专题5-2+动能和动能定理（押题专练）-2018年高考物理一轮复习精品资料

专题5-2+动能和动能定理（押题专练）-2018年高考物理一轮复习精品资料

专题5.2+动能和动能定理 ‎1．在地面上某处将一金属小球竖直向上拋出，上升一定高度后再落回原处，若不考虑空气阻力，则下列图象能正确反映小球的速度、加速度、位移和动能随时间变化关系的是(取向上为正方向)(　　)‎ 答案：A 2． 如图所示，长为L的木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块，现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中，下列说法不正确的是(　　)‎ A．木板对小物块做功为mv2‎ B．摩擦力对小物块做功为mgLsin α C．支持力对小物块做功为mgLsin α D．滑动摩擦力对小物块做功为mv2－mgLsin α 解析：在抬高A端的过程中，小物块受到的摩擦力为静摩擦力，其方向和小物块的运动方向时刻垂直，故在抬高阶段，摩擦力并不做功，这样在抬高小物块的过程中，‎ 由动能定理得WFN＋WG＝0，即WFN－mgLsin α＝0，所以WFN＝mgLsin α.在小物块下滑的过程中，支持力不做功，滑动摩擦力和重力做功，由动能定理得：WG＋Wf＝mv2，即Wf＝mv2－mgLsin α，B错误，C、D正确；在整个过程中，设木板对小物块做的功为W，对小物块在整个过程由动能定理得W＝mv2，A正确．‎ 答案：B 2． 如图所示，在竖直平面内有一“V”形槽，其底部BC是一段圆弧，两侧都与光滑斜槽相切，相切处B、C位于同一水平面上．一小物体从右侧斜槽上距BC平面高度为2h的A处由静止开始下滑，经圆弧槽再滑上左侧斜槽，最高能到达距BC所在水平面高度为h的D处，接着小物体再向下滑回，若不考虑空气阻力，则(　　)‎ A．小物体恰好滑回到B处时速度为零 B．小物体尚未滑回到B处时速度已变为零 C．小物体能滑回到B处之上，但最高点要比D处低 D．小物体最终一定会停止在圆弧槽的最低点 答案：C 3． 某物体同时受到两个在同一直线上的力F1、F2的作用，由静止开始做直线运动，力F1、F2与位移x的关系图象如图所示，在物体开始运动后的前4.0 m内，物体具有最大动能时对应的位移是(　　) ‎ A．2.0 m　　　　　　 B．1.0 m C．3.0 m D．4.0 m 解析：由图知x＝2.0 m时，F合＝0，此前F合做正功而此后F合做负功，故x＝2.0 m时动能最大．‎ 答案：A 2． 如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是(　　)‎ A．mgh－mv2 B.mv2－mgh C．－mgh D．－ 答案：A ‎6．光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静止开始滚下，抵达光滑的水平面上的B点时速率为v0.光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的阻挡条，如图所示，小球越过n条阻挡条后停下来．若让小球从2h高处以初速度v0滚下，则小球能越过阻挡条的条数为(设小球每次越过阻挡条时损失的动能相等)(　　)‎ A．n　　　　　　　　　B．2n C．3n D．4n 答案：C ‎7．将3个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了3个不同的三角形，如图所示，其中1和2底边相同，2和3高度相同．现将一个可以视为质点的物块分别从3个木板的顶端由静止释放，并沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均为μ.在这3个过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．沿着1和2下滑到底端时，物块的速度大小不同；沿着2和3下滑到底端时，物块的速度大小相同 B．沿着1下滑到底端时，物块的速度最大 C．物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的 D．物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的 解析：如图所示，设木板的倾角为θ，对应的水平位移为x，则物块沿木板下滑到底端时克服摩擦力做的功Wf＝μmgcos θ·＝μmgx，与倾角θ无关．由功能关系知，产生的热量关系为Q1＝Q2h2，所以v1>v2.对木板2、3而言，x2v3，故A错误，B正确．‎ 答案：BCD 8． 如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡(粗糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g.下列说法正确的是(　　)‎ A．小车克服重力所做的功是mgh B．合外力对小车做的功是mv2‎ C．推力对小车做的功是mv2＋mgh D．阻力对小车做的功是mv2＋mgh－Fx 答案：ABD ‎9．如图所示，固定在地面上的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图．斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r.现将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦．则在各小球运动的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．球1的机械能守恒 B．球6在OA段机械能增大 C．球6的水平射程最小 D．六个球落地点各不相同 答案：BC ‎10．如图所示，QB段是半径为R＝1 m的光滑圆弧轨道，AQ段是长度为L＝1 m的粗糙水平轨道，两轨道相切于Q点，Q在圆心O的正下方，整个轨道位于同一竖直平面内．物块P的质量m＝1 kg(可视为质点)，P与AQ间的动摩擦因数μ＝0.1，若物块P以速度v0从A点滑上水平轨道，到C点又返回A点时恰好静止(取g＝10 m/s2)．求：‎ ‎(1)v0的大小；‎ ‎(2)物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力．