高中高考物理总复习一轮复习题库第五章基础课2动能动能定理.doc

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1、高考试卷试题学习资料基础课2动能动能定理一、选择题(15题为单项选择题,69题为多项选择题)1(2015四川理综)在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出,不计空气阻力,则落在同一水平地面时的速度大小()A一样大 B水平抛的最大C斜向上抛的最大 D斜向下抛的最大解析由动能定理mghmvmv知,落地时速度v2的大小相等,故A正确。答案A2关于运动物体所受的合力、合力做的功、物体动能的变化,下列说法正确的是()A运动物体所受的合力不为零,合力必做功,物体的动能肯定要变化B运动物体所受的合力为零,则物体的动能肯定不变C运动物体的动能保持不变,则该物体所受合力一定为零D运动物

2、体所受合力不为零,则该物体一定做变速运动,其动能要变化解析关于运动物体所受的合力、合力做的功、物体动能的变化三者之间的关系有下列三个要点。(1)若运动物体所受合力为零,则合力不做功(或物体所受外力做功的代数和必为零),物体的动能绝对不会发生变化。(2)物体所受合力不为零,物体必做变速运动,但合力不一定做功,合力不做功,则物体动能不变化。(3)物体的动能不变,一方面表明物体所受的合力不做功;同时表明物体的速率不变(速度的方向可以不断改变,此时物体所受的合力只是用来改变速度方向,产生向心加速度,如匀速圆周运动)。根据上述三个要点不难判断,本题只有选项B是正确的。答案B3(2016西安质检)静止在粗

3、糙水平面上的物块在水平向右的拉力作用下做直线运动,t4 s时停下,其vt图象如图1所示,已知物块与水平面间的动摩擦因数处处相同,则下列判断正确的是()图1A整个过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功B整个过程中拉力做的功等于零Ct2 s时刻拉力的瞬时功率在整个过程中最大Dt1 s到t3 s这段时间内拉力不做功解析对物块运动的整个过程运用动能定理得WFWf0,即拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功,选项A正确,B错误;在01 s时间内,拉力恒定且大于摩擦力,物块做匀加速运动,速度增大,t1 s时,速度最大,拉力的瞬时功率最大;t2 s时,物块匀速运动,拉力等于摩擦力,所以t2 s时刻拉力的瞬时功

4、率不是最大的,选项C错误;t1 s到t3 s这段时间,物块匀速运动,拉力做正功,摩擦力做负功,合外力做功为零,选项D错误。答案A4质量为2 kg的物体以一定的初速度沿倾角为30的斜面向上滑行,在向上滑行的过程中,其动能随位移的变化关系如图2所示,则物体返回到出发点时的动能为(取g10 m/s2)()图2A34 J B56 J C92 J D196 J解析物体上滑的过程中重力与摩擦力都做负功,由动能定理得mgxsin 30Ff x0E0,下滑的过程中重力做正功,摩擦力做负功,得mgxsin 30Ff xE0,代入数据得E34 J,故选A。答案A5. (2015全国卷,17)如图3,一半径为R、粗

5、糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则()图3AWmgR,质点恰好可以到达Q点BWmgR,质点不能到达Q点CWmgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离DWmgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离解析根据动能定理得P点动能EkPmgR,经过N点时,由牛顿第二定律和向心力公式可得4mgmgm,所以N点动能为EkN,从P点到N点根据动能定理可得mgRWmgR,即克服摩擦力做功W。质点运动过

6、程,半径方向的合力提供向心力即FNmgcos mam,根据左右对称,在同一高度处,由于摩擦力做功导致在右边圆形轨道中的速度变小,轨道弹力变小,滑动摩擦力FfFN变小,所以摩擦力做功变小,那么从N到Q,根据动能定理,Q点动能EkQmgRWmgRW,由于W,所以Q点速度仍然没有减小到0,会继续向上运动一段距离,对照选项,C正确。答案C6关于动能定理的表达式WEk2Ek1,下列说法正确的是()A公式中的W为不包含重力的其他力做的总功B公式中的W为包含重力在内的所有力做的功,也可通过以下两种方式计算:先求每个力的功再求功的代数和或先求合外力再求合外力的功C公式中的Ek2Ek1为动能的增量,当W0时动能

7、增加,当W0时,动能减少D动能定理适用于直线运动,但不适用于曲线运动,适用于恒力做功,但不适用于变力做功解析公式中W指总功,求总功的方法有两种,先求每个力做的功再求功的代数和或先求合力再求合外力的功,故选项B正确,A错误;当W0时,末动能大于初动能,动能增加,当W0时,末动能小于初动能,动能减少,故C正确;动能定理不仅适用于直线运动,也适用于曲线运动,不仅适用于恒力做功,也适用于变力做功,故D错误。答案BC7(2016中山二模)在距水平地面10 m高处,以10 m/s的速度水平抛出一质量为1 kg的物体,已知物体落地时的速度为16 m/s,取g10 m/s2,则下列说法正确的是()A抛出时人对

8、物体做功为150 JB自抛出到落地,重力对物体做功为100 JC飞行过程中物体克服阻力做功22 JD物体自抛出到落地时间为 s解析根据动能定理,抛出时人对物体做的功W1mv50 J,选项A错误;自抛出到落地,重力对物体做功WGmgh100 J,选项B正确;根据动能定理有mghWfEk2Ek1,得物体克服阻力做的功Wfmghmvmv22 J,选项C正确;由于空气阻力的影响,物体不做平抛运动,竖直分运动不是自由落体运动,无法求解物体运动的时间,选项D错误。答案BC8如图4所示,AB为半径R0.50 m的四分之一圆弧轨道,B端距水平地面的高度h0.45 m。一质量m1.0 kg 的小滑块从圆弧道A端

