（江蘇專用）高考物理總復(fù)習 課時跟蹤檢測（十六）動能定理-人教版高三物理試題

課時跟蹤檢測(十六)動能定理一、單項選擇題1.剎車距離是衡量汽車安全性能的重要參數(shù)之一。如圖1所示的圖線1、2分別為甲、乙兩輛汽車在緊急剎車過程中的剎車距離l與剎車前的車速v的關(guān)系曲線，已知緊急剎車過程中車與地面間是滑動摩擦。據(jù)此可知，下列說法中正確的是()圖1A．甲車的剎車距離隨剎車前的車速v變化快，甲車的剎車性能好B．乙車與地面間的動摩擦因數(shù)較大，乙車的剎車性能好C．以相同的車速開始剎車，甲車先停下來，甲車的剎車性能好D．甲車的剎車距離隨剎車前的車速v變化快，甲車與地面間的動摩擦因數(shù)較大2．(2014·浙江五校聯(lián)考)用豎直向上大小為30N的力F，將2kg的物體由沙坑表面靜止抬升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。若忽略空氣阻力，g取10m/s2。則物體克服沙坑的阻力所做的功為()A．20J B．24JC．34J D．54J3．如圖2所示，質(zhì)量相同的物體分別自斜面AC和BC的頂端由靜止開始下滑，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)都相同，物體滑到斜面底部C點時的動能分別為Ek1和Ek2，下滑過程中克服摩擦力所做的功分別為W1和W2，則()圖2A．Ek1>Ek2W1<W2 B．Ek1>Ek2W1＝W2C．Ek1＝Ek2W1>W2 D．Ek1<Ek2W1>W24.(2014·常州模擬)如圖3所示，將質(zhì)量為m的小球以速度v0由地面豎直向上拋出。小球落回地面時，其速度大小為eq\f(3,4)v0。設(shè)小球在運動過程中所受空氣阻力的大小不變，則空氣阻力的大小等于()圖3A.eq\f(3,4)mg B.eq\f(3,16)mgC.eq\f(7,16)mg D.eq\f(7,25)mg5．(2014·南昌模擬)質(zhì)量為10kg的物體，在變力F作用下沿x軸做直線運動，力隨坐標x的變化情況如圖4所示。物體在x＝0處，速度為1m/s，一切摩擦不計，則物體運動到x＝16m處時，速度大小為()圖4A．2eq\r(2)m/s B．3m/sC．4m/s D.eq\r(17)m/s6.(2014·山東高考)2013年我國相繼完成“神十”與“天宮”對接、“嫦娥”攜“玉兔”落月兩大航天工程。某航天愛好者提出“玉兔”回家的設(shè)想：如圖5，將攜帶“玉兔”的返回系統(tǒng)由月球表面發(fā)射到h高度的軌道上，與在該軌道繞月球做圓周運動的飛船對接，然后由飛船送“玉兔”返回地球。設(shè)“玉兔”質(zhì)量為m，月球半徑為R，月面的重力加速度為g月。以月面為零勢能面，“玉兔”在h高度的引力勢能可表示為Ep＝eq\f(GMmh,RR＋h)，其中G為引力常量，M為月球質(zhì)量。若忽略月球的自轉(zhuǎn)，從開始發(fā)射到對接完成需要對“玉兔”做的功為()圖5A.eq\f(mg月R,R＋h)(h＋2R) B.eq\f(mg月R,R＋h)(h＋eq\r(2)R)C.eq\f(mg月R,R＋h)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h＋\f(\r(2),2)R)) D.eq\f(mg月R,R＋h)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h＋\f(1,2)R))二、多項選擇題7.(2014·鹽城一模)如圖6所示，粗糙程度處處相同的圓弧軌道ABC，豎直放置時A與圓心等高，B為最低點?，F(xiàn)將一物塊從A處無初速度釋放，恰好能運動到C靜止。下列方案中可能使物塊返回到A點的是()圖6A．給物塊一個沿軌道切線方向的初速度B．施加豎直向下的力一段時間后再撤去C．施加一個水平向左的力使物塊緩慢回到A點D．用始終沿軌道切線方向的力使物塊緩慢回到A點8.(2014·吉林摸底)光滑水平面上靜止的物體，受到一個水平拉力F作用開始運動，拉力隨時間變化如圖7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，下列四個圖像中分別定性描述了這些物理量隨時間變化的情況，正確的是()圖7圖89.