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第八章機(jī)械能守恒定律專(zhuān)題強(qiáng)化訓(xùn)練二:動(dòng)能定理解題技巧專(zhuān)題一、單選題1.(2021·甘肅蘭州市·蘭州一中高一期中)如圖,某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱,使它從靜止開(kāi)始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度,木箱獲得的動(dòng)能一定:()A.等于拉力所做的功;B.小于拉力所做的功;C.等于克服摩擦力所做的功;D.大于克服摩擦力所做的功;2.(2021·江蘇省蘇州第一中學(xué)校高一期中)如圖,abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道,ab水平,長(zhǎng)度為2R: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.始終受到與重力大小相等的水平外力的作用,自a點(diǎn)處從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),重力加速度大小為g.小球從a點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到其他軌跡最高點(diǎn),機(jī)械能的增量為A.2mgRB.4mgRC.5mgRD.6mgR3.(2020·遼寧高一期中)滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾喜愛(ài),某滑雪運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB,從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過(guò)程中,由于摩擦力的存在,運(yùn)動(dòng)員的速率不變,則運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過(guò)程中()A.合外力做功一定大于零B.所受摩擦力大小不變C.合外力始終與速度垂直D.機(jī)械能始終保持不變4.(2020·天水市第一中學(xué)高一期末)如圖,在摩托車(chē)越野賽途中的水平路段前方有一個(gè)坑,該坑沿摩托車(chē)前進(jìn)方向的水平寬度為3h,其左邊緣a點(diǎn)比右邊緣b點(diǎn)高0.5h。若摩托車(chē)經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為E1,它會(huì)落到坑內(nèi)c點(diǎn)。c與a的水平距離和高度差均為h;若經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為E2,該摩托車(chē)恰能越過(guò)坑到達(dá)b點(diǎn)。等于()A.20 B.18 C.9.0 D.3.05.(2020·日喀則市拉孜高級(jí)中學(xué)高一期末)如圖所示,一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端,彈簧的另一端固定于O點(diǎn)處.將小球拉至A處時(shí),彈簧恰好無(wú)形變,由靜止釋放小球,它運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方B點(diǎn)速度為v,AB間的豎直高度差為h,則A.由A到B過(guò)程合力對(duì)小球做的功等于mghB.由A到B過(guò)程小球的重力勢(shì)能減少C.由A到B過(guò)程小球克服彈力做功為mghD.小球到達(dá)位置B時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為6.(2020·永興縣第二中學(xué))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(diǎn)自P點(diǎn)上方高度R處由靜止開(kāi)始下落,恰好從P點(diǎn)進(jìn)入軌道.質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí),對(duì)軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小.用W表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力所做的功.則()A.,質(zhì)點(diǎn)恰好可以到達(dá)Q點(diǎn)B.,質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)Q點(diǎn)C.,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q后,繼續(xù)上升一段距離D.,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q后,繼續(xù)上升一段距離7.(2020·內(nèi)蒙古烏蘭察布市·集寧一中高一期末)如圖甲所示,一塊長(zhǎng)度為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑水平面上.一顆質(zhì)量也為m的子彈以水平速度v0射入木塊.當(dāng)子彈剛射穿木塊時(shí),木塊向前移動(dòng)的距離為s(圖乙).設(shè)子彈穿過(guò)木塊的過(guò)程中受到的阻力恒定不變,子彈可視為質(zhì)點(diǎn).則子彈穿過(guò)木塊的時(shí)間為A. B. C. D.8.