2024-2025學(xué)年高中物理重點(diǎn)強(qiáng)化卷4動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律含解析粵教版必修2

PAGE6-重點(diǎn)強(qiáng)化卷(四)動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律(老師用書(shū)獨(dú)具)(時(shí)間：40分鐘分值：90分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，1～6為單選，7～10為多選)1．在同一位置以相同的速率把三個(gè)小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出，不計(jì)空氣阻力，則落在同一水平地面時(shí)的速度大小()A．一樣大 B．水平拋的最大C．斜向上拋的最大 D．斜向下拋的最大A[不計(jì)空氣阻力的拋體運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒．故以相同的速率向不同的方向拋出落至同一水平地面時(shí)，物體速度的大小相等．故只有選項(xiàng)A正確．]2．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(zhǎng)度也是R.一質(zhì)量為m的物體，與兩個(gè)軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ，當(dāng)它由軌道頂端A從靜止下滑時(shí)，恰好運(yùn)動(dòng)到C處停止，那么物體在AB段克服摩擦力做功為()A.eq\f(1,2)μmgR B．.eq\f(1,2)mgRC．mgR D．(1－μ)mgRD[設(shè)物體在AB段克服摩擦力所做的功為WAB，物體從A到C的全過(guò)程，依據(jù)動(dòng)能定理有mgR－WAB－μmgR＝0，所以有WAB＝mgR－μmgR＝(1－μ)mgR.]3.如圖所示，在水平面上的A點(diǎn)有一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)能為()A.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋mgHB.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋mghC．mgH－mghD.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋mg(H－h(huán))B[物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能守恒，由mgh＝Ek－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)得，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能Ek＝mgh＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，故選項(xiàng)B正確．]4．如圖所示，木板長(zhǎng)為l，木板的A端放一質(zhì)量為m的小物體，物體與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.起先時(shí)木板水平，在繞O點(diǎn)緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度θ的過(guò)程中，若物體始終保持與板相對(duì)靜止．對(duì)于這個(gè)過(guò)程中各力做功的狀況，下列說(shuō)法中正確的是()A．摩擦力對(duì)物體所做的功為mglsinθ(1－cosθ)B．彈力對(duì)物體所做的功為mglsinθcosθC．木板對(duì)物體所做的功為mglsinθD．合力對(duì)物體所做的功為mglcosθC[重力是恒力，可干脆用功的計(jì)算公式，則WG＝－mgh；摩擦力雖是變力，但因摩擦力方向上物體沒(méi)有發(fā)生位移，所以Wf＝0；因木塊緩慢運(yùn)動(dòng)，所以合力F合＝0，則W合＝0；因支持力FN為變力，不能干脆用公式求它做的功，由動(dòng)能定理W合＝ΔEk知，WG＋WN＝0，所以WN＝－WG＝mgh＝mglsinθ.]5．質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面對(duì)左起先運(yùn)動(dòng)，起始點(diǎn)A與一輕彈簧O端相距s，如圖所示，已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體與彈簧相碰后，彈簧的最大壓縮量為x，則從起先碰撞到彈簧被壓縮至最短，物體克服彈簧彈力所做的功為()A.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmg(s＋x) B．.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmgxC．μmgs D．μmg(s＋x)A[由動(dòng)能定理得－W－μmg(s＋x)＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，故物體克服彈簧彈力做功W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmg(s＋x)，A正確．]6．如圖所示，一根全長(zhǎng)為l、粗細(xì)勻稱(chēng)的鐵鏈，對(duì)稱(chēng)地掛在光滑的小滑輪上，當(dāng)受到稍微的擾動(dòng)，求鐵鏈脫離滑輪瞬間速度的大小()A.eq\r(gl) B．.eq\f(\r(2gl),2)C.eq\r(2gl) D.eq\r(\f(gl,2))B[設(shè)鐵鏈的質(zhì)量為2m，依據(jù)機(jī)械能守恒定律得mg·eq\f(l,2)＝eq\f(1,2)·2mv2，所以v＝eq\f(\r(2gl),2)，只有選項(xiàng)B正確．]7．質(zhì)量為m的物體，從靜止起先以a＝eq\f(1,2)g的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)h米，下列說(shuō)法中正確的是()A．物體的動(dòng)能增加了eq\f(1,2)mghB．物體的動(dòng)能削減了eq\f(1,2)mghC．物體的勢(shì)能削減了eq\f(1,2)mghD．物體的勢(shì)能削減了mghAD[物體的合力為ma＝eq\f(1,2)mg，向下運(yùn)動(dòng)h米時(shí)合力做功eq\f(1,2)mgh，依據(jù)動(dòng)能定理可知物體的動(dòng)能增加了eq\f(1,2)mgh，A對(duì)，B錯(cuò)；向下運(yùn)動(dòng)h米過(guò)程中重力做功mgh，物體的勢(shì)能削減了mgh，D對(duì)．]