塊在水平面上以初速度v0直線滑行,前進(jìn)x0后恰好停止運(yùn)動(dòng),已知物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,且μ的大小與物塊滑行的距離x的關(guān)系為μ=kx(k為常數(shù)),重力加速度為g。則()A.v0=kgx02 B.v0C.v0=kgx022 D.v9.(多選)(2020江蘇鹽城高三月考)如圖所示,物體甲、乙質(zhì)量均為M,甲、乙之間的接觸面是光滑的,物體乙的斜面與水平面成θ角,甲、乙兩物體緊挨著放置于粗糙的水平面上,它們與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。開(kāi)始時(shí),物體甲、乙都靜止,現(xiàn)對(duì)物體甲施加一水平推力F,使物體甲、乙一起向左加速運(yùn)動(dòng),兩者不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。已知這段時(shí)間內(nèi)水平推力F做功為W,物體甲、乙系統(tǒng)克服摩擦力做功為W1。當(dāng)加速一段時(shí)間后,撤去水平推力。下列說(shuō)法正確的是()A.乙物體獲得的最大動(dòng)能為WB.加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,甲對(duì)乙的作用力的大小為FC.撤去水平推力后,物體甲對(duì)物體乙的作用力為零D.撤去水平推力后,物體甲運(yùn)動(dòng)的位移為W10.(多選)如圖所示,木板甲長(zhǎng)為L(zhǎng),放在水平桌面上,可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊乙疊放在甲左端。已知甲、乙質(zhì)量相等,甲與乙、甲與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)相同。對(duì)乙施加水平向右的瞬時(shí)速度v,乙恰好未從甲上滑落;此時(shí)對(duì)甲施加水平向右的瞬時(shí)速度v,最終甲、乙物體均靜止。下列作出的甲、乙物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能Ek與位移x的關(guān)系圖像中,正確的是()11.(2020吉林長(zhǎng)春高三下學(xué)期線上二模)如圖,固定在豎直平面內(nèi)的傾斜軌道AB,與水平光滑軌道BC相連,豎直墻壁CD高H=0.2m,緊靠墻壁在地面固定一個(gè)和CD等高,底邊長(zhǎng)L=0.3m的斜面,一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))在軌道AB上從距離B點(diǎn)l=4m處由靜止釋放,從C點(diǎn)水平拋出,已知小物塊在AB段與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,達(dá)到B點(diǎn)時(shí)無(wú)能量損失;AB段與水平面的夾角為37°。(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)求小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小;(2)求小物塊從C點(diǎn)拋出到擊中斜面的時(shí)間。12.(2020湖北襄陽(yáng)五中高三下學(xué)期第四次周考)如圖所示,豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系xOy中有一根表面粗糙、粗細(xì)均勻的細(xì)桿OMN,它的上端固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O處且與x軸相切。OM和MN段分別為彎曲桿和直桿,它們相切于M點(diǎn),OM段所對(duì)應(yīng)的曲線方程為y=5x29。一根套在直桿MN上的輕彈簧下端固定在N點(diǎn),其原長(zhǎng)比桿MN的長(zhǎng)度短?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的開(kāi)孔小球(孔的直徑略大于桿的直徑)套在細(xì)桿上?，F(xiàn)將小球從O處以v0=3m/s的初速度沿x軸的正方向拋出,過(guò)M點(diǎn)后沿桿MN運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧,再經(jīng)彈簧反彈后恰好到達(dá)M點(diǎn)。已知小球的質(zhì)量m=0.1kg,M點(diǎn)的縱坐標(biāo)為0.8m,小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=16,(1)上述整個(gè)過(guò)程中摩擦力對(duì)小球所做的功Wf;(2)輕質(zhì)彈簧被壓縮至最短時(shí)的彈性勢(shì)能Epm。▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁課時(shí)規(guī)范練16動(dòng)能定理及其應(yīng)用1.A先向下做加速運(yùn)動(dòng),加速度向下,后向下做減速運(yùn)動(dòng),加速度向上,所以人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài),故A正確;在該過(guò)程中,拉力與運(yùn)動(dòng)方向始終相反,繩子的力一直做負(fù)功;由于人在下降中速度先增大后減小,則人的動(dòng)能先增大后減小,故B錯(cuò)誤;繩子恰好伸直時(shí),繩子的形變量為零,彈性勢(shì)能為零;但此時(shí)彈力為0,速度不是最大,人的動(dòng)能不是最大,故C錯(cuò)誤;人在最低點(diǎn)時(shí),加速度的方向向上,此時(shí)繩子對(duì)人的拉力大于人受到的重力,故D錯(cuò)誤。2.BC對(duì)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程,由動(dòng)能定理得W1-W2=ΔEk=0,所以W1=W2,由v-t圖像與坐標(biāo)軸所圍面積表示位移可知x1∶x2=1∶4,由動(dòng)能定理得Fx1-Ffx2=0,所以F∶Ff=4∶1,故B、C正確,A、D錯(cuò)誤。3.B設(shè)小球下