专题5-2+动能和动能定理（押题专练）-2019年高考物理一轮复习精品资料

专题5-2+动能和动能定理（押题专练）-2019年高考物理一轮复习精品资料

‎1．在地面上某处将一金属小球竖直向上拋出，上升一定高度后再落回原处，若不考虑空气阻力，则下列图象能正确反映小球的速度、加速度、位移和动能随时间变化关系的是(取向上为正方向)(　　)‎ 答案：A 2． 如图所示，长为L的木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块，现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中，下列说法不正确的是(　　)‎ A．木板对小物块做功为mv2‎ B．摩擦力对小物块做功为mgLsin α C．支持力对小物块做功为mgLsin α D．滑动摩擦力对小物块做功为mv2－mgLsin α 解析：在抬高A端的过程中，小物块受到的摩擦力为静摩擦力，其方向和小物块的运动方向时刻垂直，故在抬高阶段，摩擦力并不做功，这样在抬高小物块的过程中，由动能定理得WFN＋WG＝0，即WFN－mgLsin ‎ α＝0，所以WFN＝mgLsin α.在小物块下滑的过程中，支持力不做功，滑动摩擦力和重力做功，由动能定理得：WG＋Wf＝mv2，即Wf＝mv2－mgLsin α，B错误，C、D正确；在整个过程中，设木板对小物块做的功为W，对小物块在整个过程由动能定理得W＝mv2，A正确．‎ 答案：B 2． 如图所示，在竖直平面内有一“V”形槽，其底部BC是一段圆弧，两侧都与光滑斜槽相切，相切处B、C位于同一水平面上．一小物体从右侧斜槽上距BC平面高度为2h的A处由静止开始下滑，经圆弧槽再滑上左侧斜槽，最高能到达距BC所在水平面高度为h的D处，接着小物体再向下滑回，若不考虑空气阻力，则(　　)xk/w ‎ A．小物体恰好滑回到B处时速度为零 B．小物体尚未滑回到B处时速度已变为零 C．小物体能滑回到B处之上，但最高点要比D处低 D．小物体最终一定会停止在圆弧槽的最低点 答案：C 3． 某物体同时受到两个在同一直线上的力F1、F2的作用，由静止开始做直线运动，力F1、F2与位移x的关系图象如图所示，在物体开始运动后的前‎4.0 m内，物体具有最大动能时对应的位移是(　　) ‎ A．‎2.0 m　　　　　　 B．‎‎1.0 m C．‎3.0 m D．‎‎4.0 m 解析：由图知x＝‎2.0 m时，F合＝0，此前F合做正功而此后F合做负功，故x＝‎2.0 m时动能最大．‎ 答案：A 2． 如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是(　　)‎ A．mgh－mv2 B.mv2－mgh C．－mgh D．－ 解析：由A到C的过程运用动能定理可得－mgh＋W＝0－mv2，所以W＝mgh－mv2，所以A正确．‎ 答案：A ‎6．光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静止开始滚下，抵达光滑的水平面上的B点时速率为v0.光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的阻挡条，如图所示，小球越过n条阻挡条后停下来．若让小球从2h高处以初速度v0滚下，则小球能越过阻挡条的条数为(设小球每次越过阻挡条时损失的动能相等)(　　)‎ A．n　　　　　　　　　B．2n C．3n D．4n 答案：C ‎7．将3个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了3个不同的三角形，如图所示，其中1和2底边相同，2和3高度相同．现将一个可以视为质点的物块分别从3个木板的顶端由静止释放，并沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均为μ.在这3个过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．沿着1和2下滑到底端时，物块的速度大小不同；沿着2和3下滑到底端时，物块的速度大小相同 B．沿着1下滑到底端时，物块的速度最大 C．