（江蘇專用）2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)必考部分第5章機(jī)械能及其守恒定律第2節(jié)動能定理課時強(qiáng)化練

PAGEPAGE1動能定理(限時：40分鐘)A級跨越本科線1．一個質(zhì)量為m的物體靜止放在光滑水平面上，在互成60°角的大小相等的兩個水平恒力作用下，經(jīng)過一段時間，物體獲得的速度為v，在力的方向上獲得的速度分別為v1、v2，如圖5-2-8所示，那么在這段時間內(nèi)，其中一個力做的功為()圖5-2-8A.eq\f(1,6)mv2 B.eq\f(1,4)mv2C.eq\f(1,3)mv2 D.eq\f(1,2)mv2B在合力F的方向上，由動能定理得W＝Fl＝eq\f(1,2)mv2，某個分力的功為W1＝F1lcos30°＝eq\f(F,2cos30°)lcos30°＝eq\f(1,2)Fl＝eq\f(1,4)mv2，B正確．2．一個質(zhì)量為m的小球，用長為L的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在水平拉力F作用下，從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動到Q點(diǎn)，此時輕繩與豎直方向夾角為θ，如圖5-2-9所示，那么拉力F所做的功為()【導(dǎo)學(xué)號：96622301】圖5-2-9A．mgLcosθB．mgL(1－cosθ)C．FLsinθD．FLcosθB小球緩慢地由P移動到Q，動能不變，只有重力、水平拉力F對小球做功，由動能定理：－mgL(1－cosθ)＋WF＝ΔEk＝0即WF＝mgL(1－cosθ)，故B正確．3．(多項(xiàng)選擇)光滑水平面上靜止的物體，受到一個水平拉力F作用開始運(yùn)動，拉力隨時間變化如圖5-2-10所示，用Ek、v、x、P分別表示物體的動能、速度、位移和水平拉力的功率，以下四個圖象中分別定性描述了這些物理量隨時間變化的情況，正確的選項(xiàng)是()圖5-2-10BD由動能定理，F(xiàn)x＝Feq\f(1,2)at2＝Ek，選項(xiàng)A錯誤；在水平拉力F作用下，做勻加速直線運(yùn)動，選項(xiàng)B正確；其位移x＝eq\f(1,2)at2，選項(xiàng)C錯誤；水平拉力的功率P＝Fv＝Fat，選項(xiàng)D正確．4．用豎直向上大小為30N的力F，將2kg的物體由沙坑外表靜止抬升1m時撤去力F，經(jīng)一段時間后，物體落入沙坑，測得落入沙坑的深度為20cm.假設(shè)忽略空氣阻力，g取10m/s2.那么物體克服沙坑的阻力所做的功為()【導(dǎo)學(xué)號：96622302】A．20J B．24JC．34J D．54JC將物體由沙坑外表靜止抬升1m的過程，由動能定理得Fh－mgh＝eq\f(1,2)mv2，撤去力F后由動能定理得mg(d＋h)－W＝0－eq\f(1,2)mv2，解得W＝Fh＋mgd＝30×1J＋2×10×0.2J＝34J，C正確．5.(2022·海南高考)如圖5-2-11所示，光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量為m的小球沿軌道做完整的圓周運(yùn)動．小球在最低點(diǎn)時對軌道的壓力大小為N1，在高點(diǎn)時對軌道的壓力大小為N2.重力加速度大小為g，那么N1－N2的值為()圖5-2-11A．3mg B．4mgC．5mg D．6mgD設(shè)小球在最低點(diǎn)時速度為v1，在最高點(diǎn)時速度為v2，根據(jù)牛頓第二定律有，在最低點(diǎn)：N1－mg＝eq\f(mv\o\al(2,1),R)，在最高點(diǎn)：N2＋mg＝eq\f(mv\o\al(2,2),R)；從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)，根據(jù)動能定理有mg·2R＝eq\f(mv\o\al(2,1),2)－eq\f(mv\o\al(2,2),2)，聯(lián)立可得：N1－N2＝6mg，應(yīng)選項(xiàng)D正確．6．(多項(xiàng)選擇)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，物體到達(dá)斜面頂端時速度為v，上升的高度為h，如圖5-2-12所示，那么在此過程中()圖5-2-12A．物體所受的合力做功為mgh＋eq\f(1,2)mv2B．物體所受的合力做功為eq\f(1,2)mv2C．人對物體做的功為mghD．人對物體做的功大于mghBD物體沿斜面做勻加速運(yùn)動，根據(jù)動能定理得W合＝WF－Wf－mgh＝eq\f(1,2)mv2，其中Wf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＝Wf＋mgh＋eq\f(1,2)mv2，A、C錯誤、B、D正確．