(2021·全國(guó)高一單元測(cè)試)如圖所示為某一游戲的局部簡(jiǎn)化示意圖.D為彈射裝置,AB是長(zhǎng)為21m的水平軌道,傾斜直軌道BC固定在豎直放置的半徑為R=10m的圓形支架上,B為圓形的最低點(diǎn),軌道AB與BC平滑連接,且在同一豎直平面內(nèi).某次游戲中,無(wú)動(dòng)力小車(chē)在彈射裝置D的作用下,以v0=10m/s的速度滑上軌道AB,并恰好能沖到軌道BC的最高點(diǎn).已知小車(chē)在軌道AB上受到的摩擦力為其重量的0.2倍,軌道BC光滑,則小車(chē)從A到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是()A.5sB.4.8sC.4.4sD.3s9.(2021·全國(guó)高一單元測(cè)試)如圖所示,一小物塊由靜止開(kāi)始沿斜面向下滑動(dòng),最后停在水平地面上。斜面和地面平滑連接,且物塊與斜面、物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為常數(shù)。該過(guò)程中,物塊的動(dòng)能與水平位移x關(guān)系的圖象是()A. B.C. D.二、多選題10.(2021·銅梁一中高一月考)如圖所示,輕質(zhì)彈簧的左端固定,并處于自然狀態(tài).小物塊的質(zhì)量為m,從A點(diǎn)向左沿水平地面運(yùn)動(dòng),壓縮彈簧后被彈回,運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)恰好靜止.物塊向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為s,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,彈簧未超出彈性限度.在上述過(guò)程中A.彈簧的最大彈力為μmgB.物塊克服摩擦力做的功為2μmgsC.彈簧的最大彈性勢(shì)能為μmgsD.物塊在A點(diǎn)的初速度為11.(2018·河北省成安縣第一中學(xué)高一單元測(cè)試)如圖甲所示,水平面上有質(zhì)量相等的兩個(gè)木塊A、B用一根輕彈簧相連接,整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)用一個(gè)豎直向上的力F拉動(dòng)木塊A,使木塊A向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),彈簧始終處于彈性限度內(nèi),如圖乙所示.研究從力F剛作用在木塊A上時(shí)()到木塊B剛離開(kāi)地面時(shí)()這個(gè)過(guò)程,并且選定這個(gè)過(guò)程中木塊A的起始位置為坐標(biāo)原點(diǎn),得到表示力F和木塊A的位移x之間關(guān)系的圖象如圖丙,則下列說(shuō)法正確的是(
)A.時(shí),彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng)B.該過(guò)程中拉力做功C.過(guò)程,拉力做的功大于木塊A機(jī)械能的增加量D.過(guò)程,木塊A動(dòng)能的增加量等于拉力和重力做功的總和12.(2020·全國(guó)高一單元測(cè)試)三個(gè)小物塊分別從3條不同光滑軌道的上端由靜止開(kāi)始滑下,已知軌道1、軌道2、軌道3的上端距水平地面的高度均為;它們的下端水平,距地面的高度分別為、、,如圖所示,若沿軌道1、2、3下滑的小物塊的落地點(diǎn)到軌道下端的水平距離分別記為、、,則()A. B. C. D.13.(2020·全國(guó)高一課時(shí)練習(xí))如圖,一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面;在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)P.它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中,克服摩擦力做的功為W.重力加速度大小為g.設(shè)質(zhì)點(diǎn)P在最低點(diǎn)時(shí),向心加速度的大小為a,容器對(duì)它的支持力大小為N,則()A.a(chǎn)= B.a(chǎn)=C.N= D.N=14.(2019·全國(guó)高一專(zhuān)題練習(xí))如圖所示,豎直平面內(nèi)放一直角桿,桿的水平部分粗糙,桿的豎直部分光滑,兩部分各套有質(zhì)量均為1kg的小球A和B,A、B間用細(xì)繩相連,A與水平桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù).初始時(shí)刻A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),已知OA=3m,OB=4m.若A球在水平拉力F的作用下向右緩慢地移動(dòng)1m(取g=10m/s2),那么該過(guò)程中A.小球A受到的摩擦力大小為6NB.小球B上升的距離小于1mC.拉力F做功為16JD.拉力F做功為14J15.(2020·全國(guó)高一課時(shí)練習(xí))如圖甲所示,傾角為θ的光滑斜面固定在水平面上,勁度系數(shù)為k的輕彈簧,下端固定在斜面底端,上端與質(zhì)量為m的物塊A連接,A的右側(cè)緊靠一質(zhì)量為m的物塊B,但B與A不粘連.初始時(shí)兩物塊均靜止.現(xiàn)用平行于斜面向上的拉力F作用在B,使B做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng),兩物塊在開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)的v-t圖象如圖乙所示,t1時(shí)刻A、B的圖線相切,t2時(shí)刻對(duì)應(yīng)A圖線的最高點(diǎn),重力加速度為g,則()A.B.t2時(shí)刻,彈簧形變量為C.t2時(shí)刻彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng),物塊A達(dá)到速度最大值D.