《2020年高考物理一轮复习 第5章 功能关系和机械能 第2课时 动能和动能定理习题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理一轮复习 第5章 功能关系和机械能 第2课时 动能和动能定理习题（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2课时 动能和动能定理 一、动能1定义：物体由于运动而具有的能2表达式：Ek mv2.3物理意义：动能是状态量，是标量(填“矢量”或“标量”)二、动能定理1内容：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化2表达式：WmvmvEk2Ek13物理意义：合外力的功是物体动能变化的量度4适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动(2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用1对同一物体，速度变化，动能一定变化；动能变化，速度一定变化()2动能不变的物体，一定处于平衡状态()3物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变
2、化()4物体的动能不变，所受的合外力必定为零()5如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零()1 (2020浏阳模拟)如图所示，从竖直面上大圆(直径为d)的最高点A，引出两条不同的光滑轨道，端点都在大圆上，同一物体由静止开始，从A点分别沿两条轨道滑到B、C点，则()A所用的时间相同B重力做功都相同C机械能不守恒 D到达底端时的动能相等解析：对物体在倾斜轨道上受力分析，设轨道与竖直方向夹角为，由牛顿第二定律可求得agcos ，又x2Rcos ，根据运动学公式得xat2，有2Rcos gcos t2，得t2，因此下滑时间只与圆的半径及重力加速度有关，故A正确；同一物体从不同的光滑
3、轨道下滑，重力做功的多少由下滑高度决定，由于下滑高度不同，所以重力做功也不相同，故B错误；同一物体由静止开始从A点分别沿两条轨道滑到底端，由于均是光滑轨道，所以只有重力做功，因此机械能守恒，故C错误；由动能定理可知，因重力做的功不一样，所以到达不同轨道底端时的动能不同，故D错误答案：A2 (2020黄冈模拟)如图所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧对应的圆的半径为R，BC的长度也是R，一质量为m的物体与两个轨道间的动摩擦因数都为，当它由轨道顶端A从静止开始下落，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为()A.mgR B.mgRCmgR D(1)mgR解析：由题意可知mg
4、RWfABWfBC，WfBCmgR，所以WfAB(1)mgR，D正确答案：D3(2020榆林模拟)如图甲所示，一质量为m1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t0时刻开始，物块受到按如图乙所示规律变化的水平力F作用并向右运动，第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0，第5 s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数0.2(g取10 m/s2)，求：(1)A与B间的距离；(2)水平力F在5 s内对物块所做的功解析：(1)在3 s5 s内物块在水平恒力F作用下由B点匀加速运动到A点，设加速度为a，A与B间的距离为x，则Fmgma，得a2 m/s2.xat24 m.(2)设物块回到
5、A点时的速度为vA，由v2ax，得vA4 m/s.设整个过程中F做的功为WF，由动能定理得WF2mgxmv，解得WF24 J.答案：(1)4 m(2)24 J一、单项选择题1(2020郑州模拟)在地面上某处将一金属小球竖直向上拋出，上升一定高度后再落回原处，若不考虑空气阻力，则下列图象能正确反映小球的速度、加速度、位移和动能随时间变化关系的是(取向上为正方向)()解析：小球运动过程中加速度不变，B错误；速度均匀变化，先减小后反向增大，A正确；位移和动能与时间不是线性关系，C、D错误答案：A2 (2020莱芜模拟)如图所示，长为L的木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块，现缓慢地抬高
6、A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中，下列说法不正确的是()A木板对小物块做功为mv2B摩擦力对小物块做功为mgLsin C支持力对小物块做功为mgLsin D滑动摩擦力对小物块做功为mv2mgLsin 解析：在抬高A端的过程中，小物块受到的摩擦力为静摩擦力，其方向和小物块的运动方向时刻垂直，故在抬高阶段，摩擦力并不做功，这样在抬高小物块的过程中，由动能定理得WFNWG0，即WFNmgLsin 0，所以WFNmgLsin .在小物块下滑的过程中，支持力不做功，滑动摩擦力和重力做功，由动能定理得：WGW
7、fmv2，即Wfmv2mgLsin ，B错误，C、D正确；在整个过程中，设木板对小物块做的功为W，对小物块在整个过程由动能定理得Wmv2，A正确答案：B3 如图所示，在竖直平面内有一“V”形槽，其底部BC是一段圆弧，两侧都与光滑斜槽相切，相切处B、C位于同一水平面上一小物体从右侧斜槽上距BC平面高度为2h的A处由静止开始下滑，经圆弧槽再滑上左侧斜槽，最高能到达距BC所在水平面高度为h的D处，接着小物体再向下滑回，若不考虑空气阻力，则()A小物体恰好滑回到B处时速度为零B小物体尚未滑回到B处时速度已变为零C小物体能滑回到B处之上，但最高点要比D处低D小物体最终一定会停止在圆弧槽的最低点解析：小物
