高三物理一轮复习练习第五章第2讲动能定理及其应用附答案解析doc.docx

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高三物理一轮复习练习第五章第2讲动能定理及其应用附答案解析doc

动能定理及其应用

A组•基础巩固题

1.两颗人造地球卫星，都能在圆形轨道上运行，它们的质量相等,

轨道半径之比等于2,则它们的动能之比等于（）

A.2B.V2C.|D・¥

解析地球引力提供向心力

则卫星的动能为

Ek=

GMm

2r

OC—

所以层弋弓选5。

答案C

2.据海军论坛报道，我国02号新型航母将采用令世界震惊的飞机起

飞方式一电磁弹射起飞。

原理相当于电磁炮的加速原理，强大的电磁力能使飞机在很短时间内由静止加速到"，然后在发动机的推力作

用下加速到起飞速度02。

假设电磁加速轨道水平且长为X,不计阻力,

某舰载机的质量为m,

电磁力恒定，则电磁力的平均功率是（

A.

B.

得

mvl

2x

解析以飞机为研究对象，由动能定理得Fx=^mv{9~P=^Fvl9解

答案B

3・（多选妆口图是利用太阳能驱动的小车，若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间/前进距离£,速度达到最大值©m，在这一过程中电动机的功率恒为P,小车所受阻力恒为F,那么这段时间内（）

A.小车做匀加速运动

B.电动机所做的功为H

C.电动机所做的功为+加记

D.电动机所做的功为用+如记

解析对小车由牛顿第二定律^~F=ma9由于小车的速度逐渐增大，故小车加速度逐渐减小，小车做加速度逐渐减小的加速运动，A项错误；电动机对小车所做的功W=H,B项正确；对小车由动能定理得W-Fs=^mvl9解得W=Fs+^mv^C项错误，D项正确。

答案BD

4.（多选）在工厂的流水线上安装有足够长的水平传送带，用水平传送带传送工件，可以大大提高工作效率，如图所示，水平传送带以恒定的速率v运送质量为m的工件，工件以v^

1（）

A.工件滑上传送带到与传送带相对静止所需时间为#

B.因传送工件电动机多做的功为知（於一阮）

C.传送带的摩擦力对工件所做的功为勿兀⑦一％）2

D.工件与传送带的相对位移为

（e—°o）2

2“g

解析工件滑上传送带后先做匀加速运动，ymg=ma,a=“g,相对

滑动时间为口%A项正确；因传送工件电动机多做的功W=“g

fimgvt=mv（v—Vq）,B项错误；根据动能定理传送带对工件做功Wi=|m（p2—To）,C项错误；工件与传送带的相对位移dx=vt—V^V°t

_（v—v0）2

_2“g

答案AD

5.如图，一半径为R.粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放

置，直径PO0水平。

一质量为加

的质点自P点上方高度R处由静

止开始下落，恰好从P点进入轨道。

质点滑到轨道最低点N时，对

轨道的压力为4加g,g为重力加速度的大小。

用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。

贝！

）（）

A.W=^mgR,质点恰好可以到达0点

B.W>^mgR9质点不能到达0点

C・W=^mgR9

质点到达Q点后，继续上升一段距离

D・W<^mgR,

质点到达Q点后，继续上升一段距离

解析根据动能定理得P点动能EkP=mgR，经过N点时，由牛顿第

v

二定律和向心力公式可得4mg—mg=m~^9所以N点动能为EkN=

3学从P点到N点根据动能定理可得mgR—W=3勞*-mgR,

即克服摩擦力做功W=彎。

质点运动过程，半径方向的合力提供v2亠

向心力即Fn—mg^sO=ma=根据左右对称，在同一同度处，由于摩擦力做功导致在右边圆形轨道中的速度变小，轨道弹力变小,滑动摩擦力/=“Fn变小，所以摩擦力做功变小，那么从N到0,根据动能定理，Q点动能EkQ=^^-fngR-Wf=^mgR-由于Wf

