2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)15 動(dòng)能定理（含解析）

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)15 動(dòng)能定理（含解析） 一、單項(xiàng)選擇題 1．A、B兩物體在光滑水平面上，分別在相同的水平恒力F作用下，由靜止開始通過相同的位移l.若A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，則在這一過程中(　　) A．A獲得動(dòng)能較大 B．B獲得動(dòng)能較大 C．A、B獲得動(dòng)能一樣大 D．無法比較A、B獲得動(dòng)能大小 解析：由動(dòng)能定理可知恒力F做功W＝Fl＝mv2－0，因?yàn)镕、l相同，所以A、B的動(dòng)能變化相同，C正確． 答案：C 2．物體沿直線運(yùn)動(dòng)的v－t關(guān)系如圖所示，已知在第1 s內(nèi)合力對物體做的功為W，則(　　) A．從第1 s末到第3 s末合力做功為4W B．從第3

2、s末到第5 s末合力做功為－2W C．從第5 s末到第7 s末合力做功為W D．從第3 s末到第4 s末合力做功為0.75W 解析：由題圖知，第1 s末速度、第3 s末速度、第7 s末速度大小關(guān)系v1＝v3＝v7，由題知W＝mv－0，則由動(dòng)能定理知第1 s末到第3 s末合力做功W2＝mv－mv＝0，A錯(cuò)誤；第3 s末到第5 s末合力做功W3＝0－mv＝－W，B錯(cuò)誤；第5 s末到第7 s末合力做功W4＝mv－0＝W，C正確；第3 s末到第4 s末合力做功W5＝mv－mv，因v4＝v3，所以W5＝－0.75W，D錯(cuò)誤． 答案：C 3．如圖所示，木塊A放在木板B的左上端，用恒力F將A拉

3、至B的右端，第1次將B固定在地面上，木塊A獲得的動(dòng)能為Ek；第2次可以讓B在光滑的地面上自由的滑動(dòng)，木塊A獲得的動(dòng)能為E′k.比較兩次木塊A獲得的動(dòng)能，則(　　) A．EkE′k D．無法確定 解析：第1次合力對木塊A做功為W1＝(F－Ff)L；第2次，設(shè)木板B相對地面的位移為x，則木塊A相對地面的位移為(L＋x)，故合力第二次對木塊A做功為W＝(F－Ff)(L＋x)．對比前后兩次做功，答案應(yīng)選A. 答案：A 4．[改編題]如圖所示，BC是豎直面內(nèi)的四分之一圓弧形光滑軌道，下端C與水平直軌道相切．一個(gè)小物塊從B點(diǎn)正上方R處的A點(diǎn)處由靜止釋放，

4、從B點(diǎn)剛好進(jìn)入圓弧形光滑軌道下滑，已知圓弧形軌道半徑為R＝0.2 m，小物塊的質(zhì)量為m＝0.1 kg，小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，取g＝10 m/s2.小物塊在水平面上滑動(dòng)的最大距離是(　　) A．0.1 m　　B．0.2 m　　C．0.6 m　　D．0.8 m 解析：本題考查了多過程中動(dòng)能定理的應(yīng)用．設(shè)小物塊在水平面上滑動(dòng)的最大距離為x，由動(dòng)能定理得：mg·2R－μmgx＝0，x＝＝0.8 m，選項(xiàng)D正確． 答案：D 5．如圖所示，一傾角為45°的粗糙斜面與粗糙水平軌道平滑對接，有一質(zhì)量為m的物體由斜面的A點(diǎn)靜止滑下，物體與斜面和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同．已知A距離地面