從開(kāi)始到t1時(shí)刻,拉力F做的功比彈簧釋放的勢(shì)能少三、解答題16.(2021·全國(guó)高一課時(shí)練習(xí))如圖所示,質(zhì)量為m的小物塊在粗糙水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)距離l后以速度v飛離桌面,最終落在水平地面上。已知l=1.4m,v=3.0m/s,m=0.10kg,物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù),桌面高h(yuǎn)=0.45m。不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,求(1)小物塊落地點(diǎn)距飛出點(diǎn)的水平距離s;(2)小物塊落地時(shí)的動(dòng)能Ek;(3)小物塊的初速度大小v0。17.(2021·山東濟(jì)寧市·高一期中)物塊A的質(zhì)量為m=2kg,物塊與坡道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.6,水平面光滑。坡道頂端距水平面高度為h=1m,傾角為θ=37°物塊從坡道進(jìn)入水平滑道時(shí),在底端O點(diǎn)處無(wú)機(jī)械能損失,將輕彈簧的一端連接在水平滑道M處并固定墻上,另一自由端恰位于坡道的底端O點(diǎn),如圖所示.物塊A從坡頂由靜止滑下,重力加速度為g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)物塊滑到O點(diǎn)時(shí)的速度大??;(2)彈簧為最大壓縮量時(shí)的彈性勢(shì)能;(3)物塊A被彈回到坡道后上升的最大高度。18.(2021·上海復(fù)旦附中高一期中)一輛電動(dòng)汽車(chē)的質(zhì)量為1×103kg,額定功率為2×104W,在水平路面上由靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng),最大速度為v2,運(yùn)動(dòng)中汽車(chē)所受阻力恒定。發(fā)動(dòng)機(jī)的最大牽引力為2×103N,其行駛過(guò)程中牽引力F與車(chē)速的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示,試求:(1)整個(gè)運(yùn)動(dòng)中的最大加速度;(2)電動(dòng)車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間;(3)電動(dòng)車(chē)發(fā)生100m的位移(此時(shí)已達(dá)到最大速度)的過(guò)程中所用的時(shí)間。
19.(2021·河北省玉田縣第一中學(xué)高一月考)如圖所示,ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道,其中ABC為光滑半圓形軌道,半徑為R,CD為水平粗糙軌道,一質(zhì)量為m的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從圓軌道中點(diǎn)B由靜止釋放,滑至D點(diǎn)恰好靜止,CD間距為5R.已知重力加速度為g.求:(1)小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道壓力N的大??;(2)小滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(3)現(xiàn)使小滑塊在D點(diǎn)獲得一初動(dòng)能Ek,使它向左運(yùn)動(dòng)沖上圓軌道,恰好能通過(guò)最高點(diǎn)A,求小滑塊在D點(diǎn)獲得的初動(dòng)能Ek.20.(2021·北京交通大學(xué)附屬中學(xué)高一期末)如圖所示,水平光滑軌道與豎直半圓形光滑軌道在B點(diǎn)平滑連接,半圓形軌道半徑。質(zhì)量的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平恒力F作用下,從A點(diǎn)以速度沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng),小滑塊在B點(diǎn)進(jìn)入半圓形軌道,沿圓軌道恰好運(yùn)動(dòng)通過(guò)最高點(diǎn)C,并從C點(diǎn)水平飛出,小滑塊從C點(diǎn)水平飛出后又恰好落在A點(diǎn)。重力加速度g取。求:(1)滑塊通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度大小;(2)之間的距離x;(3)滑塊剛進(jìn)入半圓形軌道時(shí),在B點(diǎn)對(duì)軌道壓力的大小;
21.(2021·全國(guó)高一單元測(cè)試)如圖所示,質(zhì)量為m=1kg的滑塊,在水平力F作用下靜止在傾角為θ=30°的光滑斜面上,斜面的末端處與水平傳送帶相接(滑塊經(jīng)過(guò)此位置滑上皮帶時(shí)無(wú)能量損失),傳送帶的運(yùn)行速度為v0=3m/s,長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.4m,今將水平力撤去,當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時(shí),恰好與傳送帶速度相同?;瑝K與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,g=10m/s2。求(1)水平作用力F的大??;(2)滑塊開(kāi)始下滑的高度h;(3)在第(2)問(wèn)中若滑塊滑上傳送帶時(shí)速度大于3m/s,求滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q。