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，到達斜面頂端的速度為v，如圖9所示。則在此過程中()圖9A．物體所受的合外力做功為mgh＋eq\f(1,2)mv2B．物體所受的合外力做功為eq\f(1,2)mv2C．人對物體做的功為mghD．人對物體做的功大于mgh10．太陽能汽車是靠太陽能來驅(qū)動的汽車。當太陽光照射到汽車上方的光電板時，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機帶動汽車前進。設(shè)汽車在平直的公路上由靜止開始勻加速行駛，經(jīng)過時間t，速度為v時功率達到額定功率，并保持不變。之后汽車又繼續(xù)前進了距離s，達到最大速度vmax。設(shè)汽車質(zhì)量為m，運動過程中所受阻力恒為f，則下列說法正確的是()A．汽車的額定功率為fvmaxB．汽車勻加速運動過程中，克服阻力做功為fvtC．汽車從靜止開始到速度達到最大值的過程中，牽引力所做的功為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)－eq\f(1,2)mv2D．汽車從靜止開始到速度達到最大值的過程中，合力所做的功為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)三、非選擇題11.(2014·東北三省四市模擬)如圖10所示，QB段為一半徑為R＝1m的光滑圓弧軌道，AQ段為一長度為L＝1m的粗糙水平軌道，兩軌道相切于Q點，Q在圓心O的正下方，整個軌道位于同一豎直平面內(nèi)。物塊P的質(zhì)量為m＝1kg(可視為質(zhì)點)，P與AQ間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，若物塊P以速度v0從A點滑上水平軌道，到C點后又返回A點時恰好靜止。(取g＝10m/s2)求：圖10(1)v0的大??；(2)物塊P第一次剛通過Q點時對圓弧軌道的壓力。12．(2013·徐州、淮安、宿遷調(diào)研)如圖11所示，傾角為37°的粗糙斜面AB底端與半徑R＝0.4m的光滑半圓軌道BC平滑相連，O為軌道圓心，BC為圓軌道直徑且處于豎直方向，A、C兩點等高。質(zhì)量m＝1kg的滑塊從A點由靜止開始下滑，恰能滑到與O等高的D點，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。圖11(1)求滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ。(2)若使滑塊能到達C點，求滑塊從A點沿斜面滑下時的初速度v0的最小值。(3)若滑塊離開C處的速度大小為4m/s，求滑塊從C點飛出至落到斜面上的時間t。答案1．選B在剎車過程中，由動能定理可知：μmgl＝eq\f(1,2)mv2，得l＝eq\f(v2,2μg)＝eq\f(v2,2a)可知，甲車與地面間動摩擦因數(shù)小(題圖線1)，乙車與地面間動摩擦因數(shù)大(題圖線2)，剎車時的加速度a＝μg，乙車剎車性能好；以相同的車速開始剎車，乙車先停下來。B正確。2．選C用豎直向上大小為30N的力F，將2kg的物體由沙坑表面靜止抬升1m時，由動能定理，F(xiàn)h－mgh＝eq\f(1,2)mv2，撤去力F后由動能定理，mg(d＋h)－W＝0－eq\f(1,2)mv2，聯(lián)立解得W＝mg(d＋h)＋Fh－mgh＝Fh＋mgd＝30×1J＋2×10×0.2J＝34J。選項C正確。3．選B設(shè)斜面的傾角為θ，斜面的底邊長為x，則下滑過程中克服摩擦力做的功為W＝μmgcosθ·x/cosθ＝μmgx，所以兩種情況下克服摩擦力做的功相等。又由于B的高度比A低，所以由動能定理可知Ek1>Ek2。故選B。4．選D對小球向上運動，由動能定理，－(mg＋f)H＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，對小球向下運動，由動能定理，(mg－f)H＝eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)v0))2，聯(lián)立解得f＝eq\f(7,25)mg，選項D正確。5．