高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí) 動(dòng)能定理及其應(yīng)用1

動(dòng)能定理及其應(yīng)用一、選擇題(每小題5分，共40分)1放在光滑水平面上的某物體，在水平恒力F的作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在其速度由0增加到v和由v增加到2v的兩個(gè)階段中，F(xiàn)對(duì)物體所做的功之比為()A11 B12 C13 D14解析CW1mv2，W2m(2v)2mv2mv2，則.2如圖所示，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板的B端靜止放著質(zhì)量為m的小物體P，物體與板的動(dòng)摩擦因數(shù)為，開始時(shí)板水平若緩慢將板轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度的過程中，物體與板保持相對(duì)靜止，則在此過程中()A摩擦力對(duì)P做功mgcos (1cos )B摩擦力對(duì)P做功mgsin (1cos )C摩擦力對(duì)P不做功D板對(duì)P做功mgLsin 解析CD物體未相對(duì)板運(yùn)動(dòng)，故摩擦力不做功，C正確；板對(duì)物體做功WmgLsin ，故D正確3一質(zhì)量為1.0 kg的滑塊，以4 m/s的初速度在光滑水平面上向左滑行，從某一時(shí)刻起將一向右水平力作用于滑塊上，經(jīng)過一段時(shí)間，滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴?，大小? m/s，則在這段時(shí)間內(nèi)水平力所做的功為()A0 J B8 J C16 J D32 J解析A這段過程的初動(dòng)能和末動(dòng)能相等，根據(jù)動(dòng)能定理WEk2Ek1知，W0，故選A.明確水平力即為合外力，且合外力的功與動(dòng)能的增量相等是解題的關(guān)鍵4. 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mghmv2B物體所受的合外力做功為mv2C人對(duì)物體做的功為mghD人對(duì)物體做的功大于mgh解析BD物體沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理：W合WFWfmghmv2，其中Wf為物體克服摩擦力做的功人對(duì)物體做的功即是人對(duì)物體的拉力做的功，所以W人WFWfmghmv2，A、C錯(cuò)誤，B、D正確5. 質(zhì)量為1 kg的物體以某一初速度在水平地面上滑行，由于受到地面摩擦阻力作用，其動(dòng)能隨位移變化的圖線如圖所示，g10 m/s2，則物體在水平地面上()A所受合外力大小為5 NB滑行的總時(shí)間為4 sC滑行的加速度大小為1 m/s2D滑行的加速度大小為2.5 m/s2解析BD物體初動(dòng)能為50 J(初速度為10 m/s)，在摩擦力作用下滑動(dòng)20 m動(dòng)能為零，根據(jù)動(dòng)能定理得所受合外力為2.5 N，A錯(cuò)；由牛頓第二定律知物體加速度大小為2.5 m/s2，C錯(cuò)，D對(duì)；滑行時(shí)間t4 s，B對(duì)6如圖所示，AB為圓弧軌道，BC為水平直軌道，圓弧的半徑為R，BC的長(zhǎng)度也是R，一質(zhì)量為m的物體，與兩個(gè)軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為，當(dāng)它由軌道頂端A從靜止開始下落，恰好運(yùn)動(dòng)到C處停止，那么物體在AB段克服摩擦力所做的功為()AmgR BmgRCmgR D(1)mgR解析D物體從A運(yùn)動(dòng)到B所受的彈力要發(fā)生變化，摩擦力大小也要發(fā)生變化，所以克服摩擦力所做的功不能直接由功的計(jì)算公式求得，而在BC段克服摩擦力所做的功可直接求得7如圖所示，電梯質(zhì)量為M，地板上放置一質(zhì)量為m的物體，鋼索拉電梯由靜止開始向上加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)上升高度為H時(shí)，速度達(dá)到v，則()A地板對(duì)物體的支持力做的功等于mv2B地板對(duì)物體的支持力做的功等于mgHC鋼索的拉力做的功等于Mv2MgHD合力對(duì)電梯M做的功等于Mv2解析D對(duì)物體m用動(dòng)能定理得WFNmgHmv2，故WFNmgHmv2，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；鋼索拉力做的功WF拉(Mm)gH(Mm)v2，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可知，合力對(duì)電梯M做的功等于電梯動(dòng)能的變化量Mv2，故選項(xiàng)D正確8如圖所示，ABCD是一個(gè)盆式容器，盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧，BC為水平的，其距離d0.50 m盆邊緣的高度為h0.30 m在A處放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.10.