2019版高考物理一輪復(fù)習(xí)第6章機(jī)械能及其守恒定律23動(dòng)能定理及其應(yīng)用能力訓(xùn)練

1、23 動(dòng)能定理及其應(yīng)用1(2017廣東六校聯(lián)考)北京獲得2022年冬奧會(huì)舉辦權(quán)，冰壺是冬奧會(huì)的比賽項(xiàng)目。將一個(gè)冰壺以一定初速度推出后將運(yùn)動(dòng)一段距離停下來。換一個(gè)材料相同、質(zhì)量更大的冰壺，以相同的初速度推出后，冰壺運(yùn)動(dòng)的距離將()A不變 B變小C變大 D無法判斷答案A解析冰壺在冰面上以一定初速度被推出后，在滑動(dòng)摩擦力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有mgs0mv2，得s ，兩個(gè)冰壺的初速度相等，材料相同，故運(yùn)動(dòng)的位移大小相等，A正確。2(多選)光滑水平面上靜止的物體，受到一個(gè)水平拉力F作用開始運(yùn)動(dòng)，拉力隨時(shí)間變化如圖所示，用Ek、v、x、P分別表示物體的動(dòng)能、速度、位移和水平拉力的功率，下列

2、四個(gè)圖象中分別定性描述了這些物理量隨時(shí)間變化的情況，正確的是()答案BD解析由動(dòng)能定理，F(xiàn)xFat2Ek，圖象A錯(cuò)誤；在水平拉力F作用下，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，vat，圖象B正確；其位移xat2，圖象C錯(cuò)誤；水平拉力的功率PFvFat，圖象D正確。3(2017青島模擬)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(diǎn)，以大小恒定的初速度v0，在圓盤上沿與直徑PQ成不同夾角的方向開始滑動(dòng)，小物塊運(yùn)動(dòng)到圓盤另一邊緣時(shí)的速度大小為v，則v2cos圖象應(yīng)為()答案A解析設(shè)圓盤半徑為r，小物塊與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，由動(dòng)能定理可得，mg2rcosmv2mv，整理得v2v4grcos，可

3、知v2與cos為線性關(guān)系，斜率為負(fù)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。4(2017江西模擬)(多選)質(zhì)量為m的物塊在水平恒力F的推動(dòng)下，從山坡(粗糙)底部的A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B處。到達(dá)B處時(shí)物塊的速度大小為v，A、B之間的水平距離為s，重力加速度為g。不計(jì)空氣阻力，則物塊運(yùn)動(dòng)過程中()A重力所做的功是mghB合外力對物塊做的功是mv2C推力對物塊做的功是mv2mghD阻力對物塊做的功是mv2mghFs答案BD解析重力所做的功是WGmgh，A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，合外力對物塊做的功是W合WFmghWfmv2，B正確；WFmghWfmv2，C錯(cuò)誤；WFFsmghWfmv2，則Wfmghmv2F

4、s，D正確。5. (2017遼寧五校聯(lián)考)(多選)在某一粗糙的水平面上，一質(zhì)量為2 kg的物體在水平恒定拉力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，拉力逐漸減小，且當(dāng)拉力減小到零時(shí)，物體剛好停止運(yùn)動(dòng)，圖中給出了拉力隨位移變化的關(guān)系圖象。已知重力加速度g10 m/s2。根據(jù)以上信息能精確得出或估算得出的物理量有()A物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)B合外力對物體所做的功C物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度D物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間答案ABC解析物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F與滑動(dòng)摩擦力f相等，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.35，A正確；減速過程由動(dòng)能定理得WFWf0mv2，根據(jù)Fs圖象中圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積可以估算力F

5、做的功WF，而Wfmgs，由此可求得合外力對物體所做的功，及物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v，B、C正確；因?yàn)闇p速過程物體做變加速直線運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間無法求出，D錯(cuò)誤。6(多選)質(zhì)量為1 kg的物體靜止在水平粗糙的地面上，在一水平外力F的作用下運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示，外力F和物體克服摩擦力Ff做的功W與物體位移x的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10 m/s2。下列分析正確的是()A物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2B物體運(yùn)動(dòng)的位移為13 mC物體在前3 m運(yùn)動(dòng)過程中的加速度為3 m/s2Dx9 m時(shí)，物體的速度為3 m/s答案ACD解析由WfFfx對應(yīng)圖乙可知，物體與地面之間的滑動(dòng)摩擦力Ff2 N，由Ff

