2020-2021学年高中物理题组训练：7章-习题课-动能定理(人教版必修2).docx

习题课 动能定理(时间：60分钟)题组一应用动能定理求变力做的功1如图7所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为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从静止开头下落，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()图7A.mgR B.mgRCmgR D(1)mgR答案D解析物体从A运动到B所受的弹力要发生变化，摩擦力大小也要随之变化，所以克服摩擦力所做的功，不能直接由做功的公式求得而在BC段克服摩擦力所做的功，可直接求得对从A到C全过程运用动能定理即可求出物体在AB段克服摩擦力所做的功设物体在AB段克服摩擦力所做的功为WAB，物体从A到C的全过程，依据动能定理，有mgRWABmgR0.所以有WABmgRmgR(1)mgR.2.图8如图8所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面设小球在斜面最低点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答案A解析由A到C的过程运用动能定理可得：mghW0mv2，所以Wmghmv2，故A正确3.图9一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点缓慢地移动到Q点，如图9所示，则力F所做的功为()Amglcos BFlsin Cmgl(1cos ) DFl答案C解析小球缓慢由PQ过程中，F大小变化，为变力做功设力F做功为WF，对小球由PQ应用动能定理WFmgl(1cos )0所以WFmgl(1cos )，故选C.4如图10所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB的水平距离为s.下列说法正确的是()图10A小车克服重力所做的功是mghB合力对小车做的功是mv2C推力对小车做的功是FsmghD小车克服阻力做的功是mv2mghFs答案AB解析若克服阻力做的功为W，由动能定理可得FsmghWmv20，得WFsmghmv2，故D错误；推力对小车做的功可由Fs计算，由于F是水平恒力，s是水平位移，故C错；由动能定理可知，B正确；克服重力做功为mgh，A也正确，故正确答案为A、B.5质量为m的汽车在平直大路上行驶，发动机的功率P和汽车受到的阻力f均恒定不变，在时间t内，汽车的速度由v0增加到最大速度vm，汽车前进的距离为s，则此段时间内发动机所做的功W可表示为()AWPtBWfsCWmvmvfsDWmvfs答案AC解析由题意知，发动机功率不变，故t时间内发动机做功WPt，所以A正确；车做加速运动，故牵引力大于阻力f，故B错误；依据动能定理Wfsmvmv，所以C正确，D错误题组二应用动能定理分析多过程问题6某消防队员从一平台上跳下，下落2 m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身的重心又下降了0.5 m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估量为()A自身所受重力的2倍B自身所受重力的5倍C自身所受重力的8倍D自身所受重力的10倍答案B解析设地面对双脚的平均作用力为F，在全过程中，由动能定理得mg(Hh)Fh0Fmg5 mg，B正确7.图11在平直大路上，汽车由静止开头做匀加速直线运动，当速度达到vmax后，马上关闭发动机直至静止，vt图象如图11所示，设汽车的牵引力为F，受到的摩擦力为Ff，全程中牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则()AFFf13 BW1W211CFFf41 DW1W213答案BC解析对汽车运动的全过程，由动能定理得：W1W2Ek0，所以W1W2，选项B正确，选项D错误；由图象知x1x214.