2024高考物理一輪復(fù)習(xí)規(guī)范演練21動(dòng)能定理及其應(yīng)用含解析新人教版

PAGE6-規(guī)范演練21動(dòng)能定理及其應(yīng)用[抓基礎(chǔ)]1.（2024·全國(guó)卷Ⅱ）如圖，某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱，使它從靜止起先沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度.木箱獲得的動(dòng)能肯定（）A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功答案：A2.（2024·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.忽視空氣阻力，該過(guò)程中小球的動(dòng)能Ek與時(shí)間t的關(guān)系圖象是（）ABCD答案：A3.小球P和Q用不行伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短.將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖所示.將兩球由靜止釋放.在各自軌跡的最低點(diǎn)（）A.P球的速度肯定大于Q球的速度B.P球的動(dòng)能肯定小于Q球的動(dòng)能C.P球所受繩的拉力肯定大于Q球所受繩的拉力D.P球的向心加速度肯定小于Q球的向心加速度答案：C4.物體靜止在光滑水平面上，先對(duì)物體施加一水平向右的恒力F1，經(jīng)時(shí)間t撤去F1，馬上再對(duì)它施加一水平向左的恒力F2，又經(jīng)時(shí)間3t物體回到動(dòng)身點(diǎn)，在這一過(guò)程中，F(xiàn)1、F2分別對(duì)物體做的功W1、W2之間的關(guān)系是（）A.W1∶W2＝1∶1 B.W1∶W2＝2∶3C.W1∶W2＝9∶5 D.W1∶W2＝9∶7答案：D5.（2024·河南鄭州質(zhì)檢）如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一小球向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面.設(shè)小球在斜面最低點(diǎn)A的速度為v，壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面高度為h，不計(jì)小球與彈簧碰撞過(guò)程中的能量損失，則彈簧被壓縮至C點(diǎn)的過(guò)程，彈簧對(duì)小球做的功為（）A.mgh－eq\f(1,2)mv2 B.eq\f(1,2)mv2－mghC.mgh＋eq\f(1,2)mv2 D.mgh答案：A6.（多選）（2024·遼寧五校聯(lián)考）在某一粗糙的水平面上，一質(zhì)量為2kg的物體在水平恒定拉力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，拉力漸漸減小，且當(dāng)拉力減小到零時(shí)，物體剛好停止運(yùn)動(dòng)，圖中給出了拉力隨位移變更的關(guān)系圖象.已知重力加速度g取10m/s2.依據(jù)以上信息能精確得出或估算得出的物理量有（）A.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)B.合外力對(duì)物體所做的功C.物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度D.物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間答案：ABC7.（2024·衡水中學(xué)模擬）有兩條滑道平行建立，左側(cè)相同而右側(cè)有差異，一個(gè)滑道的右側(cè)水平，另一個(gè)的右側(cè)是斜坡.某滑雪者保持肯定姿態(tài)坐在雪橇上不動(dòng)，從h1高處的A點(diǎn)由靜止起先沿傾角為θ的雪道下滑，最終停在與A點(diǎn)水平距離為s的水平雪道上.接著改用另一個(gè)滑道，還從與A點(diǎn)等高的位置由靜止起先下滑，結(jié)果能沖上另一個(gè)傾角為α的雪道上h2高處的E點(diǎn)停下.若動(dòng)摩擦因數(shù)到處相同，且不考慮雪橇在路徑轉(zhuǎn)折處的能量損失，則（）A.動(dòng)摩擦因數(shù)為tanθ B.動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(h1,s)C.傾角α肯定大于θ D.傾角α可以大于θ答案：B8.（2024·寧夏石嘴山模擬）質(zhì)量為m的小球被系在輕繩一端，在豎直平面內(nèi)作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受到空氣阻力的作用.