（全國I卷）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 機械能 基礎(chǔ)課時13 動能定理及應(yīng)用.doc

基礎(chǔ)課時13動能定理及應(yīng)用一、單項選擇題1.(2016湖北襄陽一模)用豎直向上大小為30 n的力f，將2 kg的物體由沙坑表面靜止抬升1 m時撤去力f，經(jīng)一段時間后，物體落入沙坑，測得落入沙坑的深度為20 cm。若忽略空氣阻力，g取10 m/s2。則物體克服沙坑的阻力所做的功為() a.20 j b.24 j c.34 j d.54 j答案c2.質(zhì)量m2 kg的物體，在光滑水平面上以v16 m/s的速度勻速向西運動，若有一個f8 n方向向北的恒力作用于物體，在t2 s內(nèi)物體的動能增加了()a.28 j b.64 j c.32 j d.36 j解析由于力f與速度v1垂直，物體做曲線運動，其兩個分運動為向西的勻速運動和向北的勻加速直線運動，對勻加速運動：a4 m/s2，v2at8 m/s，2 s末物體的速度v10 m/s，2 s內(nèi)物體的動能增加了ekmv2mv64 j，故選項b正確。答案b3.如圖1所示，將一質(zhì)量為m的小球以一定的初速度自o點水平向右拋出，小球在運動過程中恰好通過a點，oa與豎直方向夾角為53，已知sin 370.6，cos 370.8，則小球拋出時的動能與到達a點時動能的比值為()圖1a. b. c. d.解析小球做平拋運動，則v0tgt2tan 53，vygt，vvv，可得，選項d正確。答案d4.如圖2所示，一質(zhì)量為m1 kg的小球(可視為質(zhì)點)從高h12 m處的a點由靜止沿光滑的圓弧軌道ab滑下，進入半徑為r4 m的豎直圓環(huán)軌道，圓環(huán)軌道的動摩擦因數(shù)處處相同，當(dāng)?shù)竭_圓環(huán)軌道的頂點c時，小球?qū)A環(huán)軌道的壓力恰好為零，小球繼續(xù)沿cfb滑下，進入光滑軌道bd，且到達高度為h的d點時速度為零，則h的值可能為(g取10 m/s2)()圖2a.8 m b.9 m c.10 m d.11 m解析小球在圓環(huán)軌道的最高點時速度vc2 m/s，設(shè)小球在bec段克服摩擦力做的功為w1，則w1mg(h2r)mv20 j，設(shè)小球在cfb段克服摩擦力做的功為w2，則0w2w1，從c點到d點有mg(h2r)w2mv，代入數(shù)據(jù)得8 mh10 m，b正確。答案b5.(2016山東濟南模擬)光滑斜面上有一個小球自高為h的a處由靜止開始滾下，到達光滑的水平面上的b點時速率為v0。光滑水平面上每隔相等的距離設(shè)置了一個與小球運動方向垂直的阻擋條，如圖3所示，小球越過n條阻擋條后停下來。若讓小球從2h高處以初速度v0滾下，則小球能越過阻擋條的條數(shù)為(設(shè)小球每次越過阻擋條時損失的動能相等)()圖3a.n b.2n c.3n d.4n解析設(shè)每條阻擋條對小球做的功為w，小球自高為h的a處由靜止開始滾下到b，由動能定理有mghmv，當(dāng)小球在水平面上滾動時，由動能定理有nw0mv；讓小球從2h高處以初速度v0滾下到停止，由動能定理有mg2hnw0mv，三式聯(lián)立解得n3n，所以選項c正確。答案c二、多項選擇題6.北京時間2015年8月6日，在喀山游泳世錦賽的男子100米自由泳決賽中，寧澤濤以47秒84的成績奪冠，奪取了亞洲在該項目上的首枚金牌。假設(shè)寧澤濤在發(fā)令槍響后，兩腳迅速蹬離起跑器，在向前加速的同時身體重心下降。如圖4所示，假設(shè)寧澤濤質(zhì)量為m，在起跳前進的距離s內(nèi)，重心下降的高度為h，獲得的速度大小為v，水的阻力做功為w阻，則在此過程中()圖4a.寧澤濤的機械能增加了mv2b.寧澤濤的機械能增加了mv2mghc.寧澤濤的重力做的功為w重mghd.寧澤濤自身做功w人mv2mghw阻解析寧澤濤的重心下降的高度為h，獲得的速度為v，則其機械能增加量為mv2mgh，選項a、b錯誤；寧澤濤自身做功和水的阻力做功之和等于機械能的增加量，w人w阻mv2mgh，故寧澤濤自身做功w人mv2mghw阻，選項d正確；寧澤濤的重心下降的高度為h，重力做正功，w重mgh，選項c正確。答案cd7.如圖5所示，斜面ab和水平面bc是由同一板材上截下的兩段，在b處用小圓弧連接。將小鐵塊(可視為質(zhì)點)從a處由靜止釋放后，它沿斜面向下滑行，進入平面，最終靜止于p處。