2020高考物理一輪總復(fù)習(xí)課時(shí)沖關(guān)18《動(dòng)能定理及其應(yīng)用》（含解析）人教版.doc

1、動(dòng)能定理及其應(yīng)用 A級(jí)基礎(chǔ)練1(2018全國卷)高鐵列車在啟動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)可看作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)在啟動(dòng)階段，列車的動(dòng)能()A與它所經(jīng)歷的時(shí)間成正比B與它的位移成正比C與它的速度成正比D與它的動(dòng)量成正比解析：B設(shè)列車運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律vat、xat2，結(jié)合動(dòng)能公式Ek得Ek、Ekmax，可知Ekv2、Ekt2、Ekx，故A、C項(xiàng)均錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確由Ek，得Ekp2，故D項(xiàng)錯(cuò)誤2(2018江蘇卷)從地面豎直向上拋出一只小球，小球運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后落回地面忽略空氣阻力，該過程中小球的動(dòng)能Ek與時(shí)間t的關(guān)系圖象是()解析：A設(shè)小球初動(dòng)能為Ek0，初速度為v0，重力加速度為g.瞬時(shí)動(dòng)能

2、EkEk0mgh，hv0tgt2，聯(lián)立得Ekmg2t2mgv0tEk0，故A正確3(2019宣城模擬)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，則物體在AB段克服摩擦力做的功為()A.mgRB.mgRCmgR D(1)mgR解析：D全程對(duì)物體由動(dòng)能定理得，mgRWmgR0，解得W(1)mgR，故D正確4(2017海南卷)將一小球豎直向上拋出，小球在運(yùn)動(dòng)過程中所受到的空氣阻力不可忽略a為小球運(yùn)動(dòng)軌跡上的一點(diǎn)，小球上升和下降經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Ek1和Ek2，從

3、拋出開始到小球第一次經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)重力所做的功為W1，從拋出開始到小球第二次經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)重力所做的功為W2.下列選項(xiàng)正確的是()AEk1Ek2，W1W2 BEk1Ek2，W1W2CEk1Ek2，W1W2 DEk1Ek2，W1W2解析：B從拋出開始到第一次經(jīng)過a點(diǎn)和從拋出開始第二次經(jīng)過a點(diǎn)，上升的高度相等，可知重力做功相等，即W1W2，對(duì)兩次經(jīng)過a點(diǎn)的過程由動(dòng)能定理得，WfEk2Ek1，可知Ek1Ek2，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤5(2019聊城模擬)如圖所示，兩個(gè)半徑不等的光滑半圓形軌道豎直固定放置，軌道兩端等高，兩個(gè)質(zhì)量不等的球(從半徑大的軌道下落的小球質(zhì)量大，設(shè)為大球，另一個(gè)為小球，且均可視為質(zhì)點(diǎn)

4、)分別自軌道左端由靜止開始下落，在各自軌跡的最低點(diǎn)時(shí)，下列說法正確的是()A大球的速度可能小于小球的速度B大球的動(dòng)能可能小于小球的動(dòng)能C大球所受軌道的支持力等于小球所受軌道的支持力D大球的向心加速度等于小球的向心加速度解析：D由動(dòng)能定理得mgRmv20，解得v，半徑大的圓形軌道，球到達(dá)底端時(shí)的速度大，所以大球的速度一定大于小球的速度，故A錯(cuò)誤；大球質(zhì)量大，到達(dá)底端時(shí)的速度大，動(dòng)能一定大，故B錯(cuò)誤；根據(jù)a2g知，兩球的向心加速度相等，故D正確；在底端時(shí)，由牛頓第二定律得，F(xiàn)Nmgma，解得FN3mg，由于大球的質(zhì)量大，則大球所受的支持力大，故C錯(cuò)誤6(2019煙臺(tái)模擬)水平面上甲、乙兩物體，在某

5、時(shí)刻動(dòng)能相同，它們僅在摩擦力作用下停下來甲、乙兩物體的動(dòng)能Ek隨位移大小s的變化的圖象如圖所示，則下列說法正確的是()A若甲、乙兩物體與水平面動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則甲的質(zhì)量較大B若甲、乙兩物體與水平面動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則乙的質(zhì)量較大C甲與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)一定大于乙與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)D甲與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)一定小于乙與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)解析：A甲、乙兩物體的初動(dòng)能和末動(dòng)能都相同，都只受摩擦力作用，根據(jù)動(dòng)能定理可知摩擦力對(duì)甲、乙兩物體做的功相等，即甲m甲gs甲乙m乙gs乙，由圖可知s甲s乙，所以甲m甲g乙m乙g，即甲所受的摩擦力一定比乙大，若甲、乙兩物體與水平面動(dòng)摩擦因數(shù)相同，由Ffmg可知，則甲的質(zhì)量