V詈，所以0点速度仍然没有减小到0,会继续向上运动一段距离，对照选项，C项正确。

答案C

6.质量为加的小球在竖直向上的拉力作用下从静止开始运动，其。

图象如图所示（竖直向上为正方向，DE段为直线），已知重力加速度大小为g,下列说法正确的是（）

A.勺〜（4时间内，小球竖直向下做匀减速直线运动

B.（（）〜（2时间内，合力对小球先做正功后做负功

C・0〜（2时间内，小球的平均速度一定为号

D.丫3〜滋时间内，拉力做的功为"（。

供如［（#4—V3）+g（（4-住）］解析（3〜（4时间内小球做竖直向上的匀减速直线运动，A项错误；Zo~（2时间内小球速度一直增大，合力对小球一直做正功，B项错误;

0〜（3时间内小球的运动不是匀变速运动，不等于号，C项错误；（3〜

（4由动能定理得硏一mgh=^mvl,且h=2（r4+^3）（^4—6）,解得Wf="少丫如［（S—4）+g&—总］,D项正确。

答案D

7.（多选妆口图所示，在倾角为0的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底

端固定，另一端与质量为M的平板A连接，一个质量为加的物体B靠在平板的右侧，A、B与斜面的动摩擦因数均为“。

开始时用手按住物体B使弹簧处于压缩状态，现放手，使A和〃一起沿斜面向上运动距离I时，A和B达到最大速度s则以下说法正确的是（）

A.A和B达到最大速度。

时，弹簧是自然长度

B.若运动过程中A和B能够分离，则A和B恰好分离时，二者加速度大小均为g（sin〃+“cos〃）

C.从释放到A和〃达到最大速度。

的过程中，弹簧对A所做的功

等于卯/；+MgLsin0+“MgLcosO

D・从释放到A和B达到最大速度。

的过程中，B受到的合力对它做的功等于寺7^2解析A和B达到最大速度v时,A和B的加速度为零。

对AB整体:

由平衡条件知尬=（加+M）gsin〃+“（/n+M）gcos〃,所以此时弹簧处于压缩状态，故A项错误；A和B恰好分离时，A.B间的弹力为0,A>B的加速度相同，对B受力分析，由牛顿第二定律知，mgsin0+

所以弹簧对A所做的功

fimgcosO=ma9得a=gsin〃+“gcos仇故B项正确；从释放到A和B达到最大速度e的过程中，对AB整体，根据动能定理得W弹一（加+

M）gLsinO_“（m+M）gtosO・L=q（m+M）v2,

故C项错误;

W弹=£（加+⑷於+（加+M）gLsin0-^-fi（m+M）gcos0・L,

从释放到A和B达到最大速度e的过程中，对于根据动能定理得B受到的合力对它做的功卬合=\Ek=^mv29故D项正确。

答案BD

B组•能力提升题

8.如图所示，竖直平面内放一直角杆MON,0M水平，ON竖直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上，B球的质量为2kg,在作用于A球的水平力F的作用下，A、〃两球均处于静止状态，此时OA=0.3m,OB=Q.4m9改变水平力

F的大小，使A球向右加速运动，已知A球向右运动0・1m时速度

大小为3m/s,则在此过程中绳的拉力对B球所做的功为（g取10

m/s2）（）

B・16J

D・9J

A・11J

C・18J

解析A球向右运动0.1m时，va=3m/s,047=0.4m,OB，=0.3m,

3

设此时ZBAO=a9则有tana=^<>由运动的合成与分解可得vAcosa

=vBsinaf解得r^=4m/so以B球为研究对象，此过程中B球上升

球所做的功为W="2g/i+苏n4=2X10X0・lJ+^X2X42J=18J,C

项正确。

答案c

9.如图所示，上表面水平的圆盘固定在水平地面上，一小物块从圆盘边缘上的P点，以大小恒定的初速度“）,在圆盘上沿与直径PQ成不同夹角0的方向开始滑动，小物块运动到圆盘另一边缘时的速度大小为s则v2—cosO图象应为（）

解析设圆盘半径为几小物块与圆盘间的动摩擦因数为“，由动能

定理可得

12

—fimg*2rcos3=^mv

整理得於=诟一4“gycos〃,

可知z?