22.(2021·四川雅安市·雅安中學(xué)高一開(kāi)學(xué)考試)山地滑雪是人們喜愛(ài)的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng).一滑雪坡由AB和BC組成,AB是傾角為37°的斜坡,BC是半徑為R=5m的圓弧面,圓弧面和斜面相切于B,與水平面相切于C,如圖所示,AB豎直高度差hl=8.8m,豎直臺(tái)階CD高度差為h2=5m,臺(tái)階底端與傾角為37°斜坡DE相連.運(yùn)動(dòng)員連同滑雪裝備總質(zhì)量為80kg,從A點(diǎn)由靜止滑下通過(guò)C點(diǎn)后飛落到DE上,不計(jì)空氣阻力和軌道的摩擦阻力(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:(1)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)C點(diǎn)的速度大?。唬?)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)軌道受到的壓力大?。唬?)運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間.23.(2021·全國(guó)高一單元測(cè)試)如圖所示,從A點(diǎn)以某一水平速度v0拋出質(zhì)量m=1kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí),恰好沿切線方向進(jìn)入圓心角∠BOC=37°的光滑圓弧軌道BC,經(jīng)圓弧軌道后滑上與C點(diǎn)等高、靜止在粗糙水平面上的長(zhǎng)木板上,圓弧軌道C端的切線水平。已知長(zhǎng)木板的質(zhì)量M=4kg,A、B兩點(diǎn)距C點(diǎn)的高度分別為H=0.6m、h=0.15m,圓弧軌道半徑R=0.75m,物塊與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.7,長(zhǎng)木板與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.2,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)小物塊在B點(diǎn)時(shí)的速度大?。唬?)小物塊滑動(dòng)至C點(diǎn)時(shí),對(duì)圓弧軌道的壓力大??;(3)長(zhǎng)木板至少為多長(zhǎng),才能保證小物塊不滑出長(zhǎng)木板(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)。24.(2021·重慶南開(kāi)中學(xué)高一期中)如圖所示,可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=0.2kg的小滑塊靜止在水平軌道上的A點(diǎn),在水平向右的恒定拉力F=4N的作用下,從A點(diǎn)開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)其滑行到AB的中點(diǎn)時(shí)撤去拉力,滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后進(jìn)入半徑為R=0.3m且內(nèi)壁光滑的豎直固定圓軌道,在圓軌道上運(yùn)行一周后從C處的出口出來(lái)后向D點(diǎn)滑動(dòng),D點(diǎn)右側(cè)有一與CD等高的傳送帶緊靠D點(diǎn),并以恒定的速度v=3m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。已知滑塊運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小剛好為滑塊重力的3倍,水平軌道CD的長(zhǎng)度為l2=2.0m,小滑塊與水平軌道ABCD間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.2,與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.5,傳送帶的長(zhǎng)度L=0.4m,重力加速度g=10m/s2。求:(1)水平軌道AB的長(zhǎng)度l1;(2)若水平拉力F大小可變,要使小滑塊能到達(dá)傳送帶左側(cè)的D點(diǎn),則F應(yīng)滿足什么條件;(3)若在AB段水平拉力F的作用距離x可變,試求小滑塊到達(dá)傳送帶右側(cè)E點(diǎn)時(shí)的速度v與水平拉力F的作用距離x的關(guān)系。25.(2021·浙江高一月考)如圖所示,半徑R=0.4m的光滑圓弧軌道BC固定在豎直平面內(nèi),軌道的上端點(diǎn)B和圓心O的連線與水平方向的夾角θ=30°,下端點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn)且與粗糙水平面相切,一根輕質(zhì)彈簧的右端固定在豎直擋板上.質(zhì)量m=0.1kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從空中的A點(diǎn)以v0=2m/s的速度被水平拋出,恰好從B點(diǎn)沿軌道切線方向進(jìn)入軌道,經(jīng)過(guò)C點(diǎn)后沿水平面向右運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)時(shí),彈簧被壓縮至最短,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能Epm=0.8J,已知小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,取g=10m/s2.