7．如圖5-2-13所示，物體與三塊材料不同的地毯間的動摩擦因數(shù)分別為μ、2μ和3μ，三塊材料不同的地毯長度均為l，并排鋪在水平地面上，該物體以一定的初速度v0從a點(diǎn)滑上第一塊，那么物體恰好滑到第三塊的末尾d點(diǎn)停下來，物體在運(yùn)動中地毯保持靜止，假設(shè)讓物體從d點(diǎn)以相同的初速度水平向左運(yùn)動，那么物體運(yùn)動到某一點(diǎn)時的速度大小與該物體向右運(yùn)動到該位置的速度大小相等，那么這一點(diǎn)是()【導(dǎo)學(xué)號：96622303】圖5-2-13A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn)C．c點(diǎn) D．d點(diǎn)C對物體從a運(yùn)動到c，由動能定理，－μmgl－2μmgl＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，對物體從d運(yùn)動到c，由動能定理，－3μmgl＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得v2＝v1，選項(xiàng)C正確．8．(2022·天津高考)某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意如圖5-2-14所示，皮帶在電動機(jī)的帶動下保持v＝1m/s的恒定速度向右運(yùn)動，現(xiàn)將一質(zhì)量為m＝2kg的郵件輕放在皮帶上，郵件和皮帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5.設(shè)皮帶足夠長，g取10m/s2，在郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中，求：圖5-2-14(1)郵件滑動的時間t；(2)郵件對地的位移大小x；(3)郵件與皮帶間的摩擦力對皮帶做的功W.【解析】(1)設(shè)郵件放到皮帶上與皮帶發(fā)生相對滑動過程中受到的滑動摩擦力為F，那么F＝μmg ①取向右為正方向，對郵件應(yīng)用動量定理，有Ft＝mv－0 ②由①②式并代入數(shù)據(jù)得t＝0.2s． ③(2)郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中，對郵件應(yīng)用動能定理，有Fx＝eq\f(1,2)mv2－0 ④由①④式并代入數(shù)據(jù)得x＝0.1m． ⑤(3)郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中，設(shè)皮帶相對地面的位移為s，那么s＝vt ⑥摩擦力對皮帶做的功W＝－Fs ⑦由①③⑥⑦式并代入數(shù)據(jù)得W＝－2J． ⑧【答案】(1)0.2s(2)0.1m(3)－2JB級名校必刷題9．(多項(xiàng)選擇)(2022·浙江高考)如圖5-2-15所示為一滑草場．某條滑道由上下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45°和37°的滑道組成，滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為μ.質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經(jīng)過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計(jì)滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．那么()【導(dǎo)學(xué)號：96622304】圖5-2-15A．動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(6,7)B．載人滑草車最大速度為eq\r(\f(2gh,7))C．載人滑草車克服摩擦力做功為mghD．載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為eq\f(3,5)gAB由題意知，上、下兩段斜坡的長分別為s1＝eq\f(h,sin45°)、s2＝eq\f(h,sin37°)由動能定理(或功能關(guān)系)知：2mgh＝μmgs1cos45°＋μmgs2cos37°解得動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(6,7)，選項(xiàng)A正確；下落h時的速度最大，由動能定理知：mgh－μmgs1cos45°＝eq\f(1,2)mv2解得v＝eq\r(\f(2gh,7))，選項(xiàng)B正確；載人滑草車克服摩擦力做的功與重力做功相等，即W＝2mgh，選項(xiàng)C錯誤；滑草車在下段滑道上的加速度大小為a＝μgcos37°－gsin37°＝eq\f(3,35)g，選項(xiàng)D錯誤．