南方新高考18版高考物理大一轮复习专题五机械能第2讲动能动能定理课时作业170803281

第2讲动能、动能定理
一、单项选择题
1．(2015年河北邯郸摸底)如图K5­2­1所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上，随跳板一同向下运动到最低点(B位置)．对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程中，下列说法正确的是( )
图K5­2­1
A．运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零
B．在这个过程中，运动员的动能一直在减小
C．在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加
D．在这个过程中，运动员所受重力对她做的功大于跳板的作用力对她做的功
2．用起重机提升货物，货物上升过程中的v­t图象如图K5­2­2所示，在t＝3 s到t ＝5 s内，重力对货物做的功为W1、绳索拉力对货物做的功为W2、货物所受合力做的功为W3，则( )
图K5­2­2
A．W1>0 B．W2<0
C．W2>0 D．W3＞0
3．物体A和B质量相等，A置于光滑的水平面上，B置于粗糙的水平面上，开始时都处于静止状态，在相同的水平力F作用下移动相同的位移，则( )
A．力F对A做功较多，A的动能较大
B．力F对B做功较多，B的动能较大
C．力F对A和B做功相同，A和B的动能相同
D．力F对A和B做功相同，但A的动能较大
4．(2015年安徽江淮十校联考)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动．当物块的初速度为v时，上升的最大高度为H，如图K5­2­3所示；当物块的初速度为2v时，上升的最大高度记为h.重力加速度大小为g.物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( )
图K5­2­3
A．tan θ和2H
B．tan θ和4H
C.⎝ ⎛⎭⎪⎫v 2
2gH －1tan θ和2H D.⎝ ⎛⎭
⎪⎫v 22gH －1tan θ和4H 5．水平粗糙的地面上放着质量为0.5 kg 的足球，一小孩用10 N 的力踢球，使球沿水平面向前运动了2 m ，这时速度大小为6 m/s 并与竖直墙壁碰撞，碰撞后足球沿相反方向以大小相等的速度反弹回来，下列说法正确的是( )
A ．小孩对足球做的功为20 J
B ．小孩对足球做的功为9 J
C ．墙对足球做的功为0
D ．墙对足球做的功为18 J
6．如图K5­2­4所示，将质量为m 的小球以速度v 0由地面竖直向上抛出．小球落回地
面时，其速度大小为3
4
v 0.设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变，则空气阻力的大小
等于( )
A.34mg
B.316mg
C.716mg
D.725
mg
图K5­2­4 图K5­2­5
7．如图K5­2­5所示，一块长木板B 放在光滑的水平面上，再在B 上放一物体A ，现以恒定的外力拉B ，由于A 、B 间摩擦力的作用，A 将在B 上滑动，以地面为参考系，A 、B 都向前移动一段距离．在此过程中( )
A ．外力F 做的功等于A 和
B 动能的增量
B ．B 对A 的摩擦力所做的功，等于A 的动能增量
C ．A 对B 的摩擦力所做的功，等于B 对A 的摩擦力所做的功
D ．外力F 对B 做的功等于B 的动能的增量
二、多项选择题 8．质量不同而具有相同动能的两个物体，在动摩擦因数μ相同的水平面上滑行直到停止，则( )
A ．质量大的物体滑动距离大
B ．质量大的物体滑行距离小
C ．质量大的物体做功多
D ．它们运动的加速度一样大
9．如图K5­2­6所示，电梯质量为M ，在它的水平地板上放置一质量为m 的物体．电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当上升高度为H 时，电梯的速度达到v ，则在这个过程中，以下说法中正确的是( )
图K5­2­6
A ．电梯地板对物体的支持力所做的功等于mv 2
2 B ．电梯地板对物体的支持力所做的功大于mv 2
2
C ．钢索的拉力所做的功等于mv 2
2
＋MgH
D ．钢索的拉力所做的功大于
mv 2
2
＋MgH 10．如图K5­2­7所示，倾角为θ的斜面上只有AB 段粗糙，其余部分都光滑，AB 段长为3L .有若干个相同的小方块(每个小方块均可视为质点)沿斜面靠在一起，但不粘接，总长为L .将它们由静止释放，释放时它们下端距A 点的距离为2L .当小方块下端运动到A 点下面距A 点L
2
处时，小方块运动的速度达到最大．设小方块与粗糙斜面的动摩擦因数为μ，小方
块停止时下端与A 点的距离为x ，则下列说法正确的是( )
图K5­2­7
A ．μ＝tan θ
B ．μ＝2tan θ
C ．x ＝2L
D ．x ＝3L 三、非选择题
11．(2015年广东揭阳一中、金山中学、广大附中联考)如图K5­2­8所示，半径为r ＝ 0.4 m 的1/4圆形光滑轨道AB 固定于竖直平面内，轨道与粗糙的水平地面相切于B 点，CDE 为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空方形细管，DE 段被弯成以O 为圆心、半径R ＝0.2 m 的一小段圆弧，管的C 端弯成与地面平滑相接，O 点位于地面，OE 连线竖直．可视为质点的物块b ，从A 点由静止开始沿轨道下滑，经地面进入细管(b 横截面略小于管中空部分的横截面)，b 滑到E 点时受到细管下壁的支持力大小等于所受重力的1/2.已知物块b 的质量m
＝0.4 kg ，g 取10 m/s 2
.
