江蘇省2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章機(jī)械能及其守恒定律高考熱點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練6動(dòng)能定理的應(yīng)用含解析

PAGEPAGE1高考熱點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練6動(dòng)能定理的應(yīng)用1．A、B兩物體在光滑水平面上，分別在相同的水平恒力F作用下，由靜止起先通過相同的位移l.若A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，則在這一過程中()A．A獲得的動(dòng)能較大B．B獲得的動(dòng)能較大C．A、B獲得的動(dòng)能一樣大D．無法比較A、B獲得的動(dòng)能大小答案C解析由動(dòng)能定理可知恒力F做功W＝Fl＝eq\f(1,2)mv2－0，因?yàn)镕、l相同，所以A、B獲得的動(dòng)能一樣大，C正確．2.剎車距離是衡量汽車平安性能的重要參數(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的摩擦是滑動(dòng)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改變更快，甲車的剎車性能好B．乙車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)較大，乙車的剎車性能好C．以相同的車速起先剎車，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改變更快，甲車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)較大答案B解析對剎車過程，由動(dòng)能定理可知－μmgl＝0－eq\f(1,2)mv2，得l＝eq\f(v2,2μg)＝eq\f(v2,2a)，結(jié)合題圖可知甲車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)小，乙車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)大，剎車時(shí)的加速度大小a＝μg，以相同的車速起先剎車，乙車先停下來，乙車剎車性能好，B正確．3．(多選)質(zhì)量為1kg的物體靜止在粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下運(yùn)動(dòng)，如圖2甲所示，外力F和物體克服摩擦力Ff做的功與物體位移的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2.下列說法正確的是()圖2A．物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2B．物體運(yùn)動(dòng)的位移為13mC．物體在前3m運(yùn)動(dòng)過程中的加速度為3m/s2D．x＝9m時(shí)，物體的速度為3eq\r(2)m/s答案ACD4．(多選)如圖3所示，在離地面高為H處以水平速度v0拋出一質(zhì)量為m的小球，經(jīng)時(shí)間t，小球離水平地面的高度變?yōu)閔，此時(shí)小球的動(dòng)能為Ek，重力勢能為Ep(選水平地面為零勢能參考面，不計(jì)空氣阻力)．下列圖象中大致能反映小球動(dòng)能Ek、重力勢能Ep改變規(guī)律的是()圖3答案AD解析由動(dòng)能定理可知，mg(H－h(huán))＝Ek－Ek0，即Ek＝Ek0＋mgH－mgh，Ek－h(huán)圖象為一次函數(shù)圖象，B項(xiàng)錯(cuò)誤；又Ek＝Ek0＋eq\f(1,2)mg2t2，可知Ek－t圖象為開口向上的拋物線，A項(xiàng)正確；由重力勢能定義式有Ep＝mgh，Ep－h(huán)為正比例函數(shù)，D項(xiàng)正確；由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：H－h(huán)＝eq\f(1,2)gt2，所以Ep＝mg(H－eq\f(1,2)gt2)，所以Ep－t圖象不是直線，C項(xiàng)錯(cuò)誤．5.如圖4所示，質(zhì)量為m的鋼制小球，用長為l的細(xì)線懸掛在O點(diǎn)．將小球拉至與O等高的C點(diǎn)后(細(xì)線伸直)由靜止釋放．小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)對細(xì)線的拉力為2mg，若在B點(diǎn)用小錘頭向左敲擊小球一下，瞬間給它補(bǔ)充機(jī)械能ΔE，小球就能恰好擺到與C等高的A點(diǎn)．