10．(多項(xiàng)選擇)(2022·淮安模擬)如下圖5-2-16所示，固定斜面AD上有B、C兩點(diǎn)，且AB＝BC＝CD，小滑塊以初動能Ek0從A點(diǎn)出發(fā)，沿斜面向上運(yùn)動．假設(shè)整個斜面AD光滑，那么滑塊到達(dá)D位置速度恰好為零，而后下滑．現(xiàn)斜面AB局部與滑塊間處處有相同的摩擦力，其余局部BD無摩擦力，那么滑塊恰好滑到C位置速度為零，然后下滑，那么滑塊下滑到()圖5-2-16A．位置B時的動能為eq\f(Ek0,3)B．位置B時的動能為eq\f(Ek0,2)C．位置A時的動能為eq\f(Ek0,2)D．位置A時的動能為eq\f(Ek0,3)AD設(shè)斜面長3x、高為3h，假設(shè)斜面光滑，滑塊由底端到頂端過程中，－mg·3h＝0－Ek0 ①假設(shè)AB局部粗糙、其他局部光滑，滑塊由底端A到C過程中，－Ff·x－mg·2h＝0－Ek0 ②滑塊由C滑到B過程中，mgh＝EkB ③解①③可得：EkB＝eq\f(1,3)Ek0，A項(xiàng)正確；滑塊由C滑到A過程中，mg·2h－Ff·x＝EkA ④解①②④三式得：EkA＝eq\f(Ek0,3)，D項(xiàng)正確．11．在豎直平面內(nèi)固定一軌道ABCO，AB段水平放置，長為4m，BCO段彎曲且光滑；一質(zhì)量為1.0kg、可視作質(zhì)點(diǎn)的圓環(huán)套在軌道上，圓環(huán)與軌道AB段之間的動摩擦因數(shù)為0.5.建立如圖5-2-17所示的直角坐標(biāo)系，圓環(huán)在沿x軸正方向的恒力F作用下，從A(－7,2)點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，到達(dá)原點(diǎn)O時撤去恒力F，圓環(huán)從O(0,0)點(diǎn)水平飛出后經(jīng)過D(6,3)點(diǎn)．重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力．求：【導(dǎo)學(xué)號：96622305】圖5-2-17(1)圓環(huán)到達(dá)O點(diǎn)時的速度大??；(2)恒力F的大??；(3)圓環(huán)在AB段運(yùn)動的時間．【解析】(1)圓環(huán)從O到D過程中做平拋運(yùn)動x＝v0ty＝eq\f(1,2)gt2讀圖得x＝6m，y＝3mv0＝eq\r(60)m/s＝7.75m/s.(2)圓環(huán)從A到O過程中，根據(jù)動能定理FxAO－μmgxAB－mgy′＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)代入數(shù)據(jù)得F＝10N.(3)圓環(huán)從A到B過程中，根據(jù)牛頓第二定律F－μmg＝maxAB＝eq\f(1,2)at2代入數(shù)據(jù)得t＝eq\r(\f(8,5))s＝1.26s.【答案】(1)7.75m/s(2)10N(3)1.26s12．(2022·山東高考)如圖5-2-18甲所示，物塊與質(zhì)量為m的小球通過不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩跨過兩等高定滑輪連接．物塊置于左側(cè)滑輪正下方的外表水平的壓力傳感裝置上，小球與右側(cè)滑輪的距離為l.開始時物塊和小球均靜止，將此時傳感裝置的示數(shù)記為初始值．現(xiàn)給小球施加一始終垂直于l段細(xì)繩的力，將小球緩慢拉起至細(xì)繩與豎直方向成60°角，如圖乙所示，此時傳感器裝置的示數(shù)為初始值的1.25倍；再將小球由靜止釋放，當(dāng)運(yùn)動至最低位置時，傳感裝置的示數(shù)為初始值的0.6倍．不計(jì)滑輪的大小和摩擦，重力加速度的大小為g.求：甲乙圖5-2-18(1)物塊的質(zhì)量；(2)從釋放到運(yùn)動至最低位置的過程中，小球克服空氣阻力所做的功．【解析】(1)設(shè)開始時細(xì)繩的拉力大小為T1，傳感裝置的初始值為F1，物塊質(zhì)量為M，由平衡條件得對小球，T1＝mg ①對物塊，F(xiàn)1＋T1＝Mg ②當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60°時，設(shè)細(xì)繩的拉力大小為T2，傳感裝置的示數(shù)為F2，據(jù)題意可知，F(xiàn)2＝1.25F1對小球，T2＝mgcos60° ③對物塊，F(xiàn)