5、的高度為4 m，當(dāng)物體滑至水平地面的C點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，且BC距離為4 m．若將BC水平軌道抬起，與水平面間夾角為30°，其他條件不變，則物體能沿BD斜面上升的最大高度為(　　) A．(8－4) m B．(8－2) m C. m D．8 m 解析：由A點(diǎn)到C點(diǎn)，利用動(dòng)能定理可得mgh－WFf＝0，解得μ＝0.5，設(shè)沿BD斜面上升的最大高度為h′，則由動(dòng)能定理可得mg(h－h(huán)′)－μmgcos45°×h－μmgcos30°×2h′＝0，解得h′＝(8－4) m. 答案：A 二、多項(xiàng)選擇題 6．某科技創(chuàng)新小組設(shè)計(jì)制作出一種全自動(dòng)升降機(jī)模型，用電動(dòng)機(jī)通過鋼絲繩拉著質(zhì)量為m的升降機(jī)由靜止開

6、始勻加速上升，當(dāng)升降機(jī)的速度為v1時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率達(dá)到最大值P，以后電動(dòng)機(jī)保持該功率不變，直到升降機(jī)以最大速度v2勻速上升為止．整個(gè)過程中忽略一切阻力和鋼絲繩的質(zhì)量，重力加速度為g，則下列說法正確的是(　　) A．鋼絲繩的最大拉力為 B．升降機(jī)的最大速度v2＝ C．鋼絲繩的拉力對升降機(jī)所做的功等于升降機(jī)克服升降機(jī)重力所做的功 D．升降機(jī)速度由v1增大至v2的過程中，鋼絲繩的拉力不斷減小 解析：當(dāng)升降機(jī)的速度為v1前，鋼絲繩的拉力最大且為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)鋼絲繩的拉力F＝mg時(shí)升降機(jī)的速度達(dá)到最大，v2＝＝，選項(xiàng)B正確；根據(jù)動(dòng)能定理有WF－WG＝mv－mv，由于v2>v1，所以WF≠WG

7、，即選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由P＝Fv知，P不變時(shí)F隨v的增大而減小，選項(xiàng)D正確． 答案：BD 7．人通過滑輪將質(zhì)量為m的物體，沿粗糙的斜面由靜止開始勻加速地由底端拉上斜面，物體上升的高度為h，到達(dá)斜面頂端的速度為v，如圖所示．則在此過程中(　　) A．物體所受的合外力做功為mgh＋mv2 B．物體所受的合外力做功為mv2 C．人對物體做的功為mgh D．人對物體做的功大于mgh 解析：物體沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理：W合＝WF－WFf－mgh＝mv2，其中WFf為物體克服摩擦力做的功．人對物體做的功即是人對物體的拉力做的功，所以W人＝WF＝WFf＋mgh＋mv2，A、C錯(cuò)誤，B、

8、D正確． 答案：BD 8．太陽能汽車是靠太陽能來驅(qū)動(dòng)的汽車．當(dāng)太陽光照射到汽車上方的光電板時(shí)，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)汽車前進(jìn)．設(shè)汽車在平直公路上由靜止開始勻加速行駛，經(jīng)過時(shí)間t，速度為v時(shí)功率達(dá)到額定功率，并保持不變．之后汽車又繼續(xù)前進(jìn)了距離s，達(dá)到最大速度vmax.設(shè)汽車質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力恒為f，則下列說法正確的是(　　) A．汽車的額定功率為fvmax B．汽車勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，克服阻力做功為fvt C．汽車從靜止開始到速度達(dá)到最大值的過程中，牽引力所做的功為mv－mv2 D．汽車從靜止開始到速度達(dá)到最大值的過程中，合力所做的功為mv 解析：當(dāng)汽車達(dá)到最大速

9、度時(shí)牽引力與阻力平衡，功率為額定功率，則可知選項(xiàng)A正確；汽車勻加速運(yùn)動(dòng)過程中通過的位移x＝vt，克服阻力做功為W＝fvt，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可得WF－Wf＝mv－0，Wf＝fvt＋fs，可知選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確． 答案：AD 三、非選擇題 9．如圖所示，QB段為一半徑為R＝1 m的光滑圓弧軌道，AQ段為一長度為L＝1 m的粗糙水平軌道，兩軌道相切于Q點(diǎn)，Q在圓心O的正下方，整個(gè)軌道位于同一豎直平面內(nèi)．物塊P的質(zhì)量為m＝1 kg(可視為質(zhì)點(diǎn))，P與AQ間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，若物塊P以速度v0從A點(diǎn)滑上水平軌道，到C點(diǎn)后又返回A點(diǎn)時(shí)恰好靜止．(取g＝10 m/s2)．求： (1

