高考物理一轮复习课后限时作业19动能定理(含解析)新人教版

课后限时作业19 动能定理时间：45分钟1．(多选)质量不等，但有相同动能的两个物体，在动摩擦因数相同的水平地面上滑行，直至停止，则( BD )A ．质量大的物体滑行的距离大B ．质量小的物体滑行的距离大C ．它们滑行的距离一样大D ．它们克服摩擦力所做的功一样多解析：由动能定理得－μmgs ＝－E k ，所以s ＝E kμmg ，知质量小的物体滑行距离大，选项A 、C 错误，B 正确；克服摩擦力做功W f ＝E k 相同，选项D 正确．2.如图所示，质量为m 的物块与水平转台间的动摩擦因数为μ，物块与转轴相距R ，物块随转台由静止开始转动．当转速增至某一值时，物块即将在转台上滑动，此时转台已开始匀速转动，在这一过程中，摩擦力对物块做的功是(假设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( D )A ．0B ．2μmgRC ．2πμmgRD.μmgR2解析：物块即将在转台上滑动但还未滑动时，转台对物块的最大静摩擦力恰好提供向心力，设此时物块做圆周运动的线速度为v ，则有μmg ＝mv 2R.在物块由静止到获得速度v 的过程中，物块受到的重力和支持力不做功，只有摩擦力对物块做功，由动能定理得W ＝12mv 2－0.联立解得W ＝12μmgR .故选项D 正确．3．如图所示，质量为0.1 kg 的小物块在粗糙水平桌面上滑行4 m 后以3.0 m/s 的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5，桌面高0.45 m ，若不计空气阻力，g 取10 m/s 2，则( D )A ．小物块的初速度是5 m/sB ．小物块的水平射程为1.2 mC ．小物块在桌面上克服摩擦力做8 J 的功D ．小物块落地时的动能为0.9 J解析：小物块在桌面上克服摩擦力做功W f ＝μmgL ＝2 J ，选项C 错误；在水平桌面上滑行时，由动能定理得－W f ＝12mv 2－12mv 20，解得v 0＝7 m/s ，选项A 错误；小物块飞离桌面后做平抛运动，有x ＝vt 、h ＝12gt 2，解得x ＝0.9 m ，选项B 错误；设小物块落地时动能为E k ，由动能定理得mgh ＝E k －12mv 2，解得E k ＝0.9 J ，选项D 正确．4．有两个物体a 和b ，其质量分别为m a 和m b ，且m a >m b ，它们的初动能相同，若a 和b 分别受到不变的阻力F a 和F b 的作用，经过相同的时间停下来，它们的位移分别为s a 和s b ，则( C )A ．F a <F b ，s a >s bB ．F a >F b ，s a >s bC ．F a >F b ，s a <s bD ．F a <F b ，s a <s b解析：设物体的初速度为v ，初动能为E k ，所受的阻力为F ，通过的位移为s ，物体的速度与动能的关系为E k ＝12mv 2，得v ＝2E km，由s ＝v ＋02t 得，s ＝E k2mt ，由题意可知物体a 、b 运动时间和初动能相同，则质量越大，位移越小，因m a >m b ，所以s a <s b ；由动能定理得，－Fs ＝0－E k ，因初动能相同，F 与s 成反比，则F a >F b ，故选项C 正确．5．如图所示，小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同，小物块从倾角为θ1的轨道上高度为h 的A 点由静止释放，运动至B 点时速度为v 1.现将倾斜轨道的倾角调至为θ2，仍将物块从轨道上高度为h 的A 点静止释放，运动至B 点时速度为v 2.已知θ2<θ1，不计物块在轨道接触处的机械能损失．则( C )A ．v 1<v 2B ．v 1>v 2C ．v 1＝v 2D ．