求:(1)小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的時(shí)間;(2)小物塊經(jīng)過(guò)圓弧軌道上的C點(diǎn)時(shí),對(duì)軌道的壓力大?。唬?)C、D兩點(diǎn)間的水平距離L.26.(2021·遼寧大連市·大連八中高一月考)如圖所示,是傾角為的是夠長(zhǎng)粗糙直軌道,是光滑的圓弧數(shù)道,恰好在B點(diǎn)與圓弧相切,圓弧的半徑為,一個(gè)質(zhì)最為的物本(可以看作質(zhì)點(diǎn))從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放,結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動(dòng)。已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高,物體與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。求:(1)物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中在軌道上通過(guò)的總路程:(2)最終當(dāng)物體通過(guò)圓弧軌道最低點(diǎn)E時(shí),受到圓弧軌道的支持力的大??;(3)為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)D,釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的距離L應(yīng)滿足什么條件。參考答案1.B【分析】受力分析,找到能影響動(dòng)能變化的是那幾個(gè)物理量,然后觀測(cè)這幾個(gè)物理量的變化即可.【詳解】木箱受力如圖所示:木箱在移動(dòng)的過(guò)程中有兩個(gè)力做功,拉力做正功,摩擦力做負(fù)功,根據(jù)動(dòng)能定理可知即:,所以動(dòng)能小于拉力做的功,故B正確;無(wú)法比較動(dòng)能與摩擦力做功的大小,ACD錯(cuò)誤.故選B【點(diǎn)睛】正確受力分析,知道木箱在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有那幾個(gè)力做功且分別做什么功,然后利用動(dòng)能定理求解末動(dòng)能的大?。?.C【詳解】本題考查了運(yùn)動(dòng)的合成與分解、動(dòng)能定理等知識(shí),意在考查考生綜合力學(xué)規(guī)律解決問(wèn)題的能力.設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的速度大小為vC,則對(duì)小球由a到c的過(guò)程,由動(dòng)能定理得:F·3R-mgR=mvc2,又F=mg,解得:vc2=4gR,小球離開(kāi)c點(diǎn)后,在水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向在重力作用力下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可知,小球離開(kāi)c點(diǎn)后水平方向和豎直方向的加速度大小均為g,則由豎直方向的運(yùn)動(dòng)可知,小球從離開(kāi)c點(diǎn)到其軌跡最高點(diǎn)所需的時(shí)間為:t=vC/g=2,小球在水平方向的加速度a=g,在水平方向的位移為x=at2=2R.由以上分析可知,小球從a點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)的過(guò)程中,水平方向的位移大小為5R,則小球機(jī)械能的增加量△E=F·5R=5mgR,選項(xiàng)C正確ABD錯(cuò)誤.【點(diǎn)睛】此題將運(yùn)動(dòng)的合成與分解、動(dòng)能定理有機(jī)融合,難度較大,能力要求較高.3.C【詳解】試題分析:根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)分析物體受力情況,根據(jù)牛頓第二定律求解出運(yùn)動(dòng)員與曲面間的正壓力變化情況,從而分析運(yùn)動(dòng)員所受摩擦力變化;根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能變化情況,結(jié)合動(dòng)能定理分析合外力做功;根據(jù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,是否只有重力做功來(lái)判斷運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能是否守恒;因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員做曲線運(yùn)動(dòng),所以合力一定不為零,A錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員受力如圖所示,重力垂直曲面的分力與曲面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力的合力充當(dāng)向心力,故有,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速率恒定,且在減小,所以曲面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力越來(lái)越大,根據(jù)速率恒定可得可知摩擦力越來(lái)越小,B錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