10、)v0的大??； (2)物塊P第一次剛通過Q點(diǎn)時(shí)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(dòng)能定理有－μmg·2L＝0－mv 解得v0＝＝2 m/s (2)設(shè)物塊P在Q點(diǎn)的速度為v，Q點(diǎn)軌道對P的支持力為F，由動(dòng)能定理和牛頓定律有： －μmgL＝mv2－mv F－mg＝m 解得：F＝12 N 由牛頓第三定律可知，物塊P對Q點(diǎn)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．額定功率是80 kW的無軌電車，其最大速度是72 km/h，質(zhì)量是2 t，如果它從靜止先以2 m/s2的加速度勻加速開出，阻力大小一定

11、，則電車勻加速運(yùn)動(dòng)行駛能維持多少時(shí)間？又知電車從靜止駛出到增至最大速度共經(jīng)歷了21 s，在此過程中，電車發(fā)生的位移是多少？ 解析：電車的最大速度vm＝72 km/h＝20 m/s 由P額＝Ffvm得： Ff＝＝ N＝4 000 N 電車做勻加速運(yùn)動(dòng)的牽引力為： F＝ma＋Ff＝2 000×2＋4 000 ＝8 000(N) 勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)所能達(dá)到的最大速度為： v′m＝＝ m/s＝10 m/s 勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段所維持的時(shí)間為： t′＝＝5 s 此時(shí)汽車發(fā)生的位移為： x1＝at2＝×2×52 m＝25 m 汽車從v′m加速到vm的過程中，由能量關(guān)系得： P(t－

12、t1)－Ffx2＝mv－mv′ 代入數(shù)據(jù)解得：x2＝245 m. 所以電車發(fā)生的總位移： x＝x1＋x2＝270 m 答案：5 s　270 m 11．如圖所示，傾角為θ的斜面上只有AB段粗糙，其余部分都光滑，AB段長為3L.有若干個(gè)相同的小方塊沿斜面靠在一起，但不粘接，總長為L.將它們由靜止釋放，釋放時(shí)下端距A為2L.當(dāng)下端運(yùn)動(dòng)到A下面距A為L/2時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到最大． (1)求物塊與粗糙斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)； (2)求物塊停止時(shí)的位置； (3)要使所有物塊都能通過B點(diǎn)，由靜止釋放時(shí)物塊下端距A點(diǎn)至少要多遠(yuǎn)？ 解析：(1)當(dāng)整體所受合外力為零時(shí)，整塊速度最大，設(shè)整體質(zhì)量為

13、m，則mgsinθ＝μmgcosθ，得μ＝2tanθ. (2)設(shè)物塊停止時(shí)下端距A點(diǎn)的距離為x，根據(jù)動(dòng)能定理 mg(2L＋x)sinθ－μmgcosθL－μmgcosθ(x－L)＝0. 解得x＝3L，即物塊的下端停在B端． (3)設(shè)靜止時(shí)物塊的下端距A的距離為x′，物塊的上端運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度為v，根據(jù)動(dòng)能定理 mg(L＋x′)sinθ－μmgcosθL＝mv2， 物塊全部滑上AB部分后，小方塊間無彈力作用，取最上面一小塊為研究對象，設(shè)其質(zhì)量m0，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度正好減到0，根據(jù)動(dòng)能定理 m0g3Lsinθ－μm0g3Lcosθ＝0－m0v2，得x′＝3L. 答案：(1)2tanθ　(2)物塊的下端停在B端　(3)3L