江苏专版2019高考物理一轮复习课时跟踪检测十七动能定理及其应用.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课时跟踪检测（十七） 动能定理及其应用 对点训练：对动能定理的理解 1.如图所示，一块长木板 B 放在光滑的水平面上，在 B 上放一 A 物体，现以恒定的外力拉 B，使 A、 B 间产生相对滑动，如果以地面为参考系， 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 解析：选 B 外力 F 做的功等于 A、 B 动能的增量与 A、 B 间摩擦产生

2、的内能之和， A 错误； A 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 正确； 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，故二者做功不相等， C 错误；对 B 应用动能定理， WF WFf EkB，即 WF EkB 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 错误。 2.(2018 无锡模拟 )如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置

3、。当太阳光照射到小车上方的 光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若质量为 m 的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间 t 前进的距离为 x，且速度达到最大值 vm。设这一过程中电动机的功率恒为 P，小车所受阻力恒为 F，那么这段时间内 ( ) A小车做匀加速运动 B小车受到的牵引力逐渐增大 C小车受到的合外力所做的功为 Pt D小车受到的牵引力做的功为 Fx 12mvm2 解析：选 D 小车在运动方向上受向前的牵引力 F1 和向后的阻力 F，因为 v 增大， P不变，由 P F1v， F1 F ma，得出 F1逐渐减小， a 也逐渐减小，当 v vm时， a 0

4、，故 A、B 项均错误；合外力做的功 W 外 Pt Fx，由动能定理得 W 牵 Fx 12mvm2，故 C 项错误， D 项正确。 3.如图所示，质量为 m 的小球，从离地面高 H 处由静止开始释放，落到【 精品教育资源文库 】 地面后继续陷入泥中 h 深度而停止，设小球受到空气阻力为 f，重力加速度为 g，则下列说法正确的是 ( ) A小球落地时动能等于 mgH B小球陷入泥中的过程中克服泥的阻力所做的功小于刚落到地面时的动能 C整个过程中小球克服阻力做的功等于 mg(H h) D小球在泥土中受到的平均阻力为 mg? ?1 Hh 解析：选 C 小球从静止开始释放到落到地面的过程，由动能定理

5、得 mgH fH 12mv02，选项 A 错误；设泥的平均阻力为 f0，小球陷入泥中的过程，由动能定理得 mgh f0h 0 12mv02，解得 f0h mgh 12mv02， f0 mg? ?1 Hh fHh ，选项 B、 D 错误；全过程应用动能定理可知，整个过程中小球克服阻力做的功等于 mg(H h)，选项 C 正确。 4.如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为 m 的小球 A，若将小球 A从弹簧原长位置由静止释放，小球 A 能够下降的最大高度为 h。若将小球 A换为质量为 3m 的小球 B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球 B 下降 h 时的速度为 (重力加速度为 g，不计空气阻力

6、)( ) A. 2gh B. 4gh3 C. gh D. gh2 解析：选 B 小球 A 下降 h 过程小球克服弹簧弹力做功为 W1，根据动能定理，有 mghW1 0；小球 B 下降过程，由动能定理有 3mgh W1 123mv2 0，解得： v 4gh3 ，故 B 正确。 对点训练：动能定理的应用 5.如图，水平转台上有一个质量为 m 的物块 (可视为质点 )，物块与竖直转轴间距为 R，物块与转台间动摩擦因数为 ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现让物块始终随转台一起由静止开始缓慢加速转动至角速度为 时， ( ) A物块受到的向心力 为 mg B物块受到的摩擦力为 m 2R C转台对物块做的功

7、为 12m 2R2 【 精品教育资源文库 】 D转台对物块做的功不小于 12mgR 解析：选 C 物块与圆盘间是静摩擦力，不能用滑动摩擦力公式计算，故 A 错误。物块受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用，摩擦力沿半径方向的分量充当了向心力 Ffm 2R，因为圆盘加速转动，摩擦力在切向有分力，所以摩擦力大于 m 2R，故 B 错误。物块始终随转台一起由静止开始缓慢加速转动至角速度为 的过程中，重力和支持力不做功，只有摩擦力做功，末速度 v R ，根 据动能定理，有 W 12mv2 12m 2R2，故 C 正确。物体即将滑动时，最大静摩擦力提供向心力，由向心力公式 mg mvmax2R ，得12

8、mvmax2 12mgR ，物体做加速圆周运动过程 Wf 12mv2， v vmax，所以转台对物块做的功小于或等于 12mgR ，故 D 错误。 6 (2018 常州联考 )如图所示，竖直平面内放一直角杆 MON， OM水平， ON 竖直且光滑，用不 可伸长的轻绳相连的两小球 A 和 B 分别套在OM 和 ON 杆上， B 球的质量为 2 kg，在作用于 A 球的水平力 F 的作用下，A、 B 两球均处于静止状态，此时 OA 0.3 m， OB 0.4 m，改变水平力 F的大小，使 A 球向右加速运动，已知 A 球向右运动 0.1 m 时速度大小为 3 m/s，则在此过程中绳的拉力对 B 球

