(新课标)高考物理一轮复习第五章机械能及其守恒定律第二节动能动能定理课后检测能力提升课件
新人教版高考物理总复习第五章机械能《动能定理及其应用》
Wf=
1 2
m
v
2 B
-0，解得Wf=
=1×10×5 J-
1 2
×1×62 J=32 J，故A正确，B、C、D错误。
题型3 求解多过程问题
【典例3】(2019·信阳模拟)如图所示AB和CDO都是处
于竖直平面内的光滑圆弧形轨道，OA处于水平位置。 AB是半径为R=1 m的 1 圆周轨道，CDO是半径为r=
(2)小球仅仅与弹性挡板碰撞一次且刚好不脱离CDO轨 道的条件是在O点重力提供向心力，碰后再返回最高 点恰能上升到D点。
【解析】(1)设小球第一次到达D的速度为vD，对小球
从P到D点的过程，根据动能定理得：
mg(H+r)-μmgL1=m
2
v
2 D
-0
在D点轨道对小球的支持力FN提供向心力，则有：
(5)物体的动能不变，所受的合外力必定为零。 ( × ) (6)做自由落体运动的物体，物体的动能与下落时间的 二次方成正比。 ( √ )
考点1 对动能、动能定理的理解 【题组通关】 1.(2018·江苏高考)从地面竖直向上抛出一只小球， 小球运动一段时间后落回地面。忽略空气阻力，该过 程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是 ( )
【解析】选A。对于整个竖直上抛过程(包括上升与下
落)，速度与时间的关系为v=v0-gt，v2=g2t2-2v0gt+
v
2 0
，
Ek=
1 2
mv2，可见动能与时间是二次函数关系，由
数学中的二次函数知识可判断A正确。
2.(2018·全国卷Ⅱ)如图，某同学用绳子拉动木箱， 使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。 木箱获得的动能一定 ( )
A.小于8 J C.大于8 J
人教版高中物理一轮总复习课后习题 第5单元 机械能 实验练7验证机械能守恒定律
实验练7验证机械能守恒定律1.(浙江台州期末)某实验小组利用如图甲所示的装置验证系统机械能守恒定律,已知弹簧的劲度系数为k,原长为L0,钩码的质量为m。
已知弹簧的kx2,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,弹性势能表达式为E p=12当地的重力加速度大小为g。
甲(1)要完成该实验,除了图甲中器材以外,还必需的器材是。
A.低压直流电源B.刻度尺C.秒表(2)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置,此时弹簧的长度为L。
接通打点计时器电源,从静止释放钩码,弹簧收缩,得到了一条点迹清晰的纸带。
钩码加速上升阶段的部分纸带如图乙所示,纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T(在误差允许范围内,认为释放钩码的同时打出A点)。
从打下A 点到打下F点时间内,弹簧的弹性势能减少量为。
乙丙计算F点对应的速度,但小组内另(3)实验小组中的小王同学利用v F=h6-h42T一位同学却认为钩码的运动并非匀加速运动,故此计算方法存在误差,计算值比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。
(4)利用计算机软件对实验数据进行处理,得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系如图丙所示。
由图丙可知,随着h增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,可能原因是。
2.(浙江温州二模)(1)在下列实验中,需要用到打点计时器的有。
A.探究平抛运动的特点B.探究加速度与力、质量的关系C.用单摆测重力加速度大小D.探究向心力大小表达式(2)在验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图1所示。
按照正确操作得到如图2所示的纸带。
其中打O点时释放物体,计数点A、B、C是打点计时器连续打下的三个点。
已知打点计时器的电源频率为50 Hz,重物质量为200 g,当地重力加速度g取9.80 m/s2。
①实验桌上放着如图3所示的三个物体甲、乙、丙,则实验装置中的重物应选择(选填“甲”“乙”或“丙”)。
②在纸带OB段,重物的重力势能减少量为 J(结果保留三位有效数字)。
高考物理一轮总复习精品课件 第5章 机械能 第2节 动能定理及其应用
F和8F时小球做圆周运动的动能,然后由动能定理求出拉力由F变为8F过
程中绳子拉力对小球所做的功,用拉力做的功除以时间就是该过程的平均
功率。
答案:(1)
3
(2)
2
3
(3)
2
0
解析:(1)小球做圆周运动的向心力由绳子的拉力提供,由向心力公式得
解得,当拉力为 F 时,小球的线速度 v=
侧有一轻质弹簧,左端固定,弹簧处于自然伸长状态。质量为m=1 kg的物
块A(可视为质点)从轨道右侧以初速度 v0=2√3 m/s 冲上轨道,通过圆形轨
道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回,经水平轨道返回圆形轨
道。物块A与PQ段间的动摩擦因数μ=0.2,轨道其他部分摩擦不计,重力加
速度g取10 m/s2。
好为零,g取10 m/s2,则提升重物的最短时间为(
A.13.2 s
B.14.2 s
C.15.5 s
D.17.0 s
答案:C
)
解析:为了以最短时间提升重物,一开始先以最大拉力拉重物使重物匀加速上升,
当功率达到额定功率时,保持功率(额定功率)不变直到重物达到最大速度,接着做
匀速运动,最后以最大加速度匀减速上升到达平台时速度刚好为零。重物在第一
(1)求物块A与弹簧刚接触时的速度大小v1;
(2)求物块A被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度h1;
(3)调节PQ段的长度L,A仍以v0从轨道右侧冲上轨道,当L满足什么条件时,
物块A能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道?