小物塊在盆內(nèi)來回滑動(dòng)，最后停下來，則停下的位置到B的距離為()A0.50 m B0.25 m C0.10 m D0解析D設(shè)小物塊在水平部分通過的路程為x，據(jù)動(dòng)能定理：WEkEk0得：mghmgx0，解得x m3 m，因?yàn)?，可見物塊最后停在B點(diǎn)，D正確二、非選擇題(共60分)9(10分)一輛汽車以v16 m/s的速度沿水平路面行駛時(shí)，急剎車后能滑行x13.6 m，如果改以v28 m/s的速度行駛時(shí)，同樣情況下急剎車后滑行的距離x2為_解析汽車和路面的摩擦力不變，由動(dòng)能定理知：Ffx1mv， Ffx2mv，所以x26.4 m.【答案】6.4 m10(15分)如圖所示，物體在離斜面底端5 m處由靜止開始下滑，然后滑上由小圓弧與斜面連接的水平面上，若物體與斜面及水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.4，斜面傾角為37.求物體能在水平面上滑行多遠(yuǎn)？解析物體在斜面上受重力mg、支持力FN1、滑動(dòng)摩擦力Ff的作用，沿斜面加速下滑(因0.4tan 0.75)，直到靜止解法1：對(duì)物體在斜面上和水平面上時(shí)受力分析如圖所示，知物體下滑階段FN1mgcos 37.故Ff1FN1mgcos 37.由動(dòng)能定理得mgsin 37l1mgcos 37l1mv在水平面上運(yùn)動(dòng)過程中Ff2FN2mg.由動(dòng)能定理得mgl20mv由兩式可得l2l15 m3.5 m.解法2：物體受力分析同上物體運(yùn)動(dòng)的全過程中，初、末狀態(tài)的速度均為零，對(duì)全過程運(yùn)用動(dòng)能定理有mgsin 37l1mgcos 37l1mgl20.得l2l15 m3.5 m.【答案】3.5 m11. (17分)傾角37，質(zhì)量M5 kg 的粗糙斜面位于水平地面上，質(zhì)量m2 kg的木塊置于斜面頂端，從靜止開始勻加速下滑，經(jīng)t2 s 到達(dá)底端，運(yùn)動(dòng)路程L4 m，在此過程中斜面保持靜止(sin 370.6，cos 370.8，取g10 m/s2)求：(1)地面對(duì)斜面的摩擦力大小與方向(2)地面對(duì)斜面的支持力大小(3)通過計(jì)算證明木塊在此過程中滿足動(dòng)能定理解析(1)木塊做勻加速運(yùn)動(dòng)Lat2，所以a m/s22 m/s2，木塊受力如圖，由牛頓第二定律mgsin 37Ff1ma，F(xiàn)f1mgsin 37ma2100.6 N22 N8 N.FN1mgcos 372100.8 N16 N.斜面受力如圖所示，由共點(diǎn)力平衡，地面對(duì)斜面摩擦力Ff2FN2sin 37Ff1cos 37160.6 N80.8 N3.2 N，方向水平向左(2)地面對(duì)斜面的支持力FN2MgFN1cos 37Ff1sin 37510 N160.8 N80.6 N67.6 N.(3)木塊在下滑過程中，沿斜面方向合力及該力做功為Fmgsin 37Ff12100.6 N8 N4 N，WFL44 J16 J，木塊末速度及動(dòng)能增量vat22 m/s4 m/s，Ekmv20242 J016 J.由此可知，在下滑過程中WEk，動(dòng)能定理成立【答案】(1)3.2 N方向水平向左(2)67.6 N(3)見解析12(18分)如圖甲所示，一條輕質(zhì)彈簧左端固定在豎直墻面上，右端放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，小物塊的質(zhì)量為m1.0 kg，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小物塊靜止于O點(diǎn)，現(xiàn)對(duì)小物塊施加一個(gè)外力F，使它緩慢移動(dòng)，將彈簧壓縮至A點(diǎn)，壓縮量為x0.1 m，在這一過程中，所用外力F與壓縮量的關(guān)系如圖乙所示然后撤去F釋放小物塊，讓小物塊沿桌面運(yùn)動(dòng)，已知O點(diǎn)至桌邊B點(diǎn)的距離為L(zhǎng)2x，水平桌面的高為h5.0 m，計(jì)算時(shí)可認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力近似等于最大靜摩擦力求：(g取10 m/s2) 甲乙(1)在壓縮彈簧的過程中，彈簧存貯的最大彈性勢(shì)能(2)小物塊到達(dá)桌邊B點(diǎn)時(shí)速度的大小(3)小物塊落地點(diǎn)與桌邊B點(diǎn)的水平距離x.解析(1)取向左為正方向，從Fx圖象中可以得出，x0時(shí)對(duì)應(yīng)的F的值為小物塊與桌面間的滑動(dòng)摩擦力的大小，即Ff1.0 N.設(shè)壓縮過程中克服彈簧的彈力做功為W彈由動(dòng)能定理得：WFFfxW彈0.由Fx圖象可知，WF0.1 J2.4 J.解得：W彈2.3 J故彈簧存貯的彈性勢(shì)能為EpW彈2.3 J.(2)對(duì)小物塊從A點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程，應(yīng)用動(dòng)能定理得：W彈Ff(Lx)mv0，解得：vB2 m/s.(3)小物塊從B點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動(dòng)hgt2得下落時(shí)間t1 s，所以水平距離xvBt2 m.【答案】(1)2.3 J(2)2 m/s(3)2 m- 6 -