与cos"为线性关系，斜率为负，故A项正确，B、C、D项错误。

答案A

L教师独具」

【解题技巧】

本题考查数学在物理中的运用能力，解题的关键是根据匀变速直线运动规律找出於与cos〃的函数关系式，再与图象对照即可轻松解决问题。

10.（2018-三明A片区联盟期末考试）（多选）如图所示，物块A、B、C、

D的质量都是加，并都可看作质点，四个物块用细线通过轻质滑轮连

接。

物块〃与GC与D、D与地面的距离都是Q。

现将物块A下方

的细线剪断，若物块A距离滑轮足够远且不计一切阻力，贝!

）（）

A上升的最大速度是

C.

A上升的最大高度是誇

A.

B.A上升的最大速度是寸呼

D.A上升的最大高度是宇

解析设物块D落地时速度为°,在物块D落地过程中，对四个物块应用动能定理有3mgL-mgL=^X4mvi；在物块C落地过程中，

对三个物块应用动能定理有2mgL—mgL=^X3mV2,联立落地，A匀速上升，至此A已上升了3L的高度；再往后物块A做竖直上抛运动，还可以上升方=£=了，A上升的最大高度H=h+3L

项正确，B项错误；之后物块B匀速下降直到

=y£,C项错误，D项正确。

答案AD

11•如图所示，一可以看作质点的质量m=2kg的小球以初速度列沿光滑的水平桌面飞出后，恰好从A点沿切线方向进入圆弧轨道，其中〃为轨道的最低点，C为最高点且与水平桌面等高，圆弧AB对应

的圆心角<9=53°,轨道半径R=0.5mo已知sin53°=0.8,cos53°=

06

（1）小球的初速度久的大小。

（2）若小球恰好能通过最高点C,求在圆弧轨道上摩擦力对小球做的功。

解析

（1）小球从桌面飞出到A点的过程中，做平抛运动，则由动能定理有

—£加阮=mg（R+RcosO）,

cosO=~解得巩=3m/so

Vr

（2）小球恰好能通过最高点C的临界条件是亍,

而小球从桌面到C的过程中，重力做的功为0,由动能定理得Wf=£mvc—^mvl;解得在圆弧轨道上摩擦力对小球做的功为Wf=-4J。

答案

（1）3m/s

（2）-4J12・（2017-江苏妆口图所示，两个半圆柱A.〃紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R。

C的质量为m,A、B

的质量都为罗，与地面的动摩擦因数均为“。

现用水平向右的力拉£使4缓慢移动，直至C恰好降到地面。

整个过程中B保持静止。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。

求：

A

R

（1）未拉A时，C受到B作用力的大小F。

⑵动摩擦因数的最小值“min。

（3）4移动的整个过程中，拉力做的功W。

解析

（1）C受力平衡，如图所示。

根据平衡条件可得2Fcos30°=mg,

计算得出C受到B作用力的大小为F=^-mg.

（2）C恰好降落到地面时，B对C支持力最大为代“，如图所示,

则根据力的平衡可得2Fmcos60°=/ng,计算得出Fm=mg;

所以最大静摩擦力至少为

fm=Fmcos30°=¥〃g,

B对地面的压力为

N=mBg+pncg=mg,

B受地面的摩擦力为/=“/wg,根据题意有/m=/,计算得“=号，所以动摩擦因数的最小值

=迈

“min2°

（3）C下降的高度为

%=1）乩

A的位移为兀=2（萌一1）1?

摩擦力做功的大小为Wf=fic=2（衍-l）nmgR,根据动能定理有

W-W{+mgh=O9计算得W=（2“一1）（羽一l）/ng/?

。

答案⑴誓吨⑵申（3）（2“一1）