2019-2020年高考物理一輪復習 5.2動能定理及其應用課時提升作業(yè) 滬科版必修2一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號后標出)1.(多選)(2011新課標全國卷)一質點開始時做勻速直線運動,從某時刻起受到一恒力作用。此后,該質點的動能可能()A.一直增大B.先逐漸減小至零,再逐漸增大C.先逐漸增大至某一最大值,再逐漸減小D.先逐漸減小至某一非零的最小值,再逐漸增大2.(多選)質量為m的物體在水平力F的作用下由靜止開始在光滑地面上運動,前進一段距離之后速度大小為v,再前進一段距離使物體的速度增大為2v,則()A.第二過程的速度增量等于第一過程的速度增量B.第二過程的動能增量是第一過程動能增量的3倍C.第二過程合外力做的功等于第一過程合外力做的功D.第二過程合外力做的功等于第一過程合外力做功的2倍3.(xx福州模擬)如圖所示,光滑斜面的頂端固定一彈簧,一物體向右滑行,并沖上固定在地面上的斜面。設物體在斜面最低點A的速度為v,壓縮彈簧至C點時彈簧最短,C點距地面高度為h,則從A到C的過程中彈簧彈力做功是()A.mgh-mv2 B.mv2-mghC.-mgh D.-(mgh+mv2)4.(xx承德模擬)一個25 kg的小孩從高度為3.0 m的滑梯頂端由靜止開始滑下,滑到底端時的速度為2.0 m/s。g取10 m/s2,關于力對小孩做的功,以下結果正確的是()A.合外力做功50 JB.阻力做功500 JC.重力做功500 J D.支持力做功50 J5.如圖所示,質量相等的物體A和物體B與地面間的動摩擦因數(shù)相等,在力F的作用下,一起沿水平地面向右移動s,則()A.摩擦力對A、B做功相等B.A、B動能的增量相同C.F對A做的功與F對B做的功相等D.合外力對A做的功與合外力對B做的功不相等二、計算題(本題15分。需寫出規(guī)范的解題步驟)6.(xx海南高考)一質量m=0.6kg的物體以v0=20m/s的初速度從傾角=30的斜坡底端沿斜坡向上運動。當物體向上滑到某一位置時,其動能減少了Ek=18J,機械能減少了E=3J。不計空氣阻力,重力加速度g=10m/s2,求：(1)物體向上運動時加速度的大小;(2)物體返回斜坡底端時的動能。強化專練(建議：25分鐘)強化點1：動能定理的應用1.(多選)(xx徐州模擬)如圖所示,長為L的木板水平放置,在木板的A端放置一個質量為m的物體,現(xiàn)緩慢抬高A端,使木板以左端為軸在豎直面內轉動,當木板轉到與水平面成角時物體開始滑動,此時停止轉動木板,物體滑到木板底端時的速度為v,則在整個過程中()A.支持力對物體做功為0B.摩擦力對物體做功為mgLsinC.摩擦力對物體做功為mv2-mgLsinD.木板對物體做功為mv22.(xx鄭州模擬)剎車距離是衡量汽車安全性能的重要參數(shù)之一。如圖所示的圖線1、2分別為甲、乙兩輛汽車在緊急剎車過程中的剎車距離s與剎車前的車速v的關系曲線,已知緊急剎車過程中車與地面間是滑動摩擦。據此可知,下列說法中正確的是()A.甲車的剎車距離隨剎車前的車速v變化快,甲車的剎車性能好B.乙車與地面間的動摩擦因數(shù)較大,乙車的剎車性能好C.以相同的車速開始剎車,甲車先停下來,甲車的剎車性能好D.甲車的剎車距離隨剎車前的車速v變化快,甲車與地面間的動摩擦因數(shù)較大3.(多選)(xx廣東高考)如圖,游樂場中,從高處A到水面B處有兩條長度相同的光滑軌道。甲、乙兩小孩沿不同軌道同時從A處自由滑向B處,下列說法正確的有()A.甲的切向加速度始終比乙的大B.甲、乙在同一高度的速度大小相等C.甲、乙在同一時刻總能到達同一高度D.甲比乙先到達B處4.(xx?？谀M)如圖所示,ABCD是一個盆式容器,盆內側壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧,B、C在水平線上,其距離d=0.50m。盆邊緣的高度為h=0.30m。在A處放一個質量為m的小物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑,已知盆內側壁是光滑的,而盆底BC面與小物塊間的動摩擦因數(shù)為=0.10。小物塊在盆內來回滑動,最后停下來,則停下的位置到B的距離為()A.0.50 mB.0.25 mC.0.10 mD.0強化點2：應用動能定理解決多過程問題5.(xx四川高考)近來,我國多個城市開始重點治理“中國式過馬路”行為。每年全國由于行人不遵守交通規(guī)則而引發(fā)的交通事故上萬起,死亡上千人。