6、較大，故A正確，B錯(cuò)誤；甲m甲g乙m乙g，由于質(zhì)量關(guān)系未知，故無法直接確定動(dòng)摩擦因數(shù)之間的關(guān)系，故C、D錯(cuò)誤7.質(zhì)量m10 kg的物體只在變力F作用下沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)隨坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖所示若物體從坐標(biāo)原點(diǎn)處由靜止出發(fā)，則物體運(yùn)動(dòng)到x16 m處時(shí)的速度大小為()A3 m/s B4 m/sC2 m/s D. m/s解析：CFx圖線與x軸圍成的面積表示力F所做的功，則這段過程中，外力做功為W(48)10 J410 J40 J，根據(jù)動(dòng)能定理得Wmv2，解得v m/s2 m/s，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤8(2016全國卷)如圖，在豎直平面內(nèi)有由圓弧AB和圓弧BC組成的光滑固定軌道，兩者在最低

7、點(diǎn)B平滑連接AB弧的半徑為R，BC弧的半徑為.一小球在A點(diǎn)正上方與A相距處由靜止開始自由下落，經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)(1)求小球在B、A兩點(diǎn)的動(dòng)能之比(2)通過計(jì)算判斷小球能否沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)解析：(1)小球下落過程由動(dòng)能定理得：小球下落至A點(diǎn)的過程：mgEkA0小球下落至B點(diǎn)的過程：mgEkB0由以上兩式聯(lián)立解得：5(2)小球恰好經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得：mgm解得：v0小球由開始下落至C點(diǎn)的過程，由動(dòng)能定理得：mgmv0解得：vC由于vCv0，故小球恰好可以沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)答案：(1)5(2)可以沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)B級(jí)能力練9(多選)甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體，用大小相等的力F分別拉它們?cè)谒?/p>

8、平面上從靜止開始運(yùn)動(dòng)相同的距離s.如圖所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，則下列關(guān)于力F對(duì)甲、乙做的功和甲、乙兩物體獲得的動(dòng)能的說法中正確的是()A力F對(duì)甲做功多B力F對(duì)甲、乙兩個(gè)物體做的功一樣多C甲物體獲得的動(dòng)能比乙大D甲、乙兩個(gè)物體獲得的動(dòng)能相同解析：BC由功的公式WFscos 可知，兩種情況下力F對(duì)甲、乙兩個(gè)物體做的功一樣多，A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)甲有FsEk10，對(duì)乙有FsFfsEk20，可知Ek1Ek2，即甲物體獲得的動(dòng)能比乙大，C正確，D錯(cuò)誤10(2019贛州模擬)(多選)在水平地面上有一質(zhì)量為2 kg的物體，物體在水平拉力F的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，后撤去拉力該物體運(yùn)動(dòng)的v

9、t圖象如圖所示，g取10 m/s2，下列說法正確的是()A物體的最大位移是56 mB物體受到的拉力F的大小為2.4 NC物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2D前12 s內(nèi)，拉力與阻力做功的代數(shù)和為12 J解析：AC在vt圖象中圖線所包圍的面積表示位移，則物體的最大位移應(yīng)該是14 s內(nèi)的位移，即xm814 m56 m，故A正確；物體在前10 s受到拉力作用，10 s撤去拉力，在vt圖象中斜率的大小表示加速度的大小，由圖線可知010 s內(nèi)加速度大小為a1 m/s20.8 m/s2,1014 s內(nèi)加速度大小為a2 m/s22 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)mgma1，mgma2，解得F5.6 N，0

10、.2，故B錯(cuò)誤，C正確；物體在12 s時(shí)的速度為vv0a2t(822) m/s4 m/s，前12 s內(nèi)由動(dòng)能定理得Wmv20242 J16 J，故D錯(cuò)誤11(2019贛州模擬)(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)由靜止開始，沿豎直平面內(nèi)固定光滑的圓弧軌道AB滑下，從B端水平飛出，恰好落到斜面BC的底端已知圓弧軌道的半徑為R，OA為水平半徑，斜面傾角為，重力加速度為g.則()A小球下滑到B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小為2mgB小球下滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為C小球落到斜面底端時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為2D斜面的高度為4Rtan2解析：BD小球由A至B的過程由動(dòng)能定理得，mgRmv20，解得v，小球

