2022届高三物理一轮复习知能检测：5-2动能定理及其应用-.docx

随堂演练1质量为m的物体在水平力F的作用下，由静止开头在光滑地面上运动，前进一段距离之后速度大小为v，再前进一段距离使物体的速度增大为2v，则()A其次过程的速度增量等于第一过程的速度增量B其次过程的动能增量是第一过程动能增量的4倍C其次过程合力做的功等于第一过程合力做的功D其次过程合力做的功等于第一过程合力做功的2倍解析：由题意知，两个过程中速度增量均为v，A正确；由动能定理知：W1mv2，W2m(2v)2mv2mv2，故B、C、D错误答案：A2一人乘竖直电梯从1楼到12楼，在此过程中经受了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则下列说法正确的是()A电梯对人做功状况：加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B电梯对人做功状况：加速和匀速时做正功，减速时做负功C电梯对人做的功等于人动能的增加量D电梯对人做的功和重力对人做的功的代数和等于人动能的增加量解析：电梯向上加速、匀速、再减速运动的过程中，电梯对人的作用力始终向上，故电梯始终对人做正功，A、B均错误；由动能定理可知，电梯对人做的功和重力对人做的功的代数和等于人动能的增加量，故C错误，D正确答案：D3一质点开头时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用此后，该质点的动能不行能()A始终增大B先渐渐减小至零，再渐渐增大C先渐渐增大至某一最大值，再渐渐减小D先渐渐减小至某一非零的最小值，再渐渐增大解析：若力F的方向与初速度v0的方向全都，则质点始终加速，动能始终增大，选项A正确；若力F的方向与v0的方向相反，则质点先减速至零后反向加速，动能先减小至零后增大，选项B正确；若力F的方向与v0的方向成一钝角，如斜上抛运动，物体先减速，减到某一值，再加速，则其动能先减小至某一非零的最小值，再增大，选项D正确答案：C4如图所示，一辆汽车从A点开头爬坡，在牵引力不变的条件下行驶45 m的坡路到达B点时，司机马上关掉油门，以后汽车又向前滑行15 m到C点速度减为零，汽车的质量为5103 kg ，行驶中受到的摩擦阻力是车重的0.25倍，取g10 m/s2，求汽车的牵引力做的功和它经过B点时的速率解析：汽车从A到C的过程中，汽车发动机的牵引力做正功，重力做负功，摩擦力做负功，由动能定理可得：WFmgh0.25mgl0所以有WFmgh0.25mgl2.25106 J汽车由B到C的过程中，克服重力做功，克服摩擦力做功，由动能定理可得：0.25mgl1mgl1sin 300mv代入数据可得vB15 m/s答案：2.25106 J15 m/s限时检测(时间：45分钟，满分：100分)命题报告老师用书独具学问点题号动能定理的应用5、6动能定理和图象的综合应用1、2、7传送带问题3摩擦力做的功4、10动能定理和圆周运动的综合8、9动能定理在多过程问题中的应用11动能定理与平抛运动学问的综合应用12一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1某物体同时受到两个在同始终线上的力F1、F2的作用，由静止开头做直线运动，力F1、F2与位移x的关系图象如图所示，在物体开头运动后的前4.0 m内，物体具有最大动能时对应的位移是()A2.0 mB1.0 mC3.0 m D4.0 m解析：由题图知x2.0 m时，F合0，此前F合做正功，而此后F合做负功，故x2.0 m时物体的动能最大，故A正确答案：A2质量为10 kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化状况如图所示物体在x0处，速度为1 m/s，不计一切摩擦，则物体运动到x16 m处时，速度大小为()A2 m/sB3 m/sC4 m/s D. m/s解析：由图可知变力F做的正功W1104 J104 J60 J，变力F做的负功大小W2104 J20 J，由动能定理得：W1W2mvmv，代入数据解得：v23 m/s，故B正确答案：B3(2022年安庆模拟)如图所示，水平传送带长为s，以速度v始终保持匀速运动，把质量为m的货物放到A点，货物与皮带间的动摩擦因数为，当货物从A点运动到B点的过程中，摩擦力对货物做的功不行能()A等于mv2 B小于mv2C大于mgs D小于mgs解析：货物在传送带上相对地面的运动可能先加速后匀速，也可能始终加速而货物的最终速度小于v，依据动能定理知摩擦力对货物做的功可能等于mv2，可能小于mv2，可能等于mgs，可能小于mgs，故选C.答案：C4如图所示，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中(容器固定)由静止开头自边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力为FN.