8.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體以某一速度從A點(diǎn)沖上傾角為30°的光滑斜面，這個(gè)物體在斜面上上升的最大高度為h，則在此過(guò)程中()A．物體的重力勢(shì)能增加了mghB．物體的機(jī)械能削減了mghC．物體的動(dòng)能削減了mghD．物體的機(jī)械能不守恒AC[物體在斜面上上升的最大高度為h，重力對(duì)物體做負(fù)功W＝－mgh，物體的重力勢(shì)能增加了mgh，故A正確；物體在上升過(guò)程中，只有重力做功，重力勢(shì)能與動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒，故B、D均錯(cuò)誤；由于物體所受的支持力不做功，只有重力做功，所以合力做功為－mgh，由動(dòng)能定理可知，物體的動(dòng)能削減了mgh，故C正確．]9．由光滑細(xì)管組成的軌道如圖所示，其中AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi)．一質(zhì)量為m的小球，從距離水平地面高為H的管口D處?kù)o止釋放，最終能夠從A端水平拋出落到地面上．下列說(shuō)法正確的是()A．小球落到地面時(shí)相對(duì)于A點(diǎn)的水平位移值為2eq\r(RH－2R2)B．小球落到地面時(shí)相對(duì)于A點(diǎn)的水平位移值為2eq\r(2RH－4R2)C．小球能從細(xì)管A端水平拋出的條件是H＞2RD．小球能從細(xì)管A端水平拋出的最小高度Hmin＝eq\f(5,2)RBC[要使小球從A點(diǎn)水平拋出，則小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度v＞0，依據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgH－mg·2R＝eq\f(1,2)mv2，所以H＞2R，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；小球從A點(diǎn)水平拋出時(shí)的速度v＝eq\r(2gH－4gR)，小球離開(kāi)A點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，則有2R＝eq\f(1,2)gt2，水平位移s＝vt，聯(lián)立以上各式可得水平位移x＝2eq\r(2RH－4R2)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確．]10．如圖甲所示，質(zhì)量m＝2kg的物體以100J的初動(dòng)能在粗糙的水平地面上滑行，其動(dòng)能Ek隨位移s改變的關(guān)系圖象如圖乙所示，則下列推斷中正確的是()甲乙A．物體運(yùn)動(dòng)的總位移大小為10mB．物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為10m/s2C．物體運(yùn)動(dòng)的初速度大小為10m/sD．物體所受的摩擦力大小為10NACD[由圖象可知，物體運(yùn)動(dòng)的總位移為10m，依據(jù)動(dòng)能定理得－fs＝0－Ek0，解得f＝eq\f(Ek0,s)＝eq\f(100,10)N＝10N，故A、D正確．依據(jù)牛頓其次定律得，物體的加速度大小為a＝eq\f(f,m)＝eq\f(10,2)m/s2＝5m/s2，故B錯(cuò)誤．由Ek0＝eq\f(1,2)mv2得v＝eq\r(\f(2Ek0,m))＝eq\r(\f(2×100,2))m/s＝10m/s，故C正確．]二、非選擇題(本題共2小題，共30分)11．(14分)右端連有光滑弧形槽的水平桌面AB長(zhǎng)L＝1.5m，如圖所示．將一個(gè)質(zhì)量為m＝0.5kg的木塊在F＝1.5N的水平拉力作用下，從桌面上的A端由靜止起先向右運(yùn)動(dòng)，木塊到達(dá)B端時(shí)撤去拉力F，木塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，g取10m/s2.求：(1)木塊沿弧形槽上升的最大高度；(2)木塊沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑動(dòng)的最大距離．[解析](1)設(shè)木塊沿弧形槽上升的最大高度為h，由動(dòng)能定理知(F－μmg)L－mgh＝0得h＝eq\f(F－μmgL,mg)＝eq\f(1.5－0.2×0.5×10×1.5,0.5×10)m＝0.15m.(2)設(shè)木塊滑回B端后，在水平桌面上滑動(dòng)的最大距離為s，由動(dòng)能定理知mgh－μmgs＝0得s＝eq\f(h,μ)＝0.75m.[答案](1)0.15m(2)0.75m12．(16分)為了探討過(guò)山車(chē)的原理，某愛(ài)好小組提出了下列設(shè)想：取一個(gè)與水平方向夾角為37°、長(zhǎng)為L(zhǎng)＝2.0m的粗糙傾斜軌道AB，通過(guò)水平軌道BC與半徑為R＝0.2m的豎直圓軌道相連，出口為水平軌道DE，整個(gè)軌道除AB段以外都是光滑的．其中AB與BC軌道以微小圓弧相接，如圖所示．一個(gè)質(zhì)量m＝1kg的小物塊以初速度v0＝5.0m/s從A點(diǎn)沿傾斜軌道滑下，小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度vC＝4.0m/s.取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)求小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道壓力的大小；(2)求小物塊從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力所做的功；(3)為了使小物塊不離開(kāi)軌道，并從軌道DE滑出，求豎直圓軌道的半徑應(yīng)滿(mǎn)意什么條件？[解析](1)設(shè)小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)受到圓軌道的支持力大小為N，依據(jù)牛頓其次定律有N－mg＝meq\f(v\o\al(2,C),R)解得N＝90N依據(jù)牛頓第三定律，小物塊對(duì)圓軌道壓力的大小為90N.(2)由于水平軌道BC光滑，無(wú)摩擦力做功，所以可將探討小物塊從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)化為探討從A到C的過(guò)程．物塊從A到C的過(guò)程中，依據(jù)動(dòng)能定理有mgLsin37°＋Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)解得Wf＝－16.5J.(