由于不知道θ1、θ2的具体数值，v 1、v 2关系无法判定解析：物体运动过程中摩擦力做负功，重力做正功，由动能定理可得mgh －μmg cos θ·h sin θ－μmgx BD ＝12mv 2，即mgh －μmg ·h tan θ－μmgx BD ＝12mv 2，因为htan θ＝x CD ，所以mgh －μmgx BC ＝12mv 2，故到达B 点的速度与倾斜轨道的倾角无关，所以v 1＝v 2，故选项C正确．6．质量m ＝10 kg 的物体只在变力F 作用下沿水平方向做直线运动，F 随坐标x 的变化关系如图所示．若物体从坐标原点处由静止出发，则物体运动到x ＝16 m 处时的速度大小为( C )A ．3 m/sB ．4 m/sC ．2 2 m/sD.17 m/s解析：F ­x 图线与x 轴围成的面积表示力F 所做的功，则这段过程中，外力做功为W ＝12×(4＋8)×10 J－12×4×10 J＝40 J ，根据动能定理得W ＝12mv 2，解得v ＝2Wm＝2×4010m/s ＝2 2 m/s ，故C 正确，A 、B 、D 错误．7．(多选)如图所示，在水平地面上O 点正上方的A 、B 两点同时水平抛出两个相同小球，它们最后都落到地面上的C 点，则两球( AC )A ．不可能同时落地B ．落在C 点的速度方向可能相同 C ．落在C 点的速度大小可能相同D ．落在C 点的重力的瞬时功率可能相同解析：小球在竖直方向做自由落体运动，由h ＝12gt 2可知高度不同，所以运动时间一定不同，故A 正确；平抛运动轨迹为抛物线，速度方向为该点的切线方向，分别从A 、B 两点抛出的小球轨迹不同，在C 点的切线方向也不同，所以落地时方向不可能相同，故B 错误；由动能定理得mgh ＝12mv 2－12mv 20，落地速度为v ＝v 20＋2gh ，则知落在C 点的速度大小可能相同，故C 正确；落在C 点时重力的功率P ＝mgv y ＝mg 2gh ，由于是两个相同的小球，而下落的高度不同，所以重力的功率不相同，故D 错误．8. (多选)如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体．物体在A 处时，弹簧处于原长状态．现用手托住物体使它从A 处缓慢下降，到达B 处时，手和物体自然分开，此过程中，物体克服手的支持力所做的功为W .不考虑空气阻力．已知弹簧形变量为Δx 时，弹簧获得的弹性势能为12k (Δx )2，k 为弹簧的劲度系数．关于此过程，下列说法正确的是( BD )A ．物体重力势能减少量一定小于WB ．弹簧弹性势能增加量一定等于WC ．物体与弹簧组成的系统机械能增加量为WD ．若将物体从A 处由静止释放，则物体到达B 处时的动能为W 解析：物体在向下运动的过程中，要克服弹簧弹力做功W弹力，根据动能定理知mgh －W－W 弹力＝0，故物体重力势能减少量一定大于W ，故选项A 错误；到达B 处时，由平衡条件知kh ＝mg ，即mgh －W ＝12kh 2＝12mgh ，弹簧弹性势能增加量一定等于W ，选项B 正确；物体克服手的支持力所做的功为W ，机械能减少W ，故选项C 错误；物体从静止下落到B 处过程中，根据动能定理有mgh －12kh 2＝E k ，而12kh 2＝12mgh ，可知E k ＝12mgh ＝W ，故选项D 正确．9．如图所示，一个可视为质点的滑块从高H ＝12 m 处的A 点由静止沿光滑的轨道AB 滑下，进入半径为r ＝4 m 的竖直圆环，圆环内轨道与滑块间的动摩擦因数处处相同，当滑块到达圆环顶点C 时，滑块对轨道的压力恰好为零，滑块继续沿CFB 滑下，进入光滑轨道BD ，且到达高度为h 的D 点时速度为零，则h 的值可能为(重力加速度大小g 取10 m/s 2)( B )A ．8 mB ．9 mC ．10 mD ．