設(shè)某一時(shí)刻小球通過(guò)軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)繩子的張力為7mg，此后小球接著做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周恰能通過(guò)最高點(diǎn)，則在此過(guò)程中小球克服空氣阻力所做的功為（）A.0.25mgR B.0.3mgRC.0.5mgR D.mgR解析：最低點(diǎn)時(shí)：7mg－mg＝eq\f(mveq\o\al(2,1),R)，則最低點(diǎn)速度v1＝eq\r(6gR)，最高點(diǎn)時(shí)：mg＝eq\f(mveq\o\al(2,2),R)，則最高點(diǎn)速度v2＝eq\r(gR)，由動(dòng)能定理有－2mgR＋Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，解得：Wf＝－0.5mgR，故克服空氣阻力做功為W克＝|Wf|＝0.5mgR，選項(xiàng)C正確.答案：C[提素養(yǎng)]9.（多選）質(zhì)量為1kg的物體靜止在水平粗糙的地面上，在一水平外力F的作用下運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示，外力F對(duì)物體所做的功、物體克服摩擦力Ff做的功W與物體位移x的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2.下列分析正確的是（）A.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(guò)程中的加速度為3m/s2D.x＝9m時(shí)，物體的速度為3eq\r(2)m/s解析：由Wf＝Ffx對(duì)應(yīng)題圖乙可知，物體與地面之間的滑動(dòng)摩擦力Ff＝2N，由Ff＝μmg可得μ＝0.2，A正確；由WF＝Fx對(duì)應(yīng)題圖乙可知，前3m內(nèi)，拉力F1＝5N，物體在前3m內(nèi)的加速度a1＝eq\f(F1－Ff,m)＝3m/s2，C正確；由動(dòng)能定理得：WF－Ffx＝eq\f(1,2)mv2，可得：x＝9m時(shí)，物體的速度為v＝3eq\r(2)m/s，D正確；物體的最大位移xm＝eq\f(WF,Ff)＝13.5m，B錯(cuò)誤.答案：ACD10.（多選）（2024·江西吉安質(zhì)檢）如圖所示，三個(gè)質(zhì)量相等的小球A、B、C從圖中所示的位置以相同的速度v0水平向左拋出，最終都能到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O，不計(jì)空氣阻力，x軸沿水平地面，則可以推斷A、B、C三個(gè)小球（）A.初始時(shí)刻縱坐標(biāo)之比為1∶2∶3B.在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1∶3∶5C.從拋出至到達(dá)O點(diǎn)過(guò)程中，動(dòng)能的增加量之比為1∶4∶9D.到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，重力的瞬時(shí)功率之比為1∶2∶3解析：依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律x＝v0t，由于水平初速度相同，A、B、C水平位移之比為1∶2∶3，所以它們?cè)诳罩羞\(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1∶2∶3，B錯(cuò)誤；初始時(shí)刻縱坐標(biāo)之比為小球的下落高度之比，依據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2，初始時(shí)刻縱坐標(biāo)之比為1∶4∶9，A錯(cuò)誤；依據(jù)動(dòng)能定理可知WG＝mgh＝ΔEk，則動(dòng)能的增加量之比為1∶4∶9，C正確；到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，設(shè)落地時(shí)豎直分速度為vy，而vy＝gt，則重力的瞬時(shí)功率P＝mgvy＝mg·gt，三個(gè)小球落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率之比為1∶2∶3，D正確.答案：CD11.（2024·安徽二模）合肥開(kāi)往上海的動(dòng)車(chē)組D3028是由動(dòng)車(chē)和拖車(chē)編組而成，只有動(dòng)車(chē)供應(yīng)動(dòng)力.假定該列動(dòng)車(chē)組由8節(jié)車(chē)廂組成，第1節(jié)和第5節(jié)車(chē)廂為動(dòng)車(chē)，每節(jié)動(dòng)車(chē)的額定功率均為P0，每節(jié)車(chē)廂的總質(zhì)量為m，動(dòng)車(chē)組運(yùn)行過(guò)程中所受阻力為車(chē)重的k倍.