高中物理重點強化卷4動能定理和機械能守恒定律粵教版必修2

重點強化卷(四)動能定理和機械能守恒定律(建議用時：60分鐘)一、選擇題1．(2015·四川高考)在同一位置以相同的速率把三個小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出，不計空氣阻力，則落在同一水平地面時的速度大小()A．一樣大 B．水平拋的最大C．斜向上拋的最大 D．斜向下拋的最大【解析】不計空氣阻力的拋體運動，機械能守恒．故以相同的速率向不同的方向拋出落至同一水平地面時，物體速度的大小相等．故只有選項A正確．【答案】A2．(多選)質(zhì)量為m的物體，從靜止開始以a＝eq\f(1,2)g的加速度豎直向下運動h米，下列說法中正確的是()A．物體的動能增加了eq\f(1,2)mghB．物體的動能減少了eq\f(1,2)mghC．物體的勢能減少了eq\f(1,2)mghD．物體的勢能減少了mgh【解析】物體的合力為ma＝eq\f(1,2)mg，向下運動h米時合力做功eq\f(1,2)mgh，根據(jù)動能定理可知物體的動能增加了eq\f(1,2)mgh，A對，B錯；向下運動h米過程中重力做功mgh，物體的勢能減少了mgh，D對．【答案】AD3．如圖1所示，AB為eq\f(1,4)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，與兩個軌道的動摩擦因數(shù)都為μ，當(dāng)它由軌道頂端A從靜止下滑時，恰好運動到C處停止，那么物體在AB段克服摩擦力做功為()【導(dǎo)學(xué)號：35390073】圖1A.eq\f(1,2)μmgR B.eq\f(1,2)mgRC．mgR D．(1－μ)mgR【解析】設(shè)物體在AB段克服摩擦力所做的功為WAB，物體從A到C的全過程，根據(jù)動能定理有mgR－WAB－μmgR＝0，所以有WAB＝mgR－μmgR＝(1－μ)mgR.【答案】D4．如圖2所示，木板長為l，木板的A端放一質(zhì)量為m的小物體，物體與板間的動摩擦因數(shù)為μ.開始時木板水平，在繞O點緩慢轉(zhuǎn)過一個小角度θ的過程中，若物體始終保持與板相對靜止．對于這個過程中各力做功的情況，下列說法中正確的是()圖2A．摩擦力對物體所做的功為mglsinθ(1－cosθ)B．彈力對物體所做的功為mglsinθcosθC．木板對物體所做的功為mglsinθD．合力對物體所做的功為mglcosθ【解析】重力是恒力，可直接用功的計算公式，則WG＝－mgh；摩擦力雖是變力，但因摩擦力方向上物體沒有發(fā)生位移，所以Wf＝0；因木塊緩慢運動，所以合力F合＝0，則W合＝0；因支持力FN為變力，不能直接用公式求它做的功，由動能定理W合＝ΔEk知，WG＋WN＝0，所以WN＝－WG＝mgh＝mglsinθ.【答案】C5.(多選)如圖3所示，一個質(zhì)量為m的物體以某一速度從A點沖上傾角為30°的光滑斜面，這個物體在斜面上上升的最大高度為h，則在此過程中()圖3A．物體的重力勢能增加了mghB．物體的機械能減少了mghC．物體的動能減少了mghD．物體的機械能不守恒【解析】物體在斜面上上升的最大高度為h，重力對物體做負(fù)功W＝－mgh，物體的重恒定律，有mgH－mg·2R＝eq\f(1,2)mv2，所以H＞2R，故選項C正確，選項D錯誤；小球從A點水平拋出時的速度v＝eq\r(2gH－4gR)，小球離開A點后做平拋運動，則有2R＝eq\f(1,2)gt2，水平位移x＝vt，聯(lián)立以上各式可得水平位移x＝2eq\r(2RH－4R2)，選項A錯誤，選項B正確．【答案】BC二、計算題10．右端連有光滑弧形槽的水平桌面AB長L＝1.5m，如圖8所示．將一個質(zhì)量為m＝0.5kg的木塊在F＝1.5N的水平拉力作用下，從桌面上的A端由靜止開始向右運動，木塊到達B端時撤去拉力F，木塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，g取10m/s2.求：圖8(1)木塊沿弧形槽上升的最大高度；(2)木塊沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑動的最大距離.【導(dǎo)學(xué)號：35390074】【解析】(1)設(shè)木塊沿弧形槽上升的最大高度為h，由動能定理知(F－μmg)L－mgh＝0得h＝eq\f(F－μmgL,mg)＝eq\f(1.5－0.2×0.5×10×1.5,0.5×10)m＝0.15m.(2)設(shè)木塊滑回B端后，在水平桌面上滑動的最大距離為s，由動能定理知，mgh－μmgs＝0得s＝eq\f(h,μ)＝0.75m.【答案】(1)0.15m(2)0.75m11．如圖9所示，質(zhì)量m＝50kg的跳水運動員從距水面高h＝10m的跳臺上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最終落入水中．若忽略運動員的身高和受到的阻力，g取10m/s2，求：圖9(1)運動員在跳臺上時具有的重力勢能(以水面為參考平面)；(2)運動員起跳時的動能；(3)運動員入水時的速度大小．【解析】(1)以水平面為零重力勢能參考平面，則運動員在跳臺上時具有的重力勢能為Ep＝mgh＝5000J.(2)運動員起跳時的速度為v0＝5m/s，則運動員起跳時的動能為Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝625J.(3)解法一：應(yīng)用機械能守恒定律運動員從起跳到入水過程中，只有重力做功，運動員的機械能守恒，則mgh＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝15m/s.解法二：應(yīng)用動能定理運動員從起跳到入水過程中，其他力不做功，只有重力做功，故合外力做的功為W合＝mgh，根據(jù)動能定理可得，mgh＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得v＝15m/s.【答案】(1)5000J(2)625J(3)15m/s12．(2015·海南高考)如圖10所示，位于豎直水平面內(nèi)的光滑軌道由四分之一圓弧ab和拋物線bc組成，圓弧半徑Oa水平，b點為拋物線頂點．已知h＝2m，s＝eq\r(2)m．重力加速度大小g取10m/s2.圖10(1)一小環(huán)套在軌道上從a點由靜止滑下，當(dāng)其在bc段軌道運動時，與軌道之間無相互作用力，求圓弧軌道的半徑；(2)若環(huán)從b點由靜止因微小擾動而開始滑下，求環(huán)到達c點時速度的水平分量的大小.【導(dǎo)學(xué)號：35390075】【解析】(1)一小環(huán)套在bc段軌道運動時，與軌道之間無相互作用力，則說明下落到b點時的速度，使得小環(huán)套做平拋運動的軌跡與軌道bc重合，故有s＝vbt①，h＝eq\f(1,2)gt2②，從ab滑落過程中，根據(jù)動能定理可得mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,b)③，聯(lián)立①②③可得R＝eq\f(s2,4h)＝0.25m.(2)下滑過程中，初速度為零，只有重力做功，根據(jù)動能定理可得mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,c)④因為物體滑到c點時與豎直方向的夾角等于(1)問中做平拋運動過程中經(jīng)過c點時速度與豎直方向的夾角相等，設(shè)為θ，則根據(jù)平拋運動規(guī)律可知sinθ＝eq\f(vb,