(1)求物块b 滑过E 点时的速度大小v E .
(2)求物块b 滑过地面BC 过程中克服摩擦力做的功W f .
(3)若将物块b 静止放在B 点，让另一可视为质点的物块a ，从A 点由静止开始沿轨道下滑，滑到B 点时与b 发生弹性正碰，已知a 的质量M ≥m ，求物块b 滑过E 点后在地面的首次落点到O 点的距离范围．
图K5­2­8
第2讲 动能、动能定理
1．C 解析：从接触跳板到最低点，弹力一直增大，合力先减小后增大，故A 错误．加速度的方向先向下后向上，速度先和加速度同向再和加速度反向，可知速度先增大后减小，动能先增大后减小，故B 错误．形变量一直在增大，弹性势能一直在增加，故C 正确．根据
动能定理，重力做正功，弹力做负功，动能在减小，所以运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功，故D 错误．
2．C 解析：分析题图可知，货物一直向上运动，根据功的定义式可得：重力做负功，
拉力做正功，即W 1<0，W 2>0，A 、B 错误，C 正确；根据动能定理：合力做的功W 3＝0－12
mv 2
，
v ＝2 m/s ，即W 3<0，D 错误．
3．D 4．D 解析：以速度v 上升过程中，由动能定理可知－mgH －μmg cos θ·H
sin θ
＝0
－12mv 2，以速度2v 上升过程中，由动能定理可知－mgh －μmg cos θ·h sin θ＝0－12
m (2v )2，联立解得μ＝⎝ ⎛⎭
⎪⎫v 2
2gH －1tan θ，h ＝4H ，故D 正确．
5．C
6．D 解析：根据动能定理，对小球运动全过程有：－2fH ＝12m (34v 0)2－12
mv 2
0，上升过程：
－(mg ＋f )H ＝－12mv 20，联立两式得：f ＝7
25
mg ，选项D 正确．
7．B 8．BD
9．BD 解析：以物体为研究对象，由动能定理得W N －mgH ＝12mv 2，即W N ＝mgH ＋12
mv 2
，选
项B 正确，选项A 错误．以系统为研究对象，由动能定理得W T －(m ＋M )gH ＝12
(M ＋m )v 2
，即
W T ＝12(M ＋m )v 2
＋(M ＋m )gH ＞mv 22＋MgH ，选项D 正确，选项C 错误．
10．BD
11．解：(1)物块b 滑过E 点时重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得
mg －N ＝m v 2E
R 代入 N ＝12
mg
联立解得v E ＝
gR
2＝
10×0.2
2
m/s ＝1 m/s.
(2)物块b 从A 点到E 点的过程中，由动能定理得
mg (r －R )－W f ＝1
2
mv 2E
解得W f ＝0.6 J.
(3)物块a 从A 滑到B 的过程机械能守恒，设物块a 滑到B 点时速度为v ，则有 12
Mv 2
＝Mgr 解得v ＝2 2 m/s
设碰撞后物块a 、b 的速度分别为v a 、v b ，碰撞过程由动量守恒和机械能守恒得 Mv ＝Mv a ＋mv b 12Mv 2＝12Mv 2a ＋12
mv 2b 联立解得v b ＝2M M ＋m v ＝2v
1＋
m
M
因为M ≥m ，由上式可知，
碰撞后v ≤v b ＜2v ，即2 2 m/s≤v b ＜4 2 m/s 物块b 从B 点到E 点的过程中，由动能定理得
－mgR －W f ＝12mv E ′2
－12
mv 2b
物块b 离开E 点后做平抛运动，设时间为t ，首次落点到O 点的距离为x ，则有 x ＝v E ′·t R ＝12
gt 2 由以上三式联立解得0.2 m ≤x ＜1 m.。