速率不變,質(zhì)量不變,即動(dòng)能不變,動(dòng)能變化量為零,根據(jù)動(dòng)能定理可知合力做功為零,C正確;因?yàn)榭朔Σ亮ψ龉?,機(jī)械能不守恒,D錯(cuò)誤;【點(diǎn)睛】考查了曲線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理等;知道曲線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度時(shí)刻變化,合力不為零;在分析物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),首先要弄清楚合力充當(dāng)向心力,然后根據(jù)牛頓第二定律列式,基礎(chǔ)題,難易程度適中.4.B【詳解】有題意可知當(dāng)在a點(diǎn)動(dòng)能為E1時(shí),有根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有當(dāng)在a點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為E2時(shí),有根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有聯(lián)立以上各式可解得故選B。5.D【詳解】根據(jù)動(dòng)能定理,可求合外力做功,,故A錯(cuò)誤;重力做功為mgh,故重力勢(shì)能減少了mgh,所以B錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理,,所以從A到B的過(guò)程中,彈力做功為,小球克服彈力做功為,所以C錯(cuò)誤;再根據(jù)可知,,又,所以小球到達(dá)位置B時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為,故D正確.6.C【解析】根據(jù)動(dòng)能定理可得P點(diǎn)動(dòng)能,經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí),半徑方向的合力提供向心力,可得,所以N點(diǎn)動(dòng)能為,從P點(diǎn)到N點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理可得,即摩擦力做功.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,半徑方向的合力提供向心力即,根據(jù)左右對(duì)稱,在同一高度,由于摩擦力做功導(dǎo)致右半幅的速度小,軌道彈力變小,滑動(dòng)摩擦力變小,所以摩擦力做功變小,那么從N到Q,根據(jù)動(dòng)能定理,Q點(diǎn)動(dòng)能,由于,所以Q點(diǎn)速度仍然沒(méi)有減小到0,仍會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)一段距離,對(duì)照選項(xiàng)C對(duì).【考點(diǎn)定位】功能關(guān)系【方法技巧】動(dòng)能定理分析摩擦力做功是基礎(chǔ),對(duì)于滑動(dòng)摩擦力一定要注意壓力的變化,最大的誤區(qū)是根據(jù)對(duì)稱性誤認(rèn)為左右兩部分摩擦力做功相等.7.D【分析】以子彈與木塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,滿足動(dòng)量守恒定律,分別對(duì)子彈和木塊列動(dòng)能定理表達(dá)式,再對(duì)木塊列動(dòng)量定理表達(dá)式,聯(lián)立可求解.【詳解】子彈穿過(guò)木塊過(guò)程,對(duì)子彈和木塊的系統(tǒng),外力之和為零動(dòng)量守恒,有:,設(shè)子彈穿過(guò)木塊的過(guò)程所受阻力為f,對(duì)子彈由動(dòng)能定理:,由動(dòng)量定理:,對(duì)木塊由動(dòng)能定理:,由動(dòng)量定理:,聯(lián)立解得:;故選D.【點(diǎn)睛】子彈穿過(guò)木塊的過(guò)程,子彈與木塊組成的相同動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律與動(dòng)量定理可以正確解題,解題時(shí)注意研究對(duì)象、研究過(guò)程的選擇.8.A【分析】分兩個(gè)階段求解時(shí)間,水平階段和斜面階段,根據(jù)動(dòng)能定理求出B點(diǎn)的速度,然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解AB段上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;在斜面階段需要根據(jù)幾何知識(shí)求解斜面的傾斜角,然后根據(jù)牛頓第二定律求解在斜面上的運(yùn)動(dòng)加速度,從而求解在斜面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.【詳解】設(shè)小車(chē)的質(zhì)量為m,小車(chē)在AB段所勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度,在AB段,根據(jù)動(dòng)能定理可得,解得,故;小車(chē)在BC段,根據(jù)機(jī)械能守恒可得,解得,過(guò)圓形支架的圓心O點(diǎn)作BC的垂線,根據(jù)幾何知識(shí)可得,解得,,故小車(chē)在BC上運(yùn)動(dòng)的加速度為,故小車(chē)在BC段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,所以小車(chē)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為,A正確.