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2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第五章 第2講 動能定理及其應(yīng)用課時(shí)提能演練 新人教版 一、選擇題(本大題共7小題,每小題8分,共56分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確) 1.一人站在電梯中,當(dāng)電梯勻加速上升時(shí)　(　　) A.人處于失重狀態(tài) B.人對電梯的壓力大于電梯對人的支持力 C.電梯對人做的功等于人增加的動能 D.電梯對人做的功等于人增加的機(jī)械能 【解析】選D。當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí),處于超重狀態(tài),故A錯(cuò)誤。由牛頓第三定律可知,人對電梯的壓力等于電梯對人的支持力,故B錯(cuò)誤。設(shè)人受的支持力為F,則有F-mg=ma,上升高度h時(shí),由動能定理(F-mg)h=m-m,得Fh=mgh+m-m,所以電梯對人做的功等于人增加的機(jī)械能,故C錯(cuò)D對。 2.質(zhì)量m=2kg的物體,在水平面上以v1=6m/s的速度勻速向西運(yùn)動,若有一個(gè)F=8N方向向北的恒力作用于物體,在t=2s內(nèi)物體的動能增加了　(　　) A.28J　　　 B.64J　　　 C.32J　　　 D.36J 【解析】選B。物體在力F的方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,則a==4m/s2,位移x=at2=422m=8m,力F所做的功為W=Fx=88J=64J,由動能定理知物體的動能增加了64J,故B正確。 3.質(zhì)量為10kg的物體,在變力F作用下沿x軸做直線運(yùn)動,力隨坐標(biāo)x的變化情況如圖所示。物體在x=0處,速度為1m/s,一切摩擦不計(jì),則物體運(yùn)動到x=16m處時(shí),速度大小為　(　　) A.2m/s　　　　　　 B.3 m/s C.4 m/s D.m/s 【解析】選B。F-x圖像與坐標(biāo)軸圍成的圖形面積表示力F做的功,圖形位于x軸上方表示力做正功,位于下方表示力做負(fù)功,面積大小表示功的大小,所以物體運(yùn)動到x=16m處時(shí),F做正功,其大小W=40J,根據(jù)動能定理有W=m-m,代入數(shù)據(jù),可得v2=3m/s。 4.(xx廣東高考改編)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(shí)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(shí)刻總能到達(dá)同一高度 D.乙比甲先到達(dá)B處 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析: (1)明確甲、乙的受力和運(yùn)動情況。 (2)從A到B,重力對甲、乙做功相等。 【解析】選B。在曲線上任取一點(diǎn),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θ,則切向力為:mgsinθ=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(diǎn),有a甲切m,用①和②分別表示木塊A和木板B的圖像,在木塊A從B的左端滑到右端的過程中,下面關(guān)于速度v隨時(shí)間t、動能Ek隨位移s的變化圖像,其中可能正確的是　(　　) 【解析】選D。設(shè)A、B間動摩擦因數(shù)為μ,二者加速度分別為aA、aB,則μmg=maA,μmg=MaB,可知aA>aB,v -t圖像中,①的斜率絕對值應(yīng)大于②,故A、B均錯(cuò)誤;對A、B分別由動能定理得-μmgsA=EkA-m,μmgsB=EkB,故有EkA=m-μmgsA,EkB= μmgsB,可知Ek-s圖像中,①、②的斜率絕對值應(yīng)相同,故C錯(cuò)誤,D正確。 二、非選擇題(本大題共3小題,共44分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 8.(12分)從地面上以初速度v0=10m/s豎直向上拋出一質(zhì)量為m=0.2kg的球,若運(yùn)動過程中受到的空氣阻力與其速率成正比關(guān)系,球運(yùn)動的速率隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示,t1時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn),再落回地面,落地時(shí)速率為v1=2m/s,且落地前球已經(jīng)做勻速運(yùn)動。(g=10m/s2)求: (1)球從拋出到落地過程中克服空氣阻力所做的功; (2)球拋出瞬間的加速度大小。 【解析】(1)設(shè)空氣阻力做功為,由動能定理得=m-m?！?4分) 代入數(shù)據(jù)得:W=-=9.6J (2分) (2)由題意知空氣阻力Ff=kv　 (2分) 落地前勻速,則有mg-kv1=0 設(shè)剛拋出時(shí)加速度大小為a0,則由牛頓第二定律得: mg+kv0=ma0　 (2分) 解得a0=(1+)g　 (1分) 代入數(shù)據(jù)得:a0=60m/s2 (1分) 答案:(1)9.6J　(2)60m/s2 9.(14分)一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))經(jīng)水平軌道AB進(jìn)入豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形軌道BC。已知滑塊的質(zhì)量m=0.50kg,滑塊經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度vA=5.0m/s,AB長s=4.5m,滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.10,圓弧形軌道的半徑R=0.50m,滑塊離開C點(diǎn)后豎直上升的最大高度h=0.10m。取g=10m/s2。求: (1)滑塊第一次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度的大小; (2)滑塊在從B運(yùn)動到C的過程中克服摩擦力所做的功。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意: 滑塊在從B運(yùn)動到C的過程中受到的摩擦力為變力,變力的功可由動能定理求出。 【解析】(1)滑塊由A到B的過程中,應(yīng)用動能定理得: -Ffs=m-m　 (4分) 又Ff=μmg　 (2分) 解得:vB=4.0m/s (2分) (2)滑塊從B經(jīng)過C上升到最高點(diǎn)的過程中,由動能定理得-mg(R+h)-W=0-m　 (4分) 解得滑塊克服摩擦力做功W=1.0J (2分) 答案:(1)4.0m/s　(2)1.0 J 10.(能力挑戰(zhàn)題)(xx海南高考)(18分)一質(zhì)量m=0.6kg的物體以v0=20m/s的初速度從傾角α=30的斜坡底端沿斜坡向上運(yùn)動。當(dāng)物體向上滑到某一位置時(shí),其動能減少了ΔEk=18J,機(jī)械能減少了ΔE=3J。不計(jì)空氣阻力,重力加速度g=10m/s2,求: (1)物體向上運(yùn)動時(shí)加速度的大小; (2)物體返回斜坡底端時(shí)的動能。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意理解以下三點(diǎn): (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(yīng)用。 【解析】(1)設(shè)物體運(yùn)動過程中所受的摩擦力為Ff,向上運(yùn)動的加速度的大小為a,由牛頓第二定律可知 a=　 ①(3分) 設(shè)物體的動能減少ΔEk時(shí),在斜坡上運(yùn)動的距離為s,由功能關(guān)系可知 ΔEk=(mgsinα+Ff)s　 ②(2分) ΔE=Ffs　 ③(2分) 聯(lián)立①②③式,并代入數(shù)據(jù)可得a=6m/s2 ④(3分) (2)設(shè)物體沿斜坡向上運(yùn)動的最大距離為sm,由運(yùn)動學(xué)規(guī)律可得sm=?、?3分) 設(shè)物體返回斜坡底端時(shí)的動能為Ek,由動能定理得 Ek=(mgsinα-Ff)sm ⑥(3分) 聯(lián)立以上各式,并代入數(shù)據(jù)可得Ek=80J (2分) 答案:(1)6m/s2　(2)80J