假設(shè)動(dòng)車(chē)組以額定功率從合肥南站啟動(dòng)，沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t0速度達(dá)到最大，重力加速度為g.求：（1）當(dāng)動(dòng)車(chē)組速度達(dá)到最大速度一半時(shí)的加速度和此時(shí)第6節(jié)車(chē)廂對(duì)第7節(jié)車(chē)廂的拉力；（2）動(dòng)車(chē)組從啟動(dòng)至速度剛達(dá)到最大的過(guò)程中所通過(guò)的路程.解析：（1）設(shè)動(dòng)車(chē)組勻速運(yùn)動(dòng)的速度為vm，動(dòng)車(chē)組速度為最大速度一半時(shí)動(dòng)車(chē)的牽引力為F，有2P0＝8kmgvm，2P0＝2Feq\f(vm,2).對(duì)動(dòng)車(chē)組，由牛頓其次定律2F－8kmg＝8ma，a＝eq\f(2F－8kmg,8m)＝kg，對(duì)第7、8節(jié)車(chē)廂的整體有：F67－2kmg＝2ma，解得F67＝4kmg.（2）由動(dòng)能定理得2P0t0－8kmgx＝eq\f(1,2)（8m）veq\o\al(2,m)－0，則x＝eq\f(P0t0,4kmg)－eq\f(Peq\o\al(2,0),32k3m2g3)＝eq\f(8k2mg2P0t0－Peq\o\al(2,0),32k3m2g3).答案：（1）kg4kmg（2）eq\f(8k2mg2P0t0－Peq\o\al(2,0),32k3m2g3)12.（2024·上海卷）如圖所示，與水平面夾角θ＝37°的斜面和半徑R＝0.4m的光滑圓軌道相切于B點(diǎn)，且固定于豎直平面內(nèi).滑塊從斜面上的A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)B點(diǎn)后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí)軌道對(duì)滑塊的彈力為零.已知滑塊與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25.（g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：（1）滑塊在C點(diǎn)的速度大小vC；（2）滑塊在B點(diǎn)的速度大小vB；（3）A、B兩點(diǎn)間的高度差h.解析：（1）對(duì)C點(diǎn)，滑塊豎直方向所受合力供應(yīng)向心力mg＝eq\f(mveq\o\al(2,C),R)，vC＝eq\r(gR)＝2m/s.（2）對(duì)B→C過(guò)程，由動(dòng)能定理得－mgR（1＋cos37°）＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，vB＝eq\r(veq\o\al(2,C)＋2gR（1＋cos37°）)≈4.29m/s.（3）滑塊在A→B的過(guò)程，由動(dòng)能定理得mgh－μmgcos37°·eq\f(h,sin37°)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－0，代入數(shù)據(jù)解得h≈1.38m.答案：（1）2m/s（2）4.29m/s（3）1.38m13.我國(guó)將于2024年舉辦冬奧會(huì)，跳臺(tái)滑雪是其中最具欣賞性的項(xiàng)目之一.如圖所示，質(zhì)量m＝60kg的運(yùn)動(dòng)員從長(zhǎng)直助滑道AB的A處由靜止起先以加速度a＝3.6m/s2勻加速滑下，到達(dá)助滑道末端B時(shí)速度vB＝24m/s，A與B的豎直高度差H＝48m.為了變更運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向，在助滑道與起跳臺(tái)之間用一段彎曲滑道連接，其中最低點(diǎn)C處旁邊是一段以O(shè)為圓心的圓弧.助滑道末端B與滑道最低點(diǎn)C的高度差h＝5m，運(yùn)動(dòng)員在B、C間運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力做功W＝－1530J，g取10m/s2.（1）求運(yùn)動(dòng)員在AB段下滑時(shí)受到阻力Ff的大小；（2）若運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點(diǎn)所在圓弧的半徑R至少應(yīng)為多大.解析：（1）運(yùn)動(dòng)員在AB段做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)AB的長(zhǎng)度為x，則有veq\o\al(2,B)＝2ax，①由牛頓其次定律有mgeq\f(H,x)－Ff＝ma，②聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)解得Ff＝144N.（2）