【點(diǎn)睛】本題的難點(diǎn)在于求解斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度,本題再次一次提現(xiàn)了數(shù)物相結(jié)合的原則,在分析物理時(shí)涉及幾何問(wèn)題,一定要?jiǎng)邮之?huà)畫(huà)圖像.9.A【詳解】由題意可知設(shè)斜面傾角為θ,動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則物塊在斜面上下滑距離在水平面投影距離為x,根據(jù)動(dòng)能定理,有整理可得即在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能與x成線性關(guān)系;當(dāng)小物塊在水平面運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理由即為物塊剛下滑到平面上時(shí)的動(dòng)能,則即在水平面運(yùn)動(dòng)時(shí)物塊動(dòng)能與x也成線性關(guān)系。故選A。10.BC【詳解】小物塊壓縮彈簧最短時(shí)有,故A錯(cuò)誤;全過(guò)程小物塊的路程為,所以全過(guò)程中克服摩擦力做的功為:,故B正確;小物塊從彈簧壓縮最短處到A點(diǎn)由能量守恒得:,故C正確;小物塊從A點(diǎn)返回A點(diǎn)由動(dòng)能定理得:,解得:,故D錯(cuò)誤.11.ABD【解析】A、A壓著彈簧處于靜止?fàn)顟B(tài),;當(dāng)力F作用在A上,使其向上勻加速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可知,隨著x逐漸增大,導(dǎo)致彈簧的彈力逐漸減小,則力F逐漸增大,但物體A的合力卻不變,當(dāng)B剛離開(kāi)地面時(shí),彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)有,則,則當(dāng)時(shí),彈簧剛好恢復(fù)到原長(zhǎng),故A正確.B、根據(jù)圖象可知拉力F隨著位移均勻增大,則,故B正確.C、在A上升過(guò)程中,彈簧從壓縮恢復(fù)到原長(zhǎng)過(guò)程,由動(dòng)能定理,即,則拉力做功小于A物體機(jī)械能的增加,故C錯(cuò)誤.D、0~x0過(guò)程因彈簧的初末形變量相同,則彈性勢(shì)能的變化為零;由動(dòng)能定理可知,即木塊A動(dòng)能的增加量等于拉力和重力做功的總和,故D正確.故選ABD.【點(diǎn)睛】彈簧的彈力和彈性勢(shì)能均與形變量有關(guān),形變有壓縮和拉伸兩種情形,要注意加以區(qū)分;功是能量轉(zhuǎn)化的量度,一種功總是與一種能相聯(lián)系,要具體情況具體分析.12.BC【詳解】對(duì)軌道1:射出時(shí)的速度,射程;對(duì)軌道2:射出時(shí)的速度,射程;對(duì)軌道3:射出時(shí)的速度,射程;則,,故BC正確,AD錯(cuò)誤.13.AC【詳解】試題分析:質(zhì)點(diǎn)P下滑的過(guò)程,由動(dòng)能定理得,可得;在最低點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)P的向心加速度;根據(jù)牛頓第二定律得,解得;故AC正確,BD錯(cuò)誤.故選AC.考點(diǎn):考查動(dòng)能定理;向心力.【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握動(dòng)能定理解題,以及知道質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)徑向的合力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.14.AC【解析】【詳解】對(duì)AB整體受力分析,受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的彈力N1,如圖所示:根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,對(duì)整體,豎直方向:N=G1+G2,水平方向:F=f+N1,其中:f=μN(yùn),解得N=(m1+m2)g=20N,f=μN(yùn)=0.3×20N=6N,故A正確.B、根據(jù)幾何關(guān)系,可知小球B上升的距離;故B錯(cuò)誤.CD、對(duì)整體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中運(yùn)用動(dòng)能定理列式得:WF-fs-m2g?h=0,故有:WF=fs+m2g?h=6×1+1×10×1=16J,故C正確,D錯(cuò)誤.故選AC.【點(diǎn)睛】本題中拉力為變力,先對(duì)整體受力分析后根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件得出摩擦力為恒力,然后根據(jù)動(dòng)能定理求變力做功.15.BD【詳解】由圖讀出,t1時(shí)刻A、B開(kāi)始分離,對(duì)A根據(jù)牛頓第二定律有:kx-mgsinθ=ma;開(kāi)始時(shí)有:2mgsinθ=kx0,又x0-x=at12;聯(lián)立以三式得:.故A錯(cuò)誤.由圖知,t2時(shí)刻A的加速度為零,速度最大,根據(jù)牛頓第二定律和胡克定律得:mgsinθ=kx,則得:x=,此時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài),故B正確,C錯(cuò)誤.由圖讀出,t1時(shí)刻A、B開(kāi)始分離,對(duì)A根據(jù)牛頓第二定律:kx-mgsinθ=ma…①
