2020高中物理第四章机械能和能源第3-4节势能；动能动能定理3动能定理的简单应用同步练习2

2020高中物理第四章机械能和能源第3-4节势能；动能动能定理3动能定理的简单应用同步练习2

第3-4节 势能；动能 动能定理3 动能定理的简单应用 ‎（答题时间：30分钟）‎ ‎1. 一质量为‎30 kg的小孩从高度为‎2.0 m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为‎2.0 m/s。取g＝‎10 m/s2，关于力对小孩做的功，以下说法正确的是（ ）‎ A. 支持力做功50 J B. 阻力做功540 J C. 合外力做功60 J D. 重力做功500 J ‎2. 如图所示，有一个足够长的斜坡，倾角为α＝30º。一个小孩在做游戏时，从该斜坡顶端将一足球沿水平方向水平踢出去，已知足球被踢出时的初动能为9J，则该足球第一次落在斜坡上时的动能为（ ）‎ A. 12J B. 21J C. 27J D. 36J ‎3. 如图所示，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率v1匀速向右运动。一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左的速率v2（v2 > v1）滑上传送带，最终滑块又返回至传送带的右端。就上述过程，下列判断正确的为（ ）‎ A. 滑块返回传送带右端的速率为v1‎ B. 此过程中传送带对滑块做功为 C. 此过程中电动机对传送带做功为2mv 6‎ D. 此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为 ‎4. 如图所示，质量为m的滑块从 h高处的a点沿圆弧轨道ab滑入水平轨道bc，滑块与轨道的动摩擦因数相同。滑块在a、c两点时的速度大小均为v，ab弧长与bc长度相等。空气阻力不计，则滑块从a到c的运动过程中（ ）‎ A. 滑块的动能始终保持不变 B. 滑块在bc过程克服阻力做的功一定等于mgh/2‎ C. 滑块经b点时的速度大于 D. 滑块经b点时的速度等于 ‎ ‎5. 如图所示，某物体自空间O点以水平初速度v0抛出，落在地面上的A点，其轨迹为一抛物线。现仿此抛物线制作一个光滑滑道并固定在与OA完全重合的位置上，然后将此物体从O点由静止释放，受微小扰动而沿此滑道滑下，在下滑过程中物体未脱离滑道。P为滑道上一点，OP连线与竖直方向成45º角，则此物体（ ）‎ A. 由O运动到P点的时间为 B. 物体经过P点时，速度的水平分量为 ‎ C. 物体经过P点时，速度的竖直分量为 D. 物体经过P点时的速度大小为v0‎ ‎6. 已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为t＝0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1>v2），已知传送带的速度保持不变（g取‎10 m/s2），则（ ）‎ 6‎ ‎ 图a 图b A. 0～t1内，物块对传送带做正功 B. 物块与传送带间的动摩擦因数为μ，μ，故C正确，D错误。故选C。‎ ‎5. B 解析：竖直分位移与水平分位移大小相等，有v0t＝gt2，，竖直方向上的分速度vy＝gt＝2v0。设瞬时速度方向与水平方向成θ角，则tanθ＝＝2，从O到P做平抛运动的时间为，则沿轨道运动时，时间不为，故A错误；若从O点由静止释放，沿此滑道滑下，运动到P点，设OP竖直高度为h，根据动能定理得：mv2＝mgh；而平抛运动时vy2＝2gh；解得：v＝2v0，故D错误；物体经过P点时，速度的水平分量为vx＝vcosθ＝2v0＝，故B正确，C错误。故选B。‎ ‎6. D 解析：分析题图b可知，传送带沿斜面向上运动；0～t1内，物块沿斜面向下运动，物块受到的摩擦力沿斜面向上，故传送带受到的摩擦力沿斜面向下，物块对传送带做负功，选项A错误；0～t1内，物块沿斜面向下减速运动，故物块加速度沿斜面向上，即μmgcosθ>mgsinθ，故μ>tanθ，选项B错误；0～t2内，传送带对物块做的功W加上物块重力做的功WG等于物块动能的增加量，即，根据v－t图象的“面积”法求位移可知，WG≠0，选项C错误；设0～t1内物块的位移大小为s1，t1～t2内物块的位移大小为s2，全过程物块与传送带之间有相对滑动，物块受到的摩擦力f大小恒定，系统的一部分机械能会通过“摩擦生热”转化为热量即内能，其大小Q＝，对0～t1内和t1～t2内的物块运用动能定理，有－（f－mgsinθ）s1＝0－mv，（f－mgsinθ）s2＝mv，即f（s1＋s2）＝mv＋mv＋mgsinθ（s1＋s2）>mv－mv，因>s1＋s2，故Q＝> f（s1＋s2）>mv－mv，选项D正确。‎ ‎7. 解：（1）小滑块恰能通过圆形轨道最高点的速度为v，由牛顿第二定律得：‎ ‎ ①‎ 6‎ 从B到最高点小滑块机械能守恒有： ②‎ 从A到B由动能定理得： ③‎ 由①②③解得A点的速度为：。‎ ‎（2）若小滑块刚好停在C处，从A到C由动能定理得：‎ ‎ ‎ 解得A点的速度为 若小滑块停在BC段，应满足‎5m/s≤vA≤‎6m/s 若小滑块能通过C点并恰好越过陷阱，利用平抛运动则有：‎ 竖直方向： ‎ 水平方向： ‎ 从A到C由动能定理得： ‎ 解得：‎ 所以初速度的范围为：‎5m/s≤vA≤‎6m/s和vA≥。‎ ‎8. 解：（1）滑板爱好者在圆形轨道AB间运动的过程中，机械能守恒 解得：vB＝‎4m/s 滑板爱好者在BC之间做平抛运动，在C点：竖直方向的分速度：‎ 由vcy＝gt，解得平抛运动的时间：t＝0.3s。‎ ‎（2）在C点，由平抛运动的规律可知： ‎ 滑板爱好者在斜面上运动的过程中，由动能定理可得：‎ 解得：vD＝‎7m/s。‎ 6‎