若從該板材上再截下一段，擱置在a、p之間，構(gòu)成一個新的斜面，再將鐵塊放回a處，并輕推一下使之沿新斜面向下滑動。關(guān)于此情況下鐵塊的運動情況，下列描述正確的是()圖5a.鐵塊一定能夠到達p點b.鐵塊的初速度必須足夠大才能到達p點c.鐵塊能否到達p點與鐵塊質(zhì)量有關(guān)d.鐵塊能否到達p點與鐵塊質(zhì)量無關(guān)解析設(shè)a距離地面的高度為h，動摩擦因數(shù)為，對全過程運用動能定理有mghmgcos xabmgxbp0，得mghmg(xabcos xbp)0，而xabcos xbp，即h 0。鐵塊在新斜面上有mgsin mgcos ma，由sin cos 0，可知鐵塊在新斜面上做勻速運動，與鐵塊的質(zhì)量m無關(guān)，鐵塊一定能夠到達p點，選項a、d正確，b、c錯誤。答案ad三、非選擇題8.在賽車場上，為了安全起見，車道外圍都固定上廢舊輪胎作為圍欄，當(dāng)車碰撞圍欄時起緩沖器作用。在一次模擬實驗中用彈簧來代替廢舊輪胎，實驗情景如圖6所示，水平放置的輕彈簧左側(cè)固定于墻上，處于自然狀態(tài)，開始賽車在a處且處于靜止?fàn)顟B(tài)，距彈簧自由端的距離為l11 m。當(dāng)賽車啟動時，產(chǎn)生水平向左的恒為f24 n的牽引力使賽車向左勻加速前進，當(dāng)賽車接觸彈簧的瞬間立即關(guān)閉發(fā)動機，賽車?yán)^續(xù)壓縮彈簧，最后被彈回到b處停下。已知賽車的質(zhì)量為m2 kg，a、b之間的距離為l23 m，賽車被彈回的過程中離開彈簧時的速度大小為v4 m/s，水平向右。g取10 m/s2。求：圖6(1)賽車和地面間的動摩擦因數(shù)；(2)彈簧被壓縮的最大距離。解析(1)從賽車離開彈簧到b點靜止，由動能定理得mg(l1l2)0mv2解得0.2。(2)設(shè)彈簧被壓縮的最大距離為l，從賽車加速到離開彈簧，由動能定理得fl1mg(l12l)mv20解得l0.5 m。答案(1)0.2(2)0.5 m9.如圖7所示，qb段是半徑為r1 m的光滑圓弧軌道，aq段是長度為l1 m的粗糙水平軌道，兩軌道相切于q點，q在圓心o的正下方，整個軌道位于同一豎直平面內(nèi)。物塊p的質(zhì)量m1 kg(可視為質(zhì)點)，p與aq間的動摩擦因數(shù)0.1，若物塊p以速度v0從a點滑上水平軌道，到c點又返回a點時恰好靜止。(取g10 m/s2)求：圖7(1)v0的大??；(2)物塊p第一次剛通過q點時對圓弧軌道的壓力。解析(1)物塊p從a到c又返回a的過程中，由動能定理有：mg2l0mv解得v02 m/s(2)設(shè)物塊p第一次剛通過q點時的速度為v，在q點軌道對p的支持力為fn，由動能定理和牛頓第二定律有：mglmv2mvfnmgm解得：fn12 n由牛頓第三定律可知，物塊p第一次剛通過q點時對圓弧軌道的壓力大小為12 n，方向豎直向下。答案(1)2 m/s(2)12 n，方向豎直向下10.(2015山東理綜，23)如圖8甲所示，物塊與質(zhì)量為m的小球通過不可伸長的輕質(zhì)細繩跨過兩等高定滑輪連接。物塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置上，小球與右側(cè)滑輪的距離為l。開始時物塊和小球均靜止，將此時傳感裝置的示數(shù)記為初始值。現(xiàn)給小球施加一始終垂直于l段細繩的力，將小球緩慢拉起至細繩與豎直方向成60角，如圖乙所示，此時傳感裝置的示數(shù)為初始值的1.25倍；再將小球由靜止釋放，當(dāng)運動至最低位置時，傳感裝置的示數(shù)為初始值的0.6倍。不計滑輪的大小和摩擦，重力加速度的大小為g。求：圖8(1)物塊的質(zhì)量；(2)從釋放到運動至最低位置的過程中，小球克服空氣阻力所做的功。解析(1)設(shè)開始時細繩的拉力大小為t1，傳感裝置的初始值為f1，物塊質(zhì)量為m，由平衡條件得對小球，t1mg對物塊，f1t1mg當(dāng)細繩與豎直方向的夾角為60時，設(shè)細繩的拉力大小為t2，傳感裝置的示數(shù)為f2，據(jù)題意可知，f21.25f1，由平衡條件得對小球，t2mgcos 60對物塊，f2t2mg聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得m3m(2)設(shè)小球運動至最低位置時