11、通過B點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得FNmgm，解得FN3mg，根據(jù)牛頓第三定律可知，在B點(diǎn)小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?mg，故A錯(cuò)誤，B正確；小球從B到C做平拋運(yùn)動(dòng)，則有tan ，解得t，小球落到斜面底端時(shí)的速度方向與水平方向的夾角正切為tan 2tan ，則2，故C錯(cuò)誤；斜面的高度為hgt2g24Rtan2，故D正確12單板滑雪U形池如圖甲所示，乙圖為示意圖，由兩個(gè)完全相同的圓弧滑道AB、CD和水平滑道BC構(gòu)成，圓弧滑道的半徑R4 m，B、C分別為圓弧滑道的最低點(diǎn)，B、C間的距離x7.5 m，假設(shè)某次比賽中運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過水平滑道B點(diǎn)時(shí)水平向右的速度v016 m/s，運(yùn)動(dòng)員從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用的時(shí)間t0.5

12、 s，從D點(diǎn)躍起時(shí)的速度vD8 m/s.設(shè)運(yùn)動(dòng)員連同滑板的質(zhì)量m50 kg，忽略空氣阻力的影響，已知圓弧上A、D兩點(diǎn)的切線沿豎直方向，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)對(duì)圓弧軌道的壓力大小和運(yùn)動(dòng)員與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)(2)運(yùn)動(dòng)員從D點(diǎn)躍起后在空中上升的最大高度(3)運(yùn)動(dòng)員從C點(diǎn)到D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中克服摩擦阻力所做的功解析：(1)運(yùn)動(dòng)員從B點(diǎn)到C點(diǎn)，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則有：x(v0vC)t，解得：vC14 m/s在C點(diǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)員由牛頓第二定律得：FNmgm解得：FN2 950 N由牛頓第三定律得運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為2 950 N運(yùn)動(dòng)員由B至C的過程，由動(dòng)能定理得：mg

13、xmvmv解得：0.4(2)運(yùn)動(dòng)員從D點(diǎn)躍起后在空中上升的過程由動(dòng)能定理得：mgh0mv，解得：h3.2 m(3)運(yùn)動(dòng)員從C點(diǎn)到D點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理得：WfmgRmvmv，解得：Wf1 300 J.答案：(1)2 950 N0.4(2)3.2 m(3)1 300 J13.(2019陜西咸陽模擬)如圖是翻滾過山車的模型，光滑的豎直圓軌道半徑R2 m，入口的平直軌道AC和出口的平直軌道CD均是粗糙的，質(zhì)量m2 kg的小車與水平軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，加速階段AB的長度l3 m，小車從A點(diǎn)由靜止開始受到水平拉力F60 N的作用，在B點(diǎn)撤去拉力，取g10 m/s2.試問：(1)要使小車恰好

14、通過圓軌道的最高點(diǎn)，小車在C點(diǎn)的速度為多少？(2)滿足(1)問條件下，小車能沿著出口平直軌道CD滑行多遠(yuǎn)的距離？(3)要使小車不脫離軌道，求平直軌道BC段的長度范圍解析：(1)設(shè)小車恰好通過最高點(diǎn)的速度為v0，則有mg由C點(diǎn)到最高點(diǎn)滿足機(jī)械能守恒定律，有mvmg2Rmv解得vC10 m/s(2)小車由最高點(diǎn)滑下到最終停在軌道CD上，由動(dòng)能定理有mg2RmgxCD0mv聯(lián)立解得xCD10 m(3)小車經(jīng)過C點(diǎn)的速度vC10 m/s就能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)小車由A到C由動(dòng)能定理得Flmg(lxBC)mv解得xBC5 m小車進(jìn)入圓軌道時(shí)，上升的高度hR2 m時(shí)，小車返回而不會(huì)脫離軌道，由動(dòng)能定理有Flmg(lxBC)mgh0解得xBC11 m綜上可得，xBC5 m或者xBC11 m時(shí)小車不脫離軌道答案：(1)10 m/s(2)10 m(3)xBC5 m或者xBC11 m14.(2019黑龍江牡丹江一中模擬)如圖，半徑為R的光滑半圓形軌道ABC在豎直平面內(nèi)與水平軌道CD相切于C點(diǎn)，D端有一被鎖定的輕質(zhì)壓縮彈簧，彈簧左端連接在固定的擋板上，彈簧右端Q到C點(diǎn)的距離為2R.質(zhì)量為m的滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))從軌道上的P點(diǎn)由靜止滑下，剛好能運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，并能觸發(fā)彈簧解除鎖定，然后滑塊被彈回，且剛好能通過圓軌道的最高點(diǎn)A.已知POC60，求：(1)滑塊第一