11 m解析：滑块到达圆环顶点C 时对轨道压力为零，由牛顿第二定律得mg ＝m v 2Cr，得速度v C＝gr ，设滑块在BEC 段上克服摩擦力做的功为W 1，由动能定理得mg (H －2r )－W 1＝12mv 2C ，则W 1＝mg (H －2r )－12mv 2C ＝mg ⎝⎛⎭⎪⎫H －52r ，滑块在CFB 段克服摩擦力做的功W 2满足0<W 2<W 1，从C 到D ，由动能定理得－mg (h －2r )－W 2＝－12mv 2C ，代入得8 m<h <10 m ，选项B 正确．10．(多选)质量为1 kg 的物体在水平粗糙的地面上受到一水平外力F 作用运动，如图甲所示，外力F 和物体克服摩擦力f 做的功W 与物体位移x 的关系如图乙所示，重力加速度g 为10 m/s 2.下列分析正确的是( ACD )A ．物体与地面之间的动摩擦因数为0.2B ．物体运动位移为13 mC ．前3 m 运动过程中物体的加速度为3 m/s 2D ．x ＝9 m 时，物体速度为3 2 m/s解析：由W f ＝fx 对应图乙中的b 可知，物体与地面之间的滑动摩擦力f ＝2 N ，由f ＝μmg 可得μ＝0.2，选项A 正确；由W F ＝Fx 对应图乙a 可知，前3 m 内，拉力F 1＝5 N,3～9 m 内拉力F 2＝2 N ，物体在前3 m 内的加速度a 1＝F 1－f m＝3 m/s 2，选项C 正确；由动能定理得W F －fx ＝12mv 2可得x ＝9 m 时，物体的速度为v ＝3 2 m/s ，选项D 正确；设物体运动的最大位移为x m ，由动能定理得W F －fx m ＝0，即物体的最大位移x m ＝W F f＝13.5 m ，选项B 错误．11．如图所示，两个半圆柱A 、B 紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C ，三者半径均为R .C 的质量为m ，A 、B 的质量都为m2，与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A ，使A 缓慢移动，直至C 恰好降到地面．整个过程中B 保持静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g .求：(1)未拉A 时，C 受到B 作用力的大小F ； (2)动摩擦因数的最小值μmin；(3)A 移动的整个过程中，拉力做的功W . 解析：(1)C 受力平衡 2F cos30°＝mg 解得F ＝33mg . (2)C 恰好降到地面时，B 受C 压力的水平分力最大F x max ＝32mg B 受地面的摩擦力f ＝μmg根据题意f min ＝F x max 解得μmin＝32. (3)C 下降的高度h ＝(3－1)R ，A 的位移x ＝2(3－1)R ，摩擦力做功的大小W f ＝fx ＝2(3－1)μmgR 根据动能定理W －W f ＋mgh ＝0－0 解得W ＝(2μ－1)(3－1)mgR . 答案：(1)33mg (2)32(3)(2μ－1)(3－1)mgR 12．游乐场有一种滑雪游戏，其理想简化图如图甲所示，滑道由倾角为θ＝30°的斜坡和水平滑道组成．小孩在距地面高h ＝10 m 处由静止开始沿斜坡滑下，到达底端时恰好滑上水平滑道上放置的长为l ＝3 m 木板(忽略木板厚度)，此后小孩和木板运动的v ­t 图象如图乙所示．已知斜坡滑道与水平滑道平滑连接，速度由斜坡方向转为水平方向时大小不变，不计小孩在运动过程中受到的空气阻力，重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)小孩与斜坡间的动摩擦因数； (2)小孩脱离木板时的速度大小．解析：(1)对小孩在斜面上的运动过程，由题图乙可知，小孩滑到斜面底端时的速度v ＝10 m/s.由动能定理可得mgh －μmg cos θ·hsin θ＝12mv 2 解得μ＝36. (2)由图乙知小孩在t ＝0.5 s 时滑离木板，木板在0～0.5 s 内的位移x 木＝1.5 m 又x 木＋l ＝x 人设小孩滑离木板的速度为v 人，由平均速度公式x 人＝12(v ＋v 人)t 可得：v 人＝8 m/s.答案：(1)36(2)8 m/s。