物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的 D．物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的 答案：BCD 8． 如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡(粗糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g.下列说法正确的是(　　)‎ A．小车克服重力所做的功是mgh B．合外力对小车做的功是mv2‎ C．推力对小车做的功是mv2＋mgh D．阻力对小车做的功是mv2＋mgh－Fx 解析：小车克服重力做功W重＝mgh，A正确；由动能定理知，小车受到的合力所做的功等于小车动能的增量，W合＝ΔEk＝mv2，B正确；由动能定理知，W合＝W推＋W重＋W阻＝mv2，所以推力做的功W推＝mv2－W阻－W重＝mv2＋mgh－W阻，C错误；阻力对小车做的功W阻＝－＝mv2＋mgh－Fx，D正确．‎ 答案：ABD ‎9．如图所示，固定在地面上的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图．斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r.现将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦．则在各小球运动的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．球1的机械能守恒 B．球6在OA段机械能增大 C．球6的水平射程最小 D．六个球落地点各不相同 答案：BC ‎10．在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小(　　)‎ A．一样大 B．水平抛的最大 ‎ C．斜向上抛的最大 D．斜向下抛的最大 解析　由动能定理mgh＝mv－mv知，落地时速度v2的大小相等，故A正确。‎ 答案　A ‎11．关于运动物体所受的合力、合力做的功、物体动能的变化，下列说法正确的是(　　)‎ A．运动物体所受的合力不为零，合力必做功，物体的动能肯定要变化 B．运动物体所受的合力为零，则物体的动能肯定不变 C．运动物体的动能保持不变，则该物体所受合力一定为零 D．运动物体所受合力不为零，则该物体一定做变速运动，其动能要变化 答案　B ‎12．静止在粗糙水平面上的物块在水平向右的拉力作用下做直线运动，t＝4 s时停下，其v－t图象如图1所示，已知物块与水平面间的动摩擦因数处处相同，则下列判断正确的是(　　)‎ 图1‎ A．整个过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功 B．整个过程中拉力做的功等于零 C．t＝2 s时刻拉力的瞬时功率在整个过程中最大 D．t＝1 s到t＝3 s这段时间内拉力不做功 答案　A ‎13．质量为2 kg的物体以一定的初速度沿倾角为30°的斜面向上滑行，在向上滑行的过程中，其动能随位移的变化关系如图2所示，则物体返回到出发点时的动能为(取g＝10 m/s2)(　　)‎ 图2‎ A．34 J B．56 J C．92 J D．196 J 解析　物体上滑的过程中重力与摩擦力都做负功，由动能定理得－mgx·sin 30°－Ff x＝0－E0，下滑的过程中重力做正功，摩擦力做负功，得mgx·sin 30°－Ff x＝E－0，代入数据得E＝34 J，故选A。‎ 答案　A ‎14.如图3，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。一质量为m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4mg，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。则(　　)‎ 图3‎ A．W＝mgR，质点恰好可以到达Q点 B．