‎ 解析：(1)物块P从A到C又返回A的过程中，由动能定理有－μmg·2L＝0－mv，‎ 解得v0＝＝2 m/s.‎ ‎(2)设物块P第一次刚通过Q点时的速度为v，在Q点轨道对物块P的支持力为FN，‎ 由动能定理和牛顿第二定律有 ‎－μmgL＝mv2－mv，‎ FN－mg＝m，‎ 解得FN＝12 N.‎ 由牛顿第三定律可知，物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力大小为12 N，方向竖直向下．‎ 答案：(1)2 m/s　(2)12 N，方向竖直向下 ‎11．由相同材料的木板搭成的轨道如图所示，其中木板AB、BC、CD、DE、EF……长均为L＝1.5 m，木板OA和其他木板与水平地面的夹角都为β＝37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，一个可看成质点的物体在木板OA上从图中离地高度h＝1.8 m处由静止释放，物体与木板的动摩擦因数都为μ＝0.2，在两木板交接处都用小曲面相连，使物体能顺利地经过，既不损失动能，也不会脱离轨道．在运动过程中，重力加速度g取10 m/s2，问：‎ ‎(1)若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体能否静止在斜面上？物体从O运动到A所用时间是多少？‎ ‎(2)物体运动的总路程是多少？‎ ‎(3)物体最终停在何处？并作出解释．‎ ‎(2)从物体开始运动到最终停下的过程中，设总路程为s，由动能定理得：mgh－μmgscos 37°＝0－0，‎ 代入数据解得：s＝11.25 m.‎ ‎(3)假设物体能依次到达B点、D点，由动能定理有 mg(h－Lsin 37°)－μmgcos 37°＝mv－0，‎ 解得vB≈1.9 m/s＞0.‎ mg(h－Lsin 37°)－μmgcos 37°＝mv－0，‎ 发现无解．‎ 说明物体能通过B点，到不了D点，最终停在C点．‎ 答案：(1)不能静止在斜面上　 1.17 s　(2)11.25 m　 (3)停在C点，理由见解析 ‎12.在赛车场上，为了安全起见，车道外围都固定上废旧轮胎作为围栏，当车碰撞围栏时起缓冲器作用。在一次模拟实验中用弹簧来代替废旧轮胎，实验情景如图6所示，水平放置的轻弹簧左侧固定于墙上，处于自然状态，开始赛车在A处且处于静止状态，距弹簧自由端的距离为L1＝1 m。当赛车启动时，产生水平向左的恒为F＝24 N的牵引力使赛车向左匀加速前进，当赛车接触弹簧的瞬间立即关闭发动机，赛车继续压缩弹簧，最后被弹回到B处停下。已知赛车的质量为m＝2 kg，A、B之间的距离为L2＝3 m，赛车被弹回的过程中离开弹簧时的速度大小为v＝4 m/s，水平向右。g取10 m/s2。求：‎ 图6‎ ‎(1)赛车和地面间的动摩擦因数；‎ ‎(2)弹簧被压缩的最大距离。‎ 答案　(1)0.2　(2)0.5 m ‎13.如图7所示，QB段是半径为R＝1 m的光滑圆弧轨道，AQ段是长度为L＝1 m的粗糙水平轨道，两轨道相切于Q点，Q在圆心O的正下方，整个轨道位于同一竖直平面内。物块P的质量m＝1 kg(可视为质点)，P与AQ间的动摩擦因数μ＝0.1，若物块P以速度v0从A点滑上水平轨道，到C点又返回A点时恰好静止。(取g＝10 m/s2)求：‎ 图7‎ ‎(1)v0的大小；‎ ‎(2)物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力。‎ 答案　(1)2 m/s　(2)12 N，方向竖直向下 ‎14.A、B两个木块叠放在竖直轻弹簧上，如图9所示，已知mA＝mB＝1 kg，轻弹簧的劲度系数为100 N/m。若在木块A上作用一个竖直向上的力F，使木块A由静止开始以2 m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动。取g＝10 m/s2。‎ 图9‎ ‎(1)求使木块A竖直向上做匀加速运动的过程中，力F的最大值是多少？‎ ‎(2)若木块A竖直向上做匀加速运动，直到A、B分离的过程中，弹簧的弹性势能减少了1.28 J，则在这个过程中力F对木块做的功是多少？‎ 解析　(1)以A为研究对象，由牛顿第二定律可得F－mAg＋FBA＝mAa，所以当FBA＝0时，F最大，即Fmax＝mAg＋mAa＝12 N。‎ ‎(2)初始位置弹簧的压缩量为x1＝＝0.20 m A、B分离时，FAB＝0，以B为研究对象可得FN－mBg＝mBa，解得FN＝12 N 此时x2＝＝0.12 m A、B上升的高度Δx＝x1－x2＝0.08 m A、B的速度vA＝vB＝v＝＝ m/s 以A、B作为一个整体，由动能定理得 WF＋WN－(mA＋mB)gΔx＝(mA＋mB)v2‎ WN＝－ΔEp＝1.28 J 解得WF＝0.64 J。‎ 答案　(1)12 N　(2)0.64 J ‎15.如图10所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道，外圆ABCD光滑，内圆的上半部分B′C′D′粗糙，下半部分B′A′D′光滑。一质量为m＝0.2 kg的小球从外轨道的最低点A处以初速度v0向右运动，小球的直径略小于两圆的间距，小球运动的轨道半径R＝0.2 m，取g＝10 m/s2。‎ 图10‎ ‎(1)若要使小球始终紧贴着外圆做完整的圆周运动，初速度v0至少为多少？‎ ‎(2)若v0＝3 m/s，经过一段时间后小球到达最高点，内轨道对小球的支持力FC＝2 N，则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少？‎ ‎(3)若v0＝3.1 m/s，经过足够长的时间后，小球经过最低点A时受到的支持力为多少？小球在整个运动过程中减少的机械能是多少？‎ ‎(3)经足够长的时间后，小球在下半圆轨道内做往复运动。设小球经过最低点的速度为vA，受到的支持力为FA，则由动能定理可知 mgR＝mv 根据牛顿第二定律可得FA－mg＝ 代入数据解得：FA＝3mg＝6 N 设小球在整个运动过程中减少的机械能为ΔE，由功能关系有ΔE＝mv－mgR 代入数据解得：ΔE＝0.561 J 答案　(1) m/s　(2)0.1 J　(3)6 N　0.561 J ‎ ‎