由动能定理得Fx1Ffx20，所以FFf41，选项A错误，选项C正确题组三综合应用8某游乐场开发了一个名为“翻天滚地”的游乐项目原理图如图12所示：一个圆弧形光滑圆管轨道ABC，放置在竖直平面内，轨道半径为R，在A点与水平地面AD相接，地面与圆心O等高，MN是放在水平地面上长为3R、厚度不计的减振垫，左端M正好位于A点让游客进入一个中空的透亮弹性球，人和球的总质量为m，球的直径略小于圆管直径将球(内装有参与者)从A处管口正上方某处由静止释放后，游客将经受一个“翻天滚地”的刺激过程不考虑空气阻力那么以下说法中正确的是()图12A要使球能从C点射出后能打到垫子上，则球经过C点时的速度至少为B要使球能从C点射出后能打到垫子上，则球经过C点时的速度至少为C若球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，则球经过C点时对管的作用力大小为D要使球能通过C点落到垫子上，球离A点的最大高度是5R答案BCD解析从A处管口正上方某处由静止释放后，游客所在的透亮弹性球在只有重力做功的状况下绕圆弧圆管运动到C点，C点为圆周最高点，由于圆管即可供应指向圆心的弹力也可以供应沿半径向外的弹力，所以只有最高点速度不等于0即可通过，而离开C点后为平抛运动，要落在平台上，竖直方向Rgt2，水平方向vCtR，整理得vC，选项A错、B对；若球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，说明vC，则在C点受力mgFNm，解得FNmg，选项C对；要使球能通过C点落到垫子上，设球离A点高度为h，则依据动能定理mg(hR)mv，离开C点后平抛运动，水平位移vCt4R，整理得h5R，选项D对9.图13如图13所示，质量m1 kg的木块静止在高h1.2 m的平台上，木块与平台间的动摩擦因数0.2，用水平推力F20 N，使木块产生位移l13 m时撤去，木块又滑行l21 m后飞出平台，求木块落地时速度的大小(g取10 m/s2)答案8 m/s解析物体运动分为三个阶段，先是在l1段匀加速直线运动，然后是在l2段匀减速直线运动，最终是平抛运动考虑应用动能定理，设木块落地时的速度为v，整个过程中各力做功状况分别为：推力做功WFFl1，摩擦力做功Wfmg(l1l2)，重力做功WGmgh.设木块落地速度为v全过程应用动能定理得WFWfWGmv2，解得v8 m/s10如图14所示，水平地面的B点右侧有一圆形挡板圆的半径R4 m，B为圆心，BC连线与竖直方向夹角为37.滑块静止在水平地面上的A点，AB间距L4.5 m现用水平拉力F18 N沿AB方向拉滑块，持续作用一段距离后撤去，滑块恰好落在圆形挡板的C点，已知滑块质量m2 kg，与水平面间的动摩擦因数0.4，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求拉力F作用的距离图14答案x2.5 m解析滑块离开B点后做平抛运动，设其速度为v2水平方向：v2t3Rsin 37竖直方向：gtRcos 37在水平面拉力F作用的距离为x，依据动能定理有FxmgLmv0带入数据计算得x2.5 m11如图15所示，ABCD为一竖直平面内的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10 m，BC长1 m，AB和CD轨道光滑一质量为1 kg的物体，从A点以4 m/s的速度开头运动，经过BC后滑到高出C点10.3 m的D点速度为零(g取10 m/s2)求：图15(1)物体与BC轨道间的动摩擦因数；(2)物体第5次经过B点时的速度；(3)物体最终停止的位置(距B点多少米)答案(1)0.5(2)13.3 m/s(3)距B点0.4 m解析(1)由动能定理得mg(hH)mgsBC0mv，解得0.5.(2)物体第5次经过B点时，物体在BC上滑动了4次，由动能定理得mgHmg4sBCmvmv，解得v24 m/s13.3 m/s.(3)分析整个过程，由动能定理得mgHmgs0mv，解得s21.6 m.所以物体在轨道上来回运动了10次后，还有1.6 m，故距B点的距离为2 m1.6 m0.4 m.12光滑水平面AB与一半圆形轨道在B点相连，轨道位于竖直面内，其半径为R，一个质量为m的物块静止在水平面上，现向左推物块使其压紧弹簧，然后放手，物块在弹力作用下获得一速度，当它经B点进入半圆形轨道瞬间，对轨道的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点，重力加速度为g.求：图16(1)弹簧弹力对物块做的功；(2)物块从B到C克服阻力的功；(3)物块离开C点后，再落回到水平面上时的动能答案见解析解析(1)由动能定理得Wmv在B点由牛顿其次定律得7mgmgm解得W3mgR(2)物块从B到C由动能定理得mvmv2mgRW物块在C点时mgm解得WmgR，即物体从B到C克服阻力做功为mgR.(3)物块从C点平抛到水平面的过程中，由动能定理得2mgREkmvEkmgR