6、mg可得0.2，A正確；由WFFx對應(yīng)圖乙可知，前3 m內(nèi)，拉力F15 N,39 m內(nèi)拉力F22 N，物體在前3 m內(nèi)的加速度a13 m/s2，C正確；由動(dòng)能定理得WFFfxmv2解得：當(dāng)x9 m時(shí)，物體的速度為v3 m/s，D正確；物體的最大位移xm m13.5 m，B錯(cuò)誤。7(2017甘肅模擬)如圖甲所示，一質(zhì)量為4 kg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(yùn)動(dòng)，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(dòng)摩擦因數(shù)0.5，取g10 m/s2，則下列說法正確的是()A物體先做加速運(yùn)動(dòng)，推力撤去時(shí)開始做減速運(yùn)動(dòng)B物體在水平地面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是10

7、mC物體運(yùn)動(dòng)的最大速度為2 m/sD物體在運(yùn)動(dòng)中的加速度先變小后不變答案B解析當(dāng)推力小于摩擦力時(shí)物體就開始做減速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；由題圖乙中圖線與x軸所圍面積表示推力對物體做的功得，推力做的功W4100 J200 J，根據(jù)動(dòng)能定理有Wmgxm0，得xm10 m，B正確；當(dāng)推力與摩擦力平衡時(shí)，加速度為零，速度最大，由題圖乙得F10025x(N)，當(dāng)Fmg20 N時(shí)x3.2 m，由動(dòng)能定理得：xmgxmv，且 N60 N，解得物體運(yùn)動(dòng)的最大速度vm8 m/s，C錯(cuò)誤；物體運(yùn)動(dòng)中當(dāng)推力由100 N減小到20 N的過程中，加速度逐漸減小，當(dāng)推力由20 N減小到0的過程中，加速度又反向增大，此后加速度不變，

8、D錯(cuò)誤。8如圖甲所示，一半徑R1 m、圓心角等于143的豎直圓弧形光滑軌道，與斜面相切于B點(diǎn)，圓弧形軌道的最高點(diǎn)為M，斜面傾角37，t0時(shí)刻有一物塊沿斜面上滑，其在斜面上運(yùn)動(dòng)的速度變化規(guī)律如圖乙所示，若物塊恰能到達(dá)M點(diǎn)，取g10 m/s2，sin370.6，cos370.8，求：(1)物塊經(jīng)過M點(diǎn)的速度大??；(2)物塊經(jīng)過B點(diǎn)的速度大??；(3)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。答案(1) m/s(2) m/s(3)0.5解析(1)物塊恰能到達(dá)M點(diǎn)，則有mgm解得vM m/s。(2)物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理得mgR(1cos37)mvmv解得vB m/s。(3)由題圖乙可知，物塊在斜面上

9、運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度大小為a10 m/s2，方向沿斜面向下，由牛頓第二定律得mgsin37mgcos37ma解得0.5。9(2016四川高考)韓曉鵬是我國首位在冬奧會(huì)雪上項(xiàng)目奪冠的運(yùn)動(dòng)員。他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對他做功1900 J，他克服阻力做功100 J。韓曉鵬在此過程中()A動(dòng)能增加了1900 J B動(dòng)能增加了2000 JC重力勢能減小了1900 J D重力勢能減小了2000 J答案C解析根據(jù)動(dòng)能定理W合Ek可知，韓曉鵬在此過程中動(dòng)能增加了Ek1900 J100 J1800 J，A、B錯(cuò)誤；重力做正功，重力勢能減小了1900 J，C正確、D錯(cuò)

10、誤。10(2016全國卷)(多選)如圖所示，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，容器對它的支持力大小為N，則()Aa BaCN DN答案AC解析質(zhì)點(diǎn)P下滑到最低點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理得mgRWmv2，則速度v ，在最低點(diǎn)的向心加速度a，A正確、B錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得Nmgma，N，C正確、D錯(cuò)誤。11(2017安徽安慶聯(lián)考)(多選)如圖所示，光滑水平平臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，站在地面上的人用跨過定滑輪的繩子向右拉

11、動(dòng)物塊，不計(jì)繩和滑輪的質(zhì)量及滑輪的摩擦，且平臺(tái)邊緣離人手作用點(diǎn)的豎直高度始終為h。當(dāng)人以速度v從平臺(tái)的邊緣處向右勻速前進(jìn)位移x時(shí)，則()A在該過程中，物塊做加速運(yùn)動(dòng)B在該過程中，人對物塊做的功為C在該過程中，人對物塊做的功為mv2D人前進(jìn)x時(shí)，物塊的運(yùn)動(dòng)速率為答案ABD解析將人的速度沿繩子方向和垂直于繩子方向分解，沿繩子方向上的分速度等于物塊的速度，如圖所示，物塊的速度等于vcos，故隨著夾角的減小，物塊的速度增大，即物塊做加速運(yùn)動(dòng)，A正確；當(dāng)人從平臺(tái)的邊緣處向右勻速前進(jìn)x時(shí)，物塊的速度大小為vvcosv，D正確；根據(jù)動(dòng)能定理得人對物塊做的功為Wmv2，B正確、C錯(cuò)誤。12(2017洛陽檢測)