開(kāi)始時(shí)有:2mgsinθ=kx0…②
從開(kāi)始到t1時(shí)刻,彈簧釋放的勢(shì)能EP=kx02-kx2…③
從開(kāi)始到t1時(shí)刻的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理得:WF+EP-2mgsinθ(x0-x)=?2mv12…④
2a(x0-x)=v12…⑤
由①②③④⑤解得:WF-EP=-;所以拉力F做的功比彈簧釋放的勢(shì)能少,故D正確.故選BD.【點(diǎn)睛】本題分析時(shí)要注意:從受力角度看,兩物體分離的條件是兩物體間的正壓力為0.從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度看,一起運(yùn)動(dòng)的兩物體恰好分離時(shí),兩物體在沿斜面方向上的加速度和速度仍相等.16.(1)0.90m;(2)0.90J;(3)4.0m/s【詳解】(1)物塊飛出桌面后做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向上有代入數(shù)據(jù)解得t=0.3s在水平方向上有代入數(shù)據(jù)解得s=0.90m(2)對(duì)物塊從飛出桌面到落地,由動(dòng)能定理得代入數(shù)據(jù)解得(3)對(duì)滑塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到飛出桌面,根據(jù)動(dòng)能定理有代入數(shù)據(jù)解得17.(1);(2);(3)【詳解】(1)由動(dòng)能定理得解得,代入數(shù)據(jù)得v=2m/s(2)在水平滑道上,由機(jī)械能守恒定律得代入數(shù)據(jù)得Ep=4J(3)設(shè)物塊A能夠上升的最大高度為h1,物塊被彈回過(guò)程中由動(dòng)能定理得代入數(shù)據(jù)解得h1=m18.(1)1m/s2;(2)10s;(3)20s【詳解】(1)汽車(chē)最大速度為v2時(shí),牽引力為F1=1×103N,阻力f=1×103N,故AB段有最大加速度(2)勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為解得(3)電動(dòng)車(chē)勻加速階段則后50m內(nèi)由動(dòng)能定理解得t2=10s故總時(shí)間為t=t1+t2=20s19.(1)3mg(2)0.2(3)3.5mgR【詳解】(1)小滑塊在光滑半圓軌道上運(yùn)動(dòng)只有重力做功,故機(jī)械能守恒,設(shè)小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得:在C點(diǎn),由牛頓第二定律得:聯(lián)立解得:根據(jù)牛頓第三定律,小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí),對(duì)圓軌道壓力的大?。?)小滑塊從B到D的過(guò)程中只有重力、摩擦力做功根據(jù)動(dòng)能定理得:解得:(3)根據(jù)題意,小滑塊恰好能通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)A,設(shè)小滑塊到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度為此時(shí)重力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律得:小滑塊從D到A的過(guò)程中只有重力、摩擦力做功根據(jù)動(dòng)能定理得:解得:20.(1)5m/s;(2)5m;(3)6N【詳解】(1)設(shè)滑塊從C點(diǎn)飛出時(shí)的速度為vC,因小滑塊恰好通過(guò)最高點(diǎn)C,在C點(diǎn)由重力提供向心力,則有代入數(shù)據(jù),解得(2)滑塊從C點(diǎn)水平拋出,做平拋運(yùn)動(dòng),則有聯(lián)立方程,解得(3)設(shè)滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為vB,則小滑塊從B點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理可得解得設(shè)滑塊在B點(diǎn)受軌道的支持力為FN,由牛頓第二定律可得解得根據(jù)牛頓第三定律可得,滑塊在B點(diǎn)對(duì)軌道的壓力為FN′=FN=6N21.(1);(2)0.1m或0.8m;(3)0.5J【詳解】(1)滑塊受到水平推力F、重力mg和支持力FN處于平衡,如圖所示:水平推力(2)設(shè)滑塊從高為h處下滑,到達(dá)斜面底端速度為v下滑過(guò)程,由機(jī)械能守恒有解得若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度小于傳送帶速度,則滑塊在帶上由于受到向右的滑動(dòng)摩擦力而做勻加速運(yùn)動(dòng);根據(jù)動(dòng)能定理有解得若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度大于傳送帶的速度,則滑塊由于受到向左的滑動(dòng)摩擦力而做勻減速運(yùn)動(dòng);根據(jù)動(dòng)能定理有解得(3)在第(2)問(wèn)中若滑塊滑上傳送帶時(shí)速度大于3m/s,則,滑塊滑上傳動(dòng)帶的速度設(shè)滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,滑塊在傳送帶上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間則t時(shí)間內(nèi)傳送帶的位移s=v0t=1.2
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