2014高考物理一轮复习课时跟踪检测

12014高考物理一轮复习课时跟踪检测(十九)动能定理试题及完整解析答案1、一人站在电梯中，当电梯匀加速上升时()A.人处于超重状态B.人对电梯的压力大于电梯对人的支持力C.电梯对人做的功等于人增加的动能D.电梯对人做的功等于人增加的机械能【解析】选A、D。当物体具有向上的加速度时，处于超重状态，故A正确。由牛顿第三定律可知，人对电梯的压力等于电梯对人的支持力，故B错误。设人受的支持力为F,则有F-mg=ma,上升高度h时，由动能定理(F-mg)h=mv22-mv12,得Fh=mgh+mv22-mv12,所以电梯对人做的功等于人增加的机械能，故C错D对。2、质量m=2kg的物体，在水平面上以v1=6m/s的速度匀速向西运动，若有一个F=8N方向向北的恒力作用于物体，在t=2s内物体的动能增加了()A.28JB.64JC.32JD.36J【解析】选B。物体在力F的方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则a==4m/s2，位移x=m=8m，力F所做的功为W=Fx=8×8J=64J，由动能定理知物体的动能增加了64J，故B正确。3、(2013·南昌模拟)质量为10kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如图所示。物体在x=0处，速度为1m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x=16m处时，速度大小为()A.m/sB.3m/sC.4m/sD.m/s【解析】选B。F-x图像与坐标轴围成的图形面积表示力F做的功，图形位于x轴上方表示力做正功，位于下方表示力做负功，面积大小表示功的大小，所以物体运动到x=16m处时，F做正功，其大小W=40J，根据动能定理有W=mv22-mv12，代入数据，可得v2=3m/s。4、如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块。现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中()2A.支持力对小物块做功为0B.支持力对小物块做功为mgLsinαC.摩擦力对小物块做功为mgLsinαD.滑动摩擦力对小物块做功为-mgLsinα【解析】选B、D。缓慢抬高A端过程中，静摩擦力始终跟运动方向垂直，不做功，支持力与重力做功的代数和为零，所以支持力做的功等于mgLsinα;下滑过程支持力跟运动方向始终垂直，不做功，由动能定理可得：mgLsinα+WFf=mv2,解得WFf=mv2-mgLsinα；综上所述，B、D正确。【变式备选】如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面。设物体在斜面最低点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()A.mgh-mv2B.mv2-mghC.-mghD.-(mgh+mv2)【解析】选A。由A到C的过程运用动能定理可得：-mgh+W=0-mv2，所以W=mgh-mv2，故A正确。5、(2013·日照模拟)质量为1kg的物体被人用手由静止向上提高1m(忽略空气阻力)，这时物体的速度是2m/s，下列说法中正确的是(g=10m/s2)()A.手对物体做功12JB.合外力对物体做功12JC.合外力对物体做功10JD.物体克服重力做功10J【解析】选A、D。手对物体做功为W,由动能定理W-mgh=mv2,解得W=12J,故A正确。合外力对物体做的功等于mv2=2J,故B、C均错误。物体克服重力做的功W′=mgh=10J,故D正确。36、如图所示，质量相等的物体A和物体B与地面间的动摩擦因数相等，在力F的作用下，一起沿水平地面向右移动x，则()A.摩擦力对A、B做功相等B.A、B动能的增量相同C.F对A做的功与F对B做的功相等D.合外力对A做的功与合外力对B做的功不相等【解析】选B。因F斜向下作用在物体A上，A、B受到的摩擦力不相同，因此，摩擦力对A、B做的功不相等，A错误；但A、B两物体一起运动，速度始终相同，故A、B动能增量一定相同，B正确；F不作用在B上，因此力F对B不做功，C错误；合外力对物体做的功应等于物体动能的增量，故D错误。【总结提升】应用动能定理解题的技巧(1)研究对象的选择用动能定理解题时，所选取的研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统。若选系统为研究对象时，一定要分析系统内力做的功是否为零。如果不为零时，不仅要分析外力对系统做的功，也要分析内力做的功。建议这种情况下选单个物体研究。(2)研究过程的选择若单物体多过程运动时，要确定运动过程不同阶段的受力情况和做功情况。分析各个过程的初末速度,分段列式求解。也可以选择全过程列方程求解。但选全过程时一定要把合外力在全过程中做的总功求出。若多物体多过程运动时，最好用隔离法分别研究，画出运动的草图。7、如图所示，在光滑的水平面上有一个质量为M的木板B处于静止状态，现有一个质量为m的木块A在B的左端以初速度v0开始向右滑动，已知M＞m，用①和②分别表示木块A和木板B的图像，在木块A从B的左端滑到右端的过程中，下面关于速度v随时间t、动能Ek随位移x的变化图像，其中可能正确的是()4【解析】选D。设A、B间动摩擦因数为μ，二者加速度分别为aA、aB，则μmg=maA，μmg=MaB，可知aA＞aB，v-t图像中，①的斜率绝对值应大于②，故A、B均错误；对A、B分别由动能定理得-μmgxA=EkA-mv02，μmgxB=EkB,故有EkA=mv02-μmgxA,EkB=μmgxB,可知Ek-x图像中，①、②的斜率绝对值应相同，故C错误，D正确。8、从地面上以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的球，若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系，球运动的速率随时间变化规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1=2m/s,且落地前球已经做匀速运动。(g=10m/s2)求：(1)球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功；(2)球抛出瞬间的加速度大小。