W＞mgR，质点不能到达Q点 C．W＝mgR，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 答案　C ‎15．关于动能定理的表达式W＝Ek2－Ek1，下列说法正确的是(　　)‎ A．公式中的W为不包含重力的其他力做的总功 B．公式中的W为包含重力在内的所有力做的功，也可通过以下两种方式计算：先求每个力的功再求功的代数和或先求合外力再求合外力的功 ‎ C．公式中的Ek2－Ek1为动能的增量，当W＞0时动能增加，当W＜0时，动能减少 D．动能定理适用于直线运动，但不适用于曲线运动，适用于恒力做功，但不适用于变力做功 解析　公式中W指总功，求总功的方法有两种，先求每个力做的功再求功的代数和或先求合力再求合外力的功，故选项B正确，A错误；当W＞0时，末动能大于初动能，动能增加，当W＜0时，末动能小于初动能，动能减少，故C正确；动能定理不仅适用于直线运动，也适用于曲线运动，不仅适用于恒力做功，也适用于变力做功，故D错误。‎ 答案　BC ‎16．在距水平地面10 m高处，以10 m/s的速度水平抛出一质量为1 kg的物体，已知物体落地时的速度为16 m/s，取g＝10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)‎ A．抛出时人对物体做功为150 J B．自抛出到落地，重力对物体做功为100 J C．飞行过程中物体克服阻力做功22 J D．物体自抛出到落地时间为 s 解析　根据动能定理，抛出时人对物体做的功W1＝mv＝50 J，选项A错误；自抛出到落地，重力对物体做功WG＝mgh＝100 J，选项B正确；根据动能定理有mgh－Wf＝Ek2－Ek1，得物体克服阻力做的功Wf＝mgh－mv＋mv＝22 J，选项C正确；由于空气阻力的影响，物体不做平抛运动，竖直分运动不是自由落体运动，无法求解物体运动的时间，选项D错误。‎ 答案　BC ‎17．如图4所示，AB为半径R＝0.50 m的四分之一圆弧轨道，B端距水平地面的高度h＝0.45 m。一质量m＝1.0 kg 的小滑块从圆弧道A端由静止释放，到达轨道B端的速度v＝2.0 m/s。忽略空气的阻力。取g＝10 m/s2。则下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A．小滑块在圆弧轨道B端受到的支持力大小FN＝16 N ‎ B．小滑块由A端到B端的过程中，克服摩擦力所做的功W＝3 J C．小滑块的落地点与B点的水平距离x＝0.6 m D．小滑块的落地点与B点的水平距离x＝0.3 m 答案　BC ‎18．在倾角为30°的斜面上，某人用平行于斜面的力把原来静止于斜面上的质量为2 kg的物体沿斜面向下推了2 m的距离，并使物体获得1 m/s的速度，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，g取10 m/s2，如图5所示，则在这个过程中(　　)‎ 图5‎ A．人对物体做功21 J B．合外力对物体做功1 J C．物体克服摩擦力做功21 J D．物体重力势能减小20 J 解析　根据动能定理可知，合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，即W合＝mv2＝×2×1 J＝1 J，所以B项正确；物体克服摩擦力做功Wf＝μmgxcos θ，代入数据可得Wf＝20 J，所以C 项错误；物体重力势能的减小量等于重力做的功WG＝mgxsin θ＝20 J，D项正确；设人对物体做功为W，则应满足W人＋WG－Wf＝W合，代入数据可得W人＝1 J，即人对物体做功1 J，A项错误。‎ 答案　BD ‎19．质量m＝1 kg的物体，在与物体初速度方向相同的水平拉力的作用下，沿水平面运动过程中动能—位移的图线如图6所示。(g取10 m/s2)求：‎ 图6‎ ‎(1)物体的初速度； ‎ ‎(2)物体和水平面间的动摩擦因数；‎ ‎(3)拉力F的大小。‎ 解析　(1)由题图可知初动能为2 J，‎ ‎(3)物体从开始到移动4 m这段过程中，受拉力F和摩擦力Ff 的作用，合力为F－Ff，根据动能定理有 ‎(F－Ff)·x1＝ΔEk 解得F＝4.5 N 答案　(1)2 m/s　(2)0.25　(3)4.5 N ‎20．