8、体从A处运动到D处的过程中，克服摩擦力所做的功为Wf1mgh，小物体从D处开始运动的过程，因为速度较小，小物体对圆弧槽的压力较小，所以克服摩擦力所做的功Wf2mgh，所以小物体能滑回到B处之上，但最高点要比D处低，C正确，A、B错误；因为小物体与圆弧槽间的动摩擦因数未知，所以小物体可能停在圆弧槽上的任何地方，D错误答案：C4 某物体同时受到两个在同一直线上的力F1、F2的作用，由静止开始做直线运动，力F1、F2与位移x的关系图象如图所示，在物体开始运动后的前4.0 m内，物体具有最大动能时对应的位移是()A2.0 m B1.0 mC3.0 m D4.0 m解析：由图知x2.0 m时，F合0，此
9、前F合做正功而此后F合做负功，故x2.0 m时动能最大答案：A5 (2020石家庄模拟)如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是()Amghmv2 B.mv2mghCmgh D解析：由A到C的过程运用动能定理可得mghW0mv2，所以Wmghmv2，所以A正确答案：A6(2020临汾模拟)光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静止开始滚下，抵达光滑的水平面上的B点时速率为v0.光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的阻挡条，如图所示，小
10、球越过n条阻挡条后停下来若让小球从2h高处以初速度v0滚下，则小球能越过阻挡条的条数为(设小球每次越过阻挡条时损失的动能相等)()AnB2nC3n D4n解析：小球第一次从释放至到达B点的过程中，由动能定理得mghmv，由B点到停止运动的过程中，由动能定理得nW0mv.小球第二次从释放到停止的过程中，由动能定理得mg2hmvnW0，解得n3n.答案：C二、多项选择题7(2020太原模拟)将3个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了3个不同的三角形，如图所示，其中1和2底边相同，2和3高度相同现将一个可以视为质点的物块分别从3个木板的顶端由静止释放，并沿木板下滑到底端，物块与木板之间的
11、动摩擦因数均为.在这3个过程中，下列说法正确的是()A沿着1和2下滑到底端时，物块的速度大小不同；沿着2和3下滑到底端时，物块的速度大小相同B沿着1下滑到底端时，物块的速度最大C物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的D物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的解析：如图所示，设木板的倾角为，对应的水平位移为x，则物块沿木板下滑到底端时克服摩擦力做的功Wfmgcos mgx，与倾角无关由功能关系知，产生的热量关系为Q1Q2h2，所以v1v2.对木板2、3而言，x2v3，故A错误，B正确答案：BCD8 (2020南阳模拟)如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡(粗
12、糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g.下列说法正确的是()A小车克服重力所做的功是mghB合外力对小车做的功是mv2C推力对小车做的功是mv2mghD阻力对小车做的功是mv2mghFx解析：小车克服重力做功W重mgh，A正确；由动能定理知，小车受到的合力所做的功等于小车动能的增量，W合Ekmv2，B正确；由动能定理知，W合W推W重W阻mv2，所以推力做的功W推mv2W阻W重mv2mghW阻，C错误；阻力对小车做的功W阻mv2mghFx，D正确答案：ABD9(2020济宁模拟)如图所示，固定在地面上的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半
13、径均为r的相同小球，各球编号如图斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r.现将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦则在各小球运动的过程中，下列说法正确的是()A球1的机械能守恒B球6在OA段机械能增大C球6的水平射程最小D六个球落地点各不相同解析：当有小球运动到OA段的时候，球1与球2之间产生弹力，该弹力对小球1做功，故小球1的机械能不守恒，所以A错误；球6在斜面上运动的过程中机械能守恒，到OA段的时候，球5对球6做正功，球6的机械能增大，所以B正确；当4、5、6三个小球同时在OA段的时候速度相等，小球6离开A点后小球4对小球5做正功，所以球5离开时速度大于球6的
14、速度，同理，球4离开时速度大于球5的速度，所以小球6的水平速度最小，水平射程最小，故C正确；1、2、3三个小球同时在OA段时速度相等，相互间没有弹力，故离开A点的速度相等，落地点相同，所以D错误答案：BC三、非选择题10(2020淄博模拟)如图所示，QB段是半径为R1 m的光滑圆弧轨道，AQ段是长度为L1 m的粗糙水平轨道，两轨道相切于Q点，Q在圆心O的正下方，整个轨道位于同一竖直平面内物块P的质量m1 kg(可视为质点)，P与AQ间的动摩擦因数0.1，若物块P以速度v0从A点滑上水平轨道，到C点又返回A点时恰好静止(取g10 m/s2)求：(1)v0的大小；(2)物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力解析：(1)物块P从A到C又返回A的过程中，由动能定理有mg2L0mv，解得v02 m/s.(2)设物块P第一次刚通过Q点时的速度为v，在Q点轨道对物块