【解析】(1)设空气阻力做功为WFf，由动能定理得WFf=mv12-mv02。(4分)代入数据得：W=-WFf=9.6J(2分)(2)由题意知空气阻力Ff=kv(2分)落地前匀速，则有mg-kv1=0设刚抛出时加速度大小为a0，则由牛顿第二定律得：mg+kv0=ma0(2分)解得(1分)代入数据得：a0=60m/s2(1分)5答案：(1)9.6J(2)60m/s29、一滑块(可视为质点)经水平轨道AB进入竖直平面内的四分之一圆弧形轨道BC。已知滑块的质量m=0.50kg，滑块经过A点时的速度vA=5.0m/s,AB长x=4.5m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10,圆弧形轨道的半径R=0.50m，滑块离开C点后竖直上升的最大高度h=0.10m。取g=10m/s2。求：(1)滑块第一次经过B点时速度的大小；(2)滑块在从B运动到C的过程中克服摩擦力所做的功。【解题指南】解答本题时应注意：滑块在从B运动到C的过程中受到的摩擦力为变力，变力的功可由动能定理求出。【解析】(1)滑块由A到B的过程中，应用动能定理得：(4分)又Ff=μmg(2分)解得：vB=4.0m/s(2分)(2)滑块从B经过C上升到最高点的过程中，由动能定理得-mg(R+h)-WFf′=0-mvB2(4分)解得滑块克服摩擦力做功WFf′=1.0J(2分)答案：(1)4.0m/s(2)1.0J10、如图所示，AB是倾角为θ的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R。一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动。已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ,求：(1)物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程；(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力；(3)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D,释放点距B点的距离L′应满足什么条件。【解析】(1)因为摩擦力始终对物体做负功，所以物体最终在圆心角为2θ的圆弧轨道上往复运动。6对整体过程由动能定理得：mgR·cosθ-μmgcosθ·s=0,所以总路程为s=(4分)(2)对B→E过程mgR(1-cosθ)=①(3分)②(2分)由①②得FN=(3-2cosθ)mg(1分)由牛顿第三定律可知，物体对轨道的压力FN′=FN=(3-2cosθ)mg,方向竖直向下。(1分)(3)设物体刚好到D点,则③(2分)对全过程由动能定理得:mgL′sinθ-μmgcosθ·L′-mgR(1+cosθ)=mvD2④(4分)由③④得应满足条件:L′=·R(1分)答案：(1)(2)(3-2cosθ)mg,方向竖直向下(3)L′=11、在地面上某处将一金属小球竖直向上抛出，上升一定高度后再落回原处，若不考虑空气阻力，则下列图象能正确反映小球的速度、加速度、位移和动能随时间变化关系的是(取向上为正方向)()图1答案：选A小球运动过程中加速度不变，B错；速度均匀变化，先减小后反向增大，A对；位移和动能与时间不是线性关系，C、D错。12、如图2所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，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7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的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和图2答案：选BDA物体所受的合外力等于B对A的摩擦力，对A物体运用动能定理，则有B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量，即B对；A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，故二者做功不等，C错；对B应用动能定理，WF－WFf＝ΔEkB，即WF＝ΔEkB＋WFf就是外力F对B做的功，等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和，D对；由前述讨论知B克服摩擦力所做的功与A的动能增量(等于B对A的摩擦力所做的功)不等，故A错。13、物体在合外力作用下做直线运动的v－t图象如图3所示。下列表述正确的是()A．在0～2s内，合外力总是做负功B．在1～2s内，合外力不做功C．在0～3s内，合外力做功为零D．在0～1s内比1～3s内合外力做功快图3答案：选CD由物体的速度图象，根据动能定理可知在0～2s内物体先加速后减速，合外力先做正功后做负功，A错；根据动能定理得0～3s内合外力做功为零，1～2s内合外力做负功，C对，B错；在0～1s内比1～3s内合外力做功快，D对。14、如图4所示，劲度系数为k的弹簧下端悬挂一个质量为m的重物，处于静止状态。手托重物使之缓慢上移，直到弹簧恢复原长，手对重物做的功为W1。然后放手使重物从静止开始下落，重物下落过程中的最大速度为v，不计空气阻力。重物从静止开始下落到速度最大的过程中，弹簧对重物做的功为W2，则()A．W1B．W1C．W2＝mv2D．W2＝－mv2图4答案：选B设x为弹簧伸长的长度，由胡克定律得：mg＝kx。手托重物使之缓慢上移，8直到弹簧恢复原长，重物的重力势能增加了mgx＝m2g2/k，弹簧的弹力对重物做了功，所以手对重物做的功W1m2g2/k，选项B正确；由动能定理知W2＋＝mv2，则C、D错。15、质量均为m的两物块A、B以一定的初速度在水平面上只受摩擦力而滑动，如图5所示是它们滑动的最大位移x与初速度的平方v02的关系图象，已知v022＝2v012，下列描述中正确的是()A．若A、B滑行的初速度相等，则到它们都停下来时滑动摩擦力对A做的功是对B做功的2倍B．若A、B滑行的初速度相等，则到它们都停下来时滑动摩擦力对A做的功是对B做功的C．若A、B滑行的最大位移相等，则滑动摩擦力对它们做的功相等D．若A、B滑行的最大位移相等，则滑动摩擦力对B做的功是对A做功的2倍图5答案：选D由于两物块质量均为m，若A