重力加速度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为()A.R(FN3mg) B.R(3mgFN)C.R(FNmg) D.R(FN2mg)解析：质点到达最低点B时，它对容器的正压力为FN，依据牛顿定律有FNmgm，依据动能定理，质点自A滑到B的过程中有WfmgRmv2，故摩擦力对其所做的功WfRFNmgR，故A项正确答案：A5如图所示，质量为m的物块与水平转台之间的动摩擦因数为，物体与转台转轴相距R，物体随转台由静止开头转动，当转速增加到某值时，物块即将开头滑动，在这一过程中，摩擦力对物体做的功是()A.mgRB2mgRC2mgR D0解析：物块即将开头滑动时，最大静摩擦力(近似等于滑动摩擦力)供应向心力，有mg，依据动能定理有，Wf，解得Wf，选项A正确答案：A6(2022年合肥模拟)光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静止开头滚下，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)()An B2nC3n D4n解析：小球第一次从释放到B点的过程中，由动能定理得mghmv，由B点到停止的过程中，由动能定理得nW0mv小球其次次从释放到停止的过程中，由动能定理得mg2hnW0mv由以上三式可解得n3n答案：C7(2022年淮北模拟)物体在合力作用下做直线运动的vt图象如图所示下列表述正确的是()A在02 s内，合力总是做负功B在12 s内，合力不做功C在03 s内，合力做正功D在01 s内比13 s内合力做功快解析：由物体的速度图象，依据动能定理可知在02 s内物体先加速后减速，合力先做正功后做负功，A错；依据动能定理得03 s内合力做功为零，12 s内合力做负功，B、C错；在01 s内比13 s内合力做功快，D对答案：D8质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，在此后小球连续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是()A.mgR B.mgRC.mgR DmgR解析：小球通过最低点时，绳的张力为F7mg由牛顿其次定律可知：Fmg小球恰好过最高点，绳子拉力为零，由牛顿其次定律可知：mg小球由最低点运动到最高点的过程中，由动能定理得：2mgRWfmvmv由可得WfmgR，所以小球克服空气阻力所做的功为mgR，故C正确，A、B、D错误答案：C9如图所示，一个粗糙的水平转台以角速度匀速转动，转台上有一个质量为m的物体，物体与转轴间用长L的绳连接着，此时物体与转台处于相对静止，设物体与转台间的动摩擦因数为，现突然制动转台，则下列说法不正确的是()A由于惯性和摩擦力，物体将以O为圆心、L为半径做变速圆周运动，直到停止B若物体在转台上运动一周，物体克服摩擦力做的功为mg2LC若物体在转台上运动一周，摩擦力对物体不做功D物体在转台上运动圈后，停止运动解析：制动转台后，物体在绳子约束作用下做圆周运动，速率在减小，运动一周滑动摩擦力做功为Wfmg2L，绳子的拉力对物体不做功，由动能定理可知：Nmg2L0mv2，又vL，联立得物体在转台上转动的圈数为N，A、B、D正确，C错误答案：C10质量为2 kg的物体，放在动摩擦因数0.1的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开头运动，水平拉力做的功W和物体发生的位移L之间的关系如图所示，重力加速度g取10 m/s2，则此物体()A在位移L9 m时的速度是3 m/sB在位移L9 m时的速度是3 m/sC在OA段运动的加速度是2.5 m/s2D在OA段运动的加速度是3 m/s2解析：由图象可知当L9 m时，W27 J，而摩擦力做功WfmgL18 J，则W合WWf9 J，由动能定理有W合mv2，解得v3 m/s，B正确；在A点时，W15 J，WfmgL6 J，由动能定理可得vA3 m/s，则a1.5 m/s2，C、D错误答案：B二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(15分)(2022年亳州模拟)质量m1 kg的物体，在水平拉力F(拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移4 m时，拉力F停止作用，运动到位移是8 m时物体停止，运动过程中Ekx的图线如图所示(g取10 m/s2)求：(1)物体的初速度多大？(2)物体和水平面间的动摩擦因数为多大？(3)拉力F的大小解析：(1)从图线可知物体初动能为2 J，Ek0mv2 2 J，v2 m/s.(2)在位移为4 m处物体的动能为Ek10 J，在位移为8 m处物体的动能为零，这段过程中物体克服摩擦力做功设摩擦力为Ff，则Ffx20Ek010 J10 JFf N2.5 N因Ffmg故0.25.(3)物体从开头到移动4 m这段过程中，受拉力F和摩擦力Ff的作用，合力为FFf，依据动能定理有(FFf)x1EkEk0故得FFf(2.5) N4.5 N.答案：(1)2 m/s(2)0.25(3)4.5 N12(15分)如图所示，粗糙水平地面AB与半径R0.4 m的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上质量m2 kg的小物块在9 N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开头做匀加速直线运动已知AB5 m，小物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2.当小物块运动到B点时撤去力F.取重力加速度g10 m/s2.求：(1)小物块到达B点时速度的大小；(2)小物块运动到D点时，轨道对小物块作用力的大小；(3)小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离解析：(1)从A到B，依据动能定理有(Fmg)xABmv得vB5 m/s(2)从B到D，依据动能定理有mg(2R)mvmv得vD3 m/s在D点，依据牛顿运动定律有FNmg得FNmmg25 N(3)由D点到落点小物块做平抛运动，在竖直方向上有2Rgt2得t s0.4 s水平地面上落点与B点之间的距离为xvDt30.4 m1.2 m答案：(1)5 m/s(2)25 N(3)1.2 m