如图7所示，固定在水平地面上的工件，由AB和BD两部分组成。其中AB部分为光滑的圆弧，∠AOB＝37°，圆弧的半径R＝0.5 m，圆心O点在B点正上方，BD部分水平，长度为l＝0.2 m，C为BD 的中点。现有一质量m＝1 kg的物块(可视为质点)，从A端由静止释放，恰好能运动到D点。为使物块运动到C点时速度为零，可先将BD部分以B为轴向上转动一锐角θ，求：‎ 图7‎ ‎(1)该锐角θ(假设物块经过B点时没有能量损失)；‎ ‎(2)物块在BD板上运动的总路程。(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)‎ 解析　(1)设动摩擦因数为μ，当BD水平时，研究物块的运动，根据动能定理得W总＝ΔEk 从A到D的过程中mgR(1－cos 37°)－μmgl＝0‎ 代入数据联立解得μ＝0.5‎ 根据能量守恒定律mgR(1－cos 37°)＝Q 而摩擦产生的热量Q＝fs，f＝μmgcos θ 代入数据解得，物块在BD板上的总路程s＝0.25 m。‎ 答案　(1)37°　(2)0.25 m ‎21．如图8所示，传送带A、B之间的距离为L＝3.2 m，与水平面间的夹角θ＝37°，传送带沿顺时针方向转动，速度恒为v＝2 m/s，在上端A点无初速度地放置一个质量为m＝1 kg、大小可视为质点的金属块，它与传送带的动摩擦因数为μ＝0.5，金属块滑离传送带后，经过弯道，沿半径为R＝0.4 m的光滑圆轨道做圆周运动，刚好能通过最高点E。已知B、D两点的竖直高度差h＝0.5 m(g取10 m/s2)求：‎ 图8‎ ‎(1)金属块经过D点时的速度；‎ ‎(2)金属块在BCD弯道上克服摩擦力做的功。‎ 解析　(1)金属块在E点时，mg＝m，‎ 继续加速过程中，mgsin θ－μmgcos θ＝ma2，‎ 解得a2＝2 m/s2，‎ 由x2＝L－x1＝3 m，v－v2＝2a2x2，‎ 解得vB＝4 m/s，‎ 在从B到D过程中由动能定理得 mgh－W＝mv－mv，‎ 解得W＝3 J。‎ 答案　(1)2 m/s　(2)3 J ‎22．如图所示，QB段是半径为R＝‎1 m的光滑圆弧轨道，AQ段是长度为L＝‎1 m的粗糙水平轨道，两轨道相切于Q点，Q在圆心O的正下方，整个轨道位于同一竖直平面内．物块P的质量m＝‎1 kg(可视为质点)，P与AQ间的动摩擦因数μ＝0.1，若物块P以速度v0从A点滑上水平轨道，到C点又返回A点时恰好静止(取g＝‎10 m/s2)．求：‎ ‎(1)v0的大小；‎ ‎(2)物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力．‎ 答案：(1)‎2 m/s　(2)12 N，方向竖直向下 ‎23．由相同材料的木板搭成的轨道如图所示，其中木板AB、BC、CD、DE、EF……长均为L＝‎1.5 m，木板OA和其他木板与水平地面的夹角都为β＝37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，一个可看成质点的物体在木板OA上从图中离地高度h＝‎1.8 m处由静止释放，物体与木板的动摩擦因数都为μ＝0.2，在两木板交接处都用小曲面相连，使物体能顺利地经过，既不损失动能，也不会脱离轨道．在运动过程中，重力加速度g取‎10 m/s2，问：‎ ‎(1)若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体能否静止在斜面上？物体从O运动到A所用时间是多少？‎ ‎(2)物体运动的总路程是多少？‎ ‎(3)物体最终停在何处？并作出解释．‎ ‎(2)从物体开始运动到最终停下的过程中，设总路程为s，由动能定理得：mgh－μmgscos 37°＝0－0，‎ 代入数据解得：s＝‎11.25 m.‎ ‎(3)假设物体能依次到达B点、D点，由动能定理有 mg(h－Lsin 37°)－μmgcos 37°＝mv－0，‎ 解得vB≈‎1.9 m/s＞0.‎ mg(h－Lsin 37°)－μmgcos 37°＝mv－0，‎ 发现无解．