12、(多選)如圖所示，在傾角為的斜面上，輕質(zhì)彈簧一端與斜面底端固定，另一端與質(zhì)量為M的平板A連接，一個(gè)質(zhì)量為m的物體B靠在平板的右側(cè)，A、B與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。開始時(shí)用手按住物體B使彈簧處于壓縮狀態(tài)，現(xiàn)放手，使A和B一起沿斜面向上運(yùn)動(dòng)距離L時(shí)，A和B達(dá)到最大速度v。則以下說法正確的是()AA和B達(dá)到最大速度v時(shí)，彈簧是自然長度B若運(yùn)動(dòng)過程中A和B能夠分離，則A和B恰好分離時(shí)，二者加速度大小均為g(sincos)C從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過程中，彈簧對A所做的功等于Mv2MgLsinMgLcosD從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過程中，B受到的合力對它做的功等于mv2答案BD解析A和B達(dá)到最

13、大速度v時(shí)，A和B的加速度為零。對A、B整體：由平衡條件知kx(mM)gsin(mM)gcos，所以此時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)，A錯(cuò)誤；A和B恰好分離時(shí)，A、B間的彈力為0，A、B的加速度相同，對B受力分析，由牛頓第二定律知，mgsinmgcosma，得agsingcos，B正確；從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過程中，對A、B整體，根據(jù)動(dòng)能定理得W彈(mM)gLsin(mM)gcosL(mM)v2，所以彈簧對A所做的功W彈(mM)v2(mM)gLsin(mM)gcosL，C錯(cuò)誤；從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過程中，對于B，根據(jù)動(dòng)能定理得B受到的合力對它做的功W合Ekmv2，D正確。13(2016天

14、津高考)我國將于2022年舉辦冬奧會(huì)，跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一。如圖所示，質(zhì)量m60 kg的運(yùn)動(dòng)員從長直助滑道AB的A處由靜止開始以加速度a3.6 m/s2勻加速滑下，到達(dá)助滑道末端B時(shí)速度vB24 m/s，A與B的豎直高度差H48 m。為了改變運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向，在助滑道與起跳臺(tái)之間用一段彎曲滑道銜接，其中最低點(diǎn)C處附近是一段以O(shè)為圓心的圓弧。助滑道末端B與滑道最低點(diǎn)C的高度差h5 m，運(yùn)動(dòng)員在B、C間運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力做功W1530 J，取g10 m/s2。(1)求運(yùn)動(dòng)員在AB段下滑時(shí)受到阻力Ff的大??；(2)若運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點(diǎn)所在圓弧的半徑R至少應(yīng)為多大

15、。答案(1)144 N(2)12.5 m解析(1)運(yùn)動(dòng)員在AB段做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)AB的長度為x，則有v2ax由牛頓第二定律有mgFfma聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得Ff144 N。(2)設(shè)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為vC，在由B到達(dá)C的過程中，由動(dòng)能定理有mghWmvmv設(shè)運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)所受的支持力為FN，由牛頓第二定律有FNmgm由運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得R12.5 m。14(2014福建高考)如圖所示為某游樂場內(nèi)水上滑梯軌道示意圖，整個(gè)軌道在同一豎直平面內(nèi)，表面粗糙的AB段軌道與四分之一光滑圓弧軌道BC在B點(diǎn)水平相切。點(diǎn)A距水面的高度為H，圓弧軌道BC的半徑為R，圓心O恰在水面。一質(zhì)量為m的游客(視為質(zhì)點(diǎn))可從軌道AB的任意位置滑下，不計(jì)空氣阻力。(1)若游客從A點(diǎn)由靜止開始滑下，到B點(diǎn)時(shí)沿切線方向滑離軌道落在水面D點(diǎn)，OD2R，求游客滑到B點(diǎn)時(shí)的速度vB大小及運(yùn)動(dòng)過程軌道摩擦力對其所做的功Wf；(2)某游客從AB段某處滑下，恰好停在B點(diǎn)，又因受到微小擾動(dòng)