設(shè)空氣阻力只與運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)，且運(yùn)動(dòng)速度越大空氣阻力就越大．則以下關(guān)系正確的是()圖4A．ΔE>mgl B．ΔE<eq\f(1,2)mglC．ΔE＝eq\f(1,2)mgl D.eq\f(1,2)mgl<ΔE<mgl答案A解析設(shè)小球由C到B的運(yùn)動(dòng)過程中克服空氣阻力做功Wf1，由動(dòng)能定理知，mgl－Wf1＝eq\f(1,2)mvB2，在B點(diǎn)，由牛頓其次定律知：FT－mg＝meq\f(vB2,l)，其中FT＝2mg，故Wf1＝eq\f(1,2)mgl；在B點(diǎn)給小球補(bǔ)充機(jī)械能即動(dòng)能后，小球恰好運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，由動(dòng)能定理知：－mgl－Wf2＝0－(eq\f(1,2)mvB2＋ΔE)，由以上各式得ΔE＝Wf2＋Wf1，由題意知，上升過程中的平均速度大于下降過程中的平均速度，所以Wf2>Wf1，即ΔE>mgl，A正確．6.如圖5所示，質(zhì)量為m的小球，從離地面高H處由靜止起先釋放，落到地面后接著陷入泥中h深度而停止．設(shè)小球受到的空氣阻力為Ff，重力加速度為g，則下列說法正確的是()圖5A．小球落地時(shí)動(dòng)能等于mgHB．小球陷入泥中的過程中克服泥的阻力所做的功小于剛落到地面時(shí)的動(dòng)能C．整個(gè)過程中小球克服阻力做的功等于mg(H＋h)D．小球在泥中受到的平均阻力為mg(1＋eq\f(H,h))答案C解析小球從靜止起先釋放到落到地面的過程，由動(dòng)能定理得mgH－FfH＝eq\f(1,2)mv02，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)泥的平均阻力為Ff′，小球陷入泥中的過程，由動(dòng)能定理得mgh－Ff′h＝0－eq\f(1,2)mv02，解得Ff′h＝mgh＋eq\f(1,2)mv02，F(xiàn)f′＝mg(1＋eq\f(H,h))－eq\f(FfH,h)，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；對全過程應(yīng)用動(dòng)能定理可知，整個(gè)過程中小球克服阻力做的功等于mg(H＋h)，選項(xiàng)C正確．7.山地滑雪是人們寵愛的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)．一滑雪道ABC的底部是一個(gè)半徑為R的圓，圓與雪道相切于C點(diǎn)，C點(diǎn)的切線沿水平方向，C點(diǎn)與水平雪地之間是高為H的峭壁，D是圓的最高點(diǎn)，如圖6所示．運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止下滑，剛好經(jīng)過光滑圓軌道最高點(diǎn)D旋轉(zhuǎn)一周，再滑到C點(diǎn)后水平拋出，當(dāng)拋出時(shí)間為t時(shí)，迎面遭受一股強(qiáng)風(fēng)，運(yùn)動(dòng)員最終落到了雪地上，落地時(shí)速度大小為v.已知運(yùn)動(dòng)員連同滑雪裝備總質(zhì)量為m，重力加速度為g，不計(jì)遭受強(qiáng)風(fēng)前的空氣阻力和雪道的摩擦阻力，求：圖6(1)A、C的高度差h；(2)運(yùn)動(dòng)員剛遭受強(qiáng)風(fēng)時(shí)的速度大小及距地面的高度；(3)強(qiáng)風(fēng)對運(yùn)動(dòng)員所做的功．答案(1)eq\f(5,2)R(2)eq\r(5gR＋g2t2)H－eq\f(1,2)gt2(3)eq\f(1,2)mv2－mg(H＋eq\f(5,2)R)解析(1)運(yùn)動(dòng)員剛好經(jīng)過光滑圓軌道最高點(diǎn)，則其速度滿意mg＝eq\f(mvD2,R)，A→D過程，由動(dòng)能定理有mg(h－2R)＝eq\f(1,2)mvD2聯(lián)立解得h＝eq\f(5,2)R.(2)運(yùn)動(dòng)員從A到C由動(dòng)能定理有mgh＝eq\f(1,2)mv02可得v0＝eq\r(5gR)在圓軌道旋轉(zhuǎn)一周后運(yùn)動(dòng)員做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員遭受強(qiáng)風(fēng)時(shí)，在豎直方向上的速度v′＝gt則運(yùn)動(dòng)員遭受強(qiáng)風(fēng)時(shí)的速度大小為：v1＝eq\r(v02＋v′2)＝eq\r(5gR＋g2t2)下落高度為