9、由静止释放,到达轨道B端的速度v2.0 m/s。忽略空气的阻力。取g10 m/s2。则下列说法正确的是()图4A小滑块在圆弧轨道B端受到的支持力大小FN16 NB小滑块由A端到B端的过程中,克服摩擦力所做的功W3 JC小滑块的落地点与B点的水平距离x0.6 mD小滑块的落地点与B点的水平距离x0.3 m解析小滑块在B端时,根据牛顿第二定律有FNmgm,解得FN18 N,A错误;根据动能定理有mgRWmv2,解得WmgRmv23 J,B正确;小滑块从B点做平抛运动,水平方向上xvt,竖直方向上hgt2,解得xv0.6 m,C正确,D错误。答案BC9在倾角为30的斜面上,某人用平行于斜面的力把原来

10、静止于斜面上的质量为2 kg的物体沿斜面向下推了2 m的距离,并使物体获得1 m/s的速度,已知物体与斜面间的动摩擦因数为,g取10 m/s2,如图5所示,则在这个过程中()图5A人对物体做功21 JB合外力对物体做功1 JC物体克服摩擦力做功21 JD物体重力势能减小20 J解析根据动能定理可知,合外力对物体做的功等于物体动能的变化量,即W合mv221 J1 J,所以B项正确;物体克服摩擦力做功Wfmgxcos ,代入数据可得Wf20 J,所以C项错误;物体重力势能的减小量等于重力做的功WGmgxsin 20 J,D项正确;设人对物体做功为W,则应满足W人WGWfW合,代入数据可得W人1 J

11、,即人对物体做功1 J,A项错误。答案BD二、非选择题10(2016广州模拟)质量m1 kg的物体,在与物体初速度方向相同的水平拉力的作用下,沿水平面运动过程中动能位移的图线如图6所示。(g取10 m/s2)求:图6(1)物体的初速度; (2)物体和水平面间的动摩擦因数;(3)拉力F的大小。解析(1)由题图可知初动能为2 J,Ek0mv2 Jv02 m/s(2)在位移4 m处物体的动能为10 J,在位移8 m处物体的动能为零,这段过程中物体克服摩擦力做功设摩擦力为Ff,则Ffx2010 J10 JFf N2.5 N因Ffmg故0.25(3)物体从开始到移动4 m这段过程中,受拉力F和摩擦力Ff

12、 的作用,合力为FFf,根据动能定理有(FFf)x1Ek解得F4.5 N答案(1)2 m/s(2)0.25(3)4.5 N11(2016郑州质量预测)如图7所示,固定在水平地面上的工件,由AB和BD两部分组成。其中AB部分为光滑的圆弧,AOB37,圆弧的半径R0.5 m,圆心O点在B点正上方,BD部分水平,长度为l0.2 m,C为BD的中点。现有一质量m1 kg的物块(可视为质点),从A端由静止释放,恰好能运动到D点。为使物块运动到C点时速度为零,可先将BD部分以B为轴向上转动一锐角,求:图7(1)该锐角(假设物块经过B点时没有能量损失);(2)物块在BD板上运动的总路程。(g10 m/s2,

13、sin 370.6,cos 370.8)解析(1)设动摩擦因数为,当BD水平时,研究物块的运动,根据动能定理得W总Ek从A到D的过程中mgR(1cos 37)mgl0代入数据联立解得0.5当BD以B为轴向上转动一个锐角时,从A到C的过程中,根据动能定理mgR(1cos 37)mgsin FN0其中FNmgcos 联立解得37。(2)物块在C处速度减为零后,由于mgsin mgcos 物块将会下滑,而AB段光滑,故物块将做往复运动,直到停止在B点。根据能量守恒定律mgR(1cos 37)Q而摩擦产生的热量Qfs,fmgcos 代入数据解得,物块在BD板上的总路程s0.25 m。答案(1)37(2

14、)0.25 m12如图8所示,传送带A、B之间的距离为L3.2 m,与水平面间的夹角37,传送带沿顺时针方向转动,速度恒为v2 m/s,在上端A点无初速度地放置一个质量为m1 kg、大小可视为质点的金属块,它与传送带的动摩擦因数为0.5,金属块滑离传送带后,经过弯道,沿半径为R0.4 m的光滑圆轨道做圆周运动,刚好能通过最高点E。已知B、D两点的竖直高度差h0.5 m(g取10 m/s2)求:图8(1)金属块经过D点时的速度;(2)金属块在BCD弯道上克服摩擦力做的功。解析(1)金属块在E点时,mgm,解得vE2 m/s,在从D到E过程中由动能定理得mg2Rmvmv,解得vD2 m/s。(2)金属块刚刚放上传送带时,mgsin mgcos ma1,解得a110 m/s2,设经位移x1达到共同速度,则v22a1x1,解得x10.2 m3.2 m,继续加速过程中,mgsin mgcos ma2,解得a22 m/s2,由x2Lx13 m,vv22a2x2,解得vB4 m/s,在从B到D过程中由动能定理得mghWmvmv,解得W3 J。答案(1)2 m/s(2)3 J

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