選B由圖可知變力F做的正功W1＝10×4J＋10×4×eq\f(1,2)J＝60J，變力F做的負功大小W2＝10×4×eq\f(1,2)J＝20J，由動能定理得：W1－W2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，即60－20＝eq\f(1,2)×10veq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)×10×12，解得：v2＝3m/s，故B正確。6．選D根據(jù)題意可知，要使“玉兔”和飛船在距離月球表面高為h的軌道上對接，若不考慮月球的自轉(zhuǎn)影響，從開始發(fā)射到完成對接需要對“玉兔”做的功應(yīng)為克服月球的萬有引力做的功與在該軌道做圓周運動的動能之和，所以W＝Ep＋Ek，Ep＝eq\f(GMmh,RR＋h)，再根據(jù)：eq\f(GMm,R＋h2)＝eq\f(mv2,R＋h)，可求得需要的動能為：Ek＝eq\f(GMm,2R＋h)，再聯(lián)系：GM＝g月R2，由以上三式可求得，從開始發(fā)射到完成對接需要對“玉兔”做的功應(yīng)為：W＝eq\f(mg月R,R＋h)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h＋\f(1,2)R))，所以該題正確選項為D。7．選AD物塊從A處無初速度釋放，恰好能運動到C靜止，則mgh－Wf＝0，得：Wf＝mgh，給物塊一個沿軌道切線方向的初速度，若初速足夠大，即能滿足－mgh－Wf＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，則物塊能回到A點，A正確；施加豎直向下的拉力相當于增加了物體的重力，因物體只受重力時在C點靜止，則施加F后，由于增大了摩擦力，則物體不會運動，更不會回到A點，故B錯誤；施加水平向左的拉力使物體緩慢運動，則它最多只能到達D點(OD垂直于OC)，原因與選項B相同，故C錯誤；用始終沿切線的拉力，則可以保證物體的拉力與重力、摩擦力、支持力相互平衡，并且拉力的功能克服重力及摩擦力的功，故可使物體緩慢回到A點，故D正確。8．選BD由動能定理，F(xiàn)x＝Feq\f(1,2)at2＝Ek，選項A錯誤；在水平拉力F作用下，做勻加速直線運動，選項B正確；其位移x＝eq\f(1,2)at2，選項C錯誤；水平拉力的功率P＝Fv＝Fat，選項D正確。9．選BD物體沿斜面做勻加速運動，根據(jù)動能定理：W合＝WF－WFf－mgh＝eq\f(1,2)mv2，其中WFf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＝WFf＋mgh＋eq\f(1,2)mv2，A、C錯誤，B、D正確。10．選AD當汽車達到最大速度時牽引力與阻力平衡，功率為額定功率，則可知選項A正確；汽車勻加速運動過程中通過的位移x＝eq\f(1,2)vt，克服阻力做功為W＝eq\f(1,2)fvt，選項B錯誤；根據(jù)動能定理可得WF－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)－0，Wf＝eq\f(1,2)fvt＋fs，可知選項C錯誤、D正確。11．解析：(1)物塊P從A到C又返回A的過程中，由動能定理有－μmg·2L＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)解得v0＝eq\r(4μgL)＝2m/s(2)設(shè)物塊P在Q點的速度為v，Q點軌道對P的支持力為F，由動能定理和牛頓定律有：－μmgL＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)F－mg＝meq\f(v2,R)解得：F＝12N由牛頓第三定律可知，物塊P對Q點的壓力大小為12N，方向豎直向下。答案：(1)2m/s(2)12N方向豎直向下12．解析：(1)滑塊由A到D過程，根據(jù)動能定理，有：mg(2R－R)－μmgcos37°·eq\f(2R,sin37°)＝0－0得μ＝eq\f(1,2)tan37°＝0.375。(2)若滑塊能到達C點，根據(jù)牛頓第二定律有mg＝eq\f(mv\o\al(2,C),R)則得vC≥eq\r(Rg)＝2m/sA到C的過程：根據(jù)動能定理有－μ