2020届高考物理一轮复习 第5章 机械能及其守恒定律 5 第二节 动能 动能定理随堂检测巩固落实

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2020届高考物理一轮复习 第5章 机械能及其守恒定律 5 第二节 动能 动能定理随堂检测巩固落实

‎5 第二节 动能 动能定理 ‎1.(多选)‎ 如图所示为一滑草场.某条滑道由上、下两段高均为h,与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成,滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ.质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑,经过上、下两段滑道后,最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).则(  )‎ A.动摩擦因数μ= B.载人滑草车最大速度为 C.载人滑草车克服摩擦力做功为mgh D.载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为g 解析:选AB.由题意根据动能定理有,2mgh-Wf=0,即2mgh-μmgcos 45°·-μmgcos 37°·=0,得动摩擦因数μ=,则A项正确;载人滑草车克服摩擦力做的功为Wf=2mgh,则C项错误;载人滑草车在上下两段的加速度分别为a1=g(sin 45°-μcos 45°)=g,a2=g(sin 37°-μcos 37°)=-g,则载人滑草车在上下两段滑道上分别做加速运动和减速运动,则在上段底端时达到最大速度v,由运动学公式有‎2a1=v2得,v= = ,故B项正确,D项错误.‎ ‎2.(多选)(2018·江苏六校联考)真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块,开始时滑块静止.若在滑块所在空间加一水平匀强电场E1,持续时间t后立刻换成与E1相反方向的匀强电场E2.又经过2t时间后,滑块恰好回到初始位置,且具有动能Ek.在上述过程中,E1对滑块的电场力做功为W1,t时刻滑块的速度大小为v1;E2对滑块的电场力做功为W2,3t时刻滑块的速度大小为v2.则(  )‎ A.2v1=v2         B.3v1=2v2‎ C.W1=,W2= D.W1=,W2= 3‎ 解析:选BD.由动能定理,W1=mv,W2=mv-mv,则Ek=W1+W2=mv,==,v1=a1t,v2=v1+a2·2t,联立解得3v1=2v2,W1=,W2=,选项B、D正确,A、C错误.‎ ‎3.‎ 如图,与水平面夹角θ=37°的斜面和半径R=‎0.4 m的光滑圆轨道相切于B点,且固定于竖直平面内.滑块从斜面上的A点由静止释放,经B点后沿圆轨道运动,通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零.已知滑块与斜面间动摩擦因数μ=0.25.(g取‎10 m/s2,sin 37°=0.6 cos 37°=0.8)求:‎ ‎(1)滑块在C点的速度大小vC;‎ ‎(2)滑块在B点的速度大小vB;‎ ‎(3)A、B两点间的高度差h.‎ 解析:本题考查圆周运动、机械能守恒、动能定理.‎ ‎(1)对C点:滑块竖直方向所受合力提供向心力 mg= ①‎ vC==‎2 m/s.‎ ‎(2)对B→C过程:滑块机械能守恒 mv=mv+mgR(1+cos 37°) ②‎ vB==‎4.29 m/s.‎ ‎(3)滑块在A→B的过程,利用动能定理:‎ mgh-mgμcos 37°·=mv-0 ③‎ 代入数据解得h=‎1.38 m.‎ 答案:见解析 ‎4.(2018·江苏六市高三调研)如图所示,左端带有挡板P的长木板质量为m,置于光滑水平面上,劲度系数很大的轻弹簧左端与P相连,弹簧处于原长时右端在O点,木板上表面O点右侧粗糙、左侧光滑.现将木板固定,质量也为m的小物块以速度v0从距O点L的A点向左运动,与弹簧碰撞后反弹,向右运动到B点静止,OB的距离为‎3L,已知重力加速度为g.‎ 3‎ ‎(1)求物块和木板间动摩擦因数μ及上述过程弹簧的最大弹性势能Ep.‎ ‎(2)解除对木板的固定,物块仍然从A点以初速度v0向左运动,由于弹簧劲度系数很大,物块与弹簧接触时间很短可以忽略不计,物块与弹簧碰撞,木板与物块交换速度.求:‎ ‎①物块从A点运动到刚接触弹簧经历的时间t;‎ ‎②物块最终离O点的距离x.‎ 解析:(1)研究物块从A点开始运动至B点的过程,由动能定理有-μmg·‎4L=0-mv 解得μ= 研究物块从弹簧压缩量最大处至B点的过程,由功能关系有-μmg·‎3L=0-Ep 解得Ep=mv.‎ ‎(2)①设物块在木板上运动的加速度大小为a1,则 μmg=ma1‎ 解得a1=μg(方向水平向右)‎ 设木板运动的加速度大小为a2,则μmg=ma2‎ 解得a2=μg(方向水平向左)‎ 由几何关系有v0t-a1t2-a2t2=L 解得t1=,t2=(舍去).‎ ‎②设物块刚接触弹簧时,物块和木板速度分别是v1、v2,则v1=v0-a1t1,v2=a2t1‎ 物块和木板碰撞交换速度后,在摩擦力作用下分别做加速和减速运动,设运动的时间为t、达到共同速度为v,则v=v2+a1t,v=v1-a2t 解得v1=v0,v2=v0,v= 上述过程由功能关系有 ‎-μmg(L+x)=(‎2m)v2-mv 解得x=L.‎ 答案:见解析 3‎
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