‎ 说明物体能通过B点，到不了D点，最终停在C点．‎ 答案：(1)不能静止在斜面上　 1.17 s　(2)‎11.25 m　 (3)停在C点，理由见解析 ‎24.在赛车场上，为了安全起见，车道外围都固定上废旧轮胎作为围栏，当车碰撞围栏时起缓冲器作用。在一次模拟实验中用弹簧来代替废旧轮胎，实验情景如图6所示，水平放置的轻弹簧左侧固定于墙上，处于自然状态，开始赛车在A处且处于静止状态，距弹簧自由端的距离为L1＝1 m。当赛车启动时，产生水平向左的恒为F＝24 N的牵引力使赛车向左匀加速前进，当赛车接触弹簧的瞬间立即关闭发动机，赛车继续压缩弹簧，最后被弹回到B处停下。已知赛车的质量为m＝2 kg，A、B之间的距离为L2＝3 m，赛车被弹回的过程中离开弹簧时的速度大小为v＝4 m/s，水平向右。g取10 m/s2。求：‎ 图6‎ ‎(1)赛车和地面间的动摩擦因数；‎ ‎(2)弹簧被压缩的最大距离。‎ 解析　(1)从赛车离开弹簧到B点静止，由动能定理得 ‎－μmg(L1＋L2)＝0－mv2‎ 解得μ＝0.2。‎ ‎(2)设弹簧被压缩的最大距离为L，从赛车加速到离开弹簧，由动能定理得 FL1－μmg(L1＋2L)＝mv2－0‎ 解得L＝0.5 m。‎ 答案　(1)0.2　(2)0.5 m ‎ ‎25.如图7所示，QB段是半径为R＝1 m的光滑圆弧轨道，AQ段是长度为L＝1 m的粗糙水平轨道，两轨道相切于Q点，Q在圆心O的正下方，整个轨道位于同一竖直平面内。物块P的质量m＝1 kg(可视为质点)，P与AQ间的动摩擦因数μ＝0.1，若物块P以速度v0从A点滑上水平轨道，到C点又返回A点时恰好静止。(取g＝10 m/s2)求：‎ 图7‎ ‎(1)v0的大小；‎ ‎(2)物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力。‎ 答案　(1)2 m/s　(2)12 N，方向竖直向下 ‎26.A、B两个木块叠放在竖直轻弹簧上，如图9所示，已知mA＝mB＝‎1 kg，轻弹簧的劲度系数为100 N/m。若在木块A上作用一个竖直向上的力F，使木块A由静止开始以‎2 m/s2‎ 的加速度竖直向上做匀加速运动。取g＝‎10 m/s2。‎ 图9‎ ‎(1)求使木块A竖直向上做匀加速运动的过程中，力F的最大值是多少？‎ ‎(2)若木块A竖直向上做匀加速运动，直到A、B分离的过程中，弹簧的弹性势能减少了1.28 J，则在这个过程中力F对木块做的功是多少？‎ 解析　(1)以A为研究对象，由牛顿第二定律可得F－mAg＋FBA＝mAa，所以当FBA＝0时，F最大，即Fmax＝mAg＋mAa＝12 N。‎ WN＝－ΔEp＝1.28 J 解得WF＝0.64 J。‎ 答案　(1)12 N　(2)0.64 J ‎27.如图10所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道，外圆ABCD光滑，内圆的上半部分B′C′D′粗糙，下半部分B′A′D′光滑。一质量为m＝‎0.2 kg的小球从外轨道的最低点A处以初速度v0向右运动，小球的直径略小于两圆的间距，小球运动的轨道半径R＝‎0.2 m，取g＝‎10 m/s2。‎ 图10‎ ‎(1)若要使小球始终紧贴着外圆做完整的圆周运动，初速度v0至少为多少？‎ ‎(2)若v0＝‎3 m/s，经过一段时间后小球到达最高点，内轨道对小球的支持力FC＝2 N，则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少？‎ ‎(3)若v0＝‎3.1 m/s，经过足够长的时间后，小球经过最低点A时受到的支持力为多少？小球在整个运动过程中减少的机械能是多少？‎ 解析　(1)设此情形下小球到达外轨道的最高点的最小速度为vC，则由牛顿第二定律可得 mg＝ 由动能定理可知－2mgR＝mv－mv 代入数据解得v0＝ m/s。‎ ‎(2)设此时小球到达最高点的速度为vC′，克服摩擦力做的功为W，则由牛顿第二定律可得 mg－FC＝ 由动能定理可知－2mgR－W＝mv′－mv 代入数据解得W＝0.1 J ‎(3)经足够长的时间后，小球在下半圆轨道内做往复运动。设小球经过最低点的速度为vA，受到的支持 ‎ ‎