只有科學設置交通管制,人人遵守交通規(guī)則,才能保證行人的生命安全。如圖所示,停車線AB與前方斑馬線邊界CD間的距離為23m。質量8t、車長7m的卡車以54 km/h的速度向北勻速行駛,當車前端剛駛過停車線AB,該車前方的機動車交通信號燈由綠燈變黃燈。(1)若此時前方C處人行橫道路邊等待的行人就搶先過馬路,卡車司機發(fā)現(xiàn)行人,立即制動,卡車受到的阻力為3104N。求卡車的制動距離。(2)若人人遵守交通規(guī)則,該車將不受影響地駛過前方斑馬線邊界CD。為確保行人安全,D處人行橫道信號燈應該在南北向機動車信號燈變黃燈后至少多久變?yōu)榫G燈?強化點3：應用動能定理解決圖像問題6.(xx濰坊模擬)總質量為80 kg的跳傘運動員從離地500 m的直升機上跳下,經過2 s拉開繩索開啟降落傘,如圖所示是跳傘過程中的v-t圖像,試根據圖像(g取10 m/s2)(1)求02 s內阻力做的功;(2)估算14 s內運動員下落的高度及克服阻力做的功;(3)估算運動員從飛機上跳下到著地的總時間。答案解析素能全練1.【解題指南】解答本題時可按以下思路分析：考慮恒力方向與速度方向相同或相反來判斷A、B選項,再考慮恒力方向與速度方向成小于90或大于90的夾角來判斷C、D選項,并注意物體速度方向與恒力方向的夾角變化。【解析】選A、B、D。當恒力方向與速度方向相同時,物體加速,動能一直增大,故A正確。當恒力方向與速度方向相反時,物體開始減速至零,再反向加速,動能先減小再增大,故B正確。當恒力與速度成小于90夾角時,把速度沿恒力方向和垂直方向分解,物體做曲線運動,速度一直增大,故C錯。當恒力與速度成大于90的夾角時,把速度沿恒力方向和垂直方向分解,開始在原運動方向物體做減速運動直至速度為0,而在垂直原運動方向上物體速度逐漸增加,某一時刻物體速度最小,此后,物體在恒力作用下速度增加,其動能經歷一個先減小到某一數(shù)值,再逐漸增大的過程,故D正確。2.【解析】選A、B。由題意知,兩個過程中速度增量均為v,A正確;由動能定理知：W1=mv2,W2=m(2v)2-mv2=mv2,故B正確,C、D錯誤。3.【解析】選A。對物體由A到C的過程運用動能定理可得：-mgh+W=0-mv2,所以W=mgh-mv2,故A正確。4.【解析】選A。合外力做的功W合=Ek-0,即W合=mv2=2522J=50 J,A項正確;WG+W阻=Ek-0,故W阻=mv2-mgh=50J-750 J=-700 J,B項錯誤;重力做功WG=mgh=25103J=750 J,C項錯誤;小孩所受支持力方向上的位移為零,故支持力做的功為零,D項錯誤。【加固訓練】(多選)電梯質量為M,在它的水平地板上放置一質量為m的物體。電梯在鋼索的拉力作用下由靜止開始豎直向上加速運動,當上升高度為H時,電梯的速度達到v,則在這個過程中,以下說法中正確的是()A.電梯地板對物體的支持力所做的功等于B.電梯地板對物體的支持力所做的功大于C.鋼索的拉力所做的功等于+MgHD.鋼索的拉力所做的功大于+MgH【解析】選B、D。以物體為研究對象,由動能定理-mgH=mv2,即=mgH+mv2,選項B正確,選項A錯誤;以系統(tǒng)為研究對象,由動能定理得：-(m+M)gH=(M+m)v2,即=(M+m)v2+(M+m)gH>+MgH,選項D正確,選項C錯誤。5.【解析】選B。因F斜向下作用在物體A上,A、B受到的摩擦力不相同,因此,摩擦力對A、B做的功不相等,A錯誤;但A、B兩物體一起運動,速度始終相同,故A、B動能增量一定相同,B正確;F不作用在B上,因此力F對B不做功,C錯誤;合外力對物體做的功應等于物體動能的增量,故D錯誤?！究偨Y提升】應用動能定理解題的技巧(1)研究對象的選擇：用動能定理解題時,所選取的研究對象可以是單個物體,也可以是多個物體組成的系統(tǒng)。若選系統(tǒng)為研究對象時,一定要分析系統(tǒng)內力做的功是否為零。如果不為零時,不僅要分析外力對系統(tǒng)做的功,也要分析內力做的功。建議這種情況下選單個物體研究。(2)研究過程的選擇：若單物體多過程運動時,要確定運動過程不同階段的受力情況和做功情況。分析各個過程的初末速度,分段列式求解。也可以選擇全過程列方程求解。但選全過程時一定要把合外力在全過程中做的總功求出。若多物體多過程運動時,最好用隔離法分別研究,畫出運動的草圖。6.【解題指南】解答本題時應注意理解以下三點：(1)合外力所做的功等于物體動能的變化。(2)重力所做的功等于物體重力勢能的變化。(3)牛頓第二定律的應用?！