9、所做的功为 (取 g 10 m/s2)( ) A 11 J B 16 J C 18 J D 9 J 解析：选 C A 球向右运动 0.1 m 时， vA 3 m/s， OA 0.4 m， OB 0.3 m，设此时 BAO ， 则有 tan 34。由运动的合成与分解可得 vAcos vBsin ，解得 vB 4 m/s。以 B 球为研究对象，此过程中 B 球上升高度 h 0.1 m，由动能定理， W mgh 12mvB2，解得轻绳的拉力对 B 球所做的功为 W mgh 12mvB2 2100.1 J 1224 2 J 18 J，选项 C正确。 7.多选 如图所示，一光滑的半径为 R 的半圆形轨道

10、固定在水平面上，最高点 B 和最低点 A 与圆形轨道的圆心三点在一条竖直线上 ，最低点 A 与水平面平滑连接。一质量为 m 的小球以某一速度从水平面上的 C点滑向半圆形轨道的最低点 A，再冲上光滑半圆形轨道 AB，当小球将要从轨道口 B 点飞出时，对轨道的压力恰好为零，最后落至水平面上的 C 点。若不考虑空气阻力，且重力加速度为 g，则 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A小球在 B 点只受 1 个力的作用 B小球在 AB 轨道上运动的过程中，向心力对小球做负功 C AC 距离为 2R D轨道上的最低点 A 受到小球的压力为 5mg 解析：选 AC 小球在 B 点对轨道的压力恰好为零，可知小

11、球在 B 点仅受重力，故 A 正确。小球在 AB 轨道上运动过程中，由于向心 力的方向与速度方向垂直，可知向心力不做功，故 B 错误。根据 mg mvB2R 得， vB gR，根据 2R12gt2得， t 4Rg ，则 xAC vBt 2R，故C 正确。根据动能定理得， mg2 R 12mvB2 12mvA2，在 A 点，根据牛顿第二定律得， FN mg mvA2R ，联立解得 FN 6mg，则轨道上的最低点 A 受到小球的压力为 6mg，故 D 错误。 8.(2018 宿 迁期中 )如图所示，质量为 m 的小球套在半径为 R 的固定光滑圆环上，圆环的圆心为 O，原长为 0.8R 的轻质弹簧一

12、端固定于 O 点，另一端与小球相连，弹簧与圆环在同一竖直平面内，圆环上 B 点在 O 点的正下方，当小球在 A 处受到沿圆环切线方向的恒力 F 作用时，恰好与圆环间无相互作用，且处于静止状态。已知： R 1.0 m， m 1.0 kg， AOB 37 ，弹簧处于弹性限度内， sin 37 0.6， cos 37 0.8，重力加速度 g 10 m/s2。求： (1)该弹簧的劲度系数 k； (2)撤去恒力，小球从 A 点沿圆环下滑到 B 点时的速度大小 vB； (3)小球通过 B 点时，圆环对小球的作用力大小 NB。 解析： (1)小球在 A 处由平衡知识可知： 沿半径方向： k(R 0.8R)

13、mgcos 得： k 40 N/m。 (2)由 A 到 B 过程由动能定理得： mgR(1 cos ) 12mvB2 0 得： vB 4R 2.0 m/s。 (3)在 B 点： k(R 0.8R) NB mg mvB2R 得 ： NB 6.0 N。 答案 ： (1)40 N/m (2)2.0 m/s (3)6.0 N 对点训练 ：动能定理的图像问题 9.用传感器研究质量为 2 kg的物体由静止开始做直线运动【 精品教育资源文库 】 的规律时，在计算机上得到 0 6 s 内物体的加速度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是 ( ) A 0 6 s 内物体先向正方向运动，后向负方向运动 B

14、0 6 s 内物体在 4 s 时的速度最大 C物体在 2 4 s 内速度不变 D 0 4 s 内合力对物体做的功等于 0 6 s 内合力做的功 解析：选 D 由 at 图像可知物体 6 s 末的速度 v6 12(2 5)2 m/s 1212 m/s 6 m/s，则 0 6 s 内物体一直向正方向运动， A 错误；物体在 5 s 末速度最大， B 错误；在 2 4 s 内加速度不变，物体做匀加速直线运动，速度变大， C 错误；由动能定理可知： 04 s 内合力对物体做的功： W4 12mv42 0,0 6 s 内合力对物体做的功： W6 12mv62 0，又 v4 v6，则 W4 W6， D 正

15、确。 10 多选 如图甲所示，质量相等的 a、 b 两物体，分别从斜面上的同一位置 A 由静止下滑，经 B 点在水平面上滑行一段距离后停下。不计经过 B 点时的能量损失，用传感器采 集到它们的速度时间图像如图乙所示，下列说法正确的是 ( ) A物体 a 在斜面上滑行的加速度比 b 的大 B物体 a 在水平面上滑行的距离比 b 的短 C物体 a 与斜面间的动摩擦因数比 b 的小 D物体 a 与水平面间的动摩擦因数比 b 的大 解析：选 AC 由题图乙图像斜率可知物体 a 做加速运动时的加速度比 b 做加速运动时的加速度大，故 A 正确；物体在水平面上的运动是匀减速运动，物体 a 从 t1时刻开始，物体 b 从 t2时刻开始。由图像与坐标轴围成的面积表示位移可知，物体 a 在水平面上做匀减速运动的位移比 b 在水平面上做