窘馕觥?1)設物體運動過程中所受的摩擦力為Ff,向上運動的加速度的大小為a,由牛頓第二定律可知a= (3分)設物體的動能減少Ek時,在斜坡上運動的距離為s,由功能關系可知Ek=(mgsin+Ff)s (2分)E=Ffs (2分)聯(lián)立式,并代入數(shù)據可得a=6m/s2 (2分)(2)設物體沿斜坡向上運動的最大距離為sm,由運動學規(guī)律可得sm=(2分)設物體返回斜坡底端時的動能為Ek,由動能定理得Ek=(mgsin-Ff)sm (2分)聯(lián)立以上各式,并代入數(shù)據可得Ek=80J (2分)答案：(1)6m/s2(2)80J強化專練1.【解析】選C、D。木板由水平轉到與水平面成角的過程中,木板對物體的支持力做正功,重力做負功,兩者相等,即WG=WN=mgLsin,所以A錯誤;物體從開始下滑到滑到底端的過程中,支持力不做功,重力做正功,摩擦力做負功,由動能定理得WG+Wf=mv2-0,即Wf=mv2-mgLsin,故B錯誤、C正確;對全過程運用能量觀點,重力做功為0,無論支持力還是摩擦力,施力物體都是木板,所以木板對物體做功為mv2,D正確。2. 【解析】選B。本題考查對運動圖像的認識與理解,同時考查動能定理。在剎車過程中,由動能定理可知:-mgs=0-mv2,得s=,可知甲車與地面間動摩擦因數(shù)小(題圖線1),乙車與地面間動摩擦因數(shù)大(題圖線2),剎車時的加速度a=g,乙車剎車性能好,以相同的車速開始剎車,乙車先停下來,B正確。3.【解題指南】解答本題時應從以下兩點進行分析：(1)明確甲、乙的受力和運動情況。(2)從A到B,重力對甲、乙做功相等?！窘馕觥窟xB、D。在曲線上任取一點,將重力沿軌道的切線方向分解,切線與水平方向成的銳角為,則切向力為：mgsin=ma切,可得甲的切向加速度一直減小,乙的切向加速度一直增大,在B點,有a甲切<a乙切,A錯誤;對甲、乙下落相同高度h,由重力做功的特點和動能定理得mgh=mv2,v=,B正確;從A到B,開始一段甲的切向加速度大于乙的切向加速度,即甲的速度增加得快,平均速度大,二者位移相等,由如圖所示的速率時間圖像知甲比乙先到達B處,D正確、C錯誤。4.【解析】選D。由于BC面粗糙,物塊在BC面上往返運動不斷消耗機械能,直至停止運動,設物塊在BC面上運動的總路程為s,根據動能定理得：mgh-mgs=0,解得s=m=3 m,因為=6,可見物塊最后停在B點,D正確?！炯庸逃柧殹咳鐖D所示,質量為m的物塊與轉臺之間能出現(xiàn)的最大靜摩擦力為物塊重力的k倍,物塊與轉軸OO相距R,物塊隨轉臺由靜止開始轉動,當轉速增加到一定值時,物塊即將在轉臺上滑動,在物塊由靜止到滑動前的這一過程中,轉臺的摩擦力對物塊做的功為()A.0 B.2kmgRC.2kmgR D.kmgR【解析】選D。在轉速增加的過程中,轉臺對物塊的摩擦力是不斷變化的,當轉速增加到一定值時,物塊在轉臺上即將滑動,說明此時最大靜摩擦力提供向心力,即kmg= 在這一過程中對物塊用動能定理W=mv2 由知,轉臺對物塊所做的功W=kmgR,D對。5.【解題指南】解答本題時應注意以下兩點：(1)根據動能定理求出卡車的制動距離。(2)卡車行駛的距離為AC距離與卡車長度之和?！窘馕觥恳阎ㄜ囐|量m=8t=8103kg、初速度v0=54km/h=15 m/s。(1)從制動到停車,阻力對卡車所做的功為W,由動能定理有W=-m已知卡車所受的阻力Ff=-3104N,設卡車的制動距離為s1,有W=Ffs1聯(lián)立式,代入數(shù)據得s1=30m(2)已知車長l=7m,AB與CD的距離為s0=23m。設卡車駛過的距離為s2,D處人行橫道信號燈至少需經過時間t后變?yōu)榫G燈s2=s0+l s2=v0t 聯(lián)立式,代入數(shù)據得t=2s答案：(1)30m(2)2 s6.【解析】(1)從題圖中可以看出,在02s內運動員做勻加速運動,其加速度大小為a=m/s2=8 m/s2設此過程中運動員受到的阻力大小為f,根據牛頓第二定律,有mg-f=ma解得f=160N。02s內下落高度h=t=2 m=16 m。阻力做功W=-fh=-2560J。(2)從題圖中估算得出運動員在14s內下落了h=4022m=160 m根據動能定理,有mgh-Wf=mv2所以有Wf=mgh-mv2=(8010160-8062)J1.27105J。(3)14s后運動員做勻速運動的時間為t=s=57 s。運動員從飛機上跳下到著地需要的總時間t總=t+t=(14+57)s=71 s。答案:(1)-2 560 J(2)160 m1.27105J(3)71 s