解题指导:
关键词句
获取信息
物块 A 与弹簧刚接触时的速
求物块 A 到达 P 点时的速度
高考物理一轮复习：动能定理
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2. (多选)关于动能的理解，下列说法正确的是( ABC ) A. 动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能 B. 物体的动能总为正值 C. 一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不 一定变化 D. 动能不变的物体，一定处于平衡状态
C. ΔEk＝1.8 J
D. ΔEk＝10.8 J
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解析 取初速度方向为正方向，则 Δv＝(－6－6)m/s＝－12 m/s，由于 速度大小没变，动能不变，故动能变化量为 0，故只有选项 B 正确．
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4. (2016·四川理综)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他
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3. 一个质量为 0.3 kg 的弹性小球，在光滑水平面上以 6 m/s 的速度垂直撞
到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同，
则碰撞前后小球速度变化量的大小 Δv 和碰撞过程中小球的动能变化量
ΔEk 为( B ) A. Δv＝0
B. Δv＝12 m/s
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解析 由题可得，重力做功 WG＝1 900 J，则重力势能减少 1 900 J ，故选 项 C 正确，D 错误；由动能定理得，WG－Wf＝ΔEk，克服阻力做功 Wf＝ 100 J，则动能增加 1 800 J，故选项 A、B 错误．
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4. 适用条件 (1)动能定理既适用于直线运动，也适用于__曲__线__运__动__． (2)既适用于恒力做功，也适用于_变__力__做__功___． (3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以__间__断__作__用______． 5. 应用动能定理解决的典型问题大致分为两种 (1)单一物体的单一过程或者某一过程． (2)单一物体的多个过程．动能定理由于不涉及加速度和时间，比动力学研 究方法要简便．
高考物理一轮复习 考点15 功能关系 机械能守恒定律及其应用练习(含解析)-人教版高三全册物理试题
考点15 功能关系 机械能守恒定律与其应用题组一 根底小题1．如下关于功和能的说法正确的答案是( )A ．作用力做正功，反作用力一定做负功B ．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化C ．假设物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒D ．竖直向上运动的物体重力势能一定增加，动能一定减少答案 C解析 当作用力做正功时，反作用力也可能做正功，如反冲运动中的物体，故A 错误；物体在合外力作用下做变速运动，动能不一定发生变化，比如匀速圆周运动，故B 错误；假设物体除受重力外，还受到其他力作用时，当其他的力做的功等于零时，物体的机械能也守恒，故C 正确；竖直向上运动的物体重力势能一定增加，假设同时物体受到的向上的拉力做正功，如此物体动能不一定减少，故D 错误。
2.如下列图，运动员把质量为m 的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最大高度为h ，在最高点时的速度为v ，不计空气阻力，重力加速度为g ，如此运动员踢球时对足球做的功为( )A.12mv 2 B ．mgh C ．mgh ＋12mv 2 D ．mgh ＋mv 2答案 C解析 足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒，足球到达最高点时，其机械能为E ＝mgh ＋12mv 2，由机械能守恒定律得，足球刚被踢起时的机械能为E ＝mgh ＋12mv 2，足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球所做的功为W ＝mgh ＋12mv 2，故A 、B 、D 错误，C 正确。
3.如下列图，一辆小车在牵引力作用下沿弧形路面匀速率上行，小车与路面间的阻力大小恒定，如此上行过程中( )A ．小车处于平衡状态，所受合外力为零B ．小车受到的牵引力逐渐增大C ．小车受到的牵引力对小车做的功一定大于小车重力势能的增加量D ．小车重力的功率逐渐增大答案 C解析 小车做匀速圆周运动，合力充当向心力，不为零，故A 错误；对小车受力分析，牵引力F ＝f ＋mg sin θ，阻力大小恒定，θ变小，所以F 变小，故B 错误；由功能关系得：小车受到的牵引力对小车做的功等于小车重力势能的增加量和因摩擦生成的热量，即牵引力对小车做的功一定大于小车重力势能的增加量，故C 正确；小车重力的功率P ＝mgv sin θ，θ变小，P 减小，故D 错误。
高中物理_动能和动能定理教学设计学情分析教材分析课后反思
7．动能和动能定理【教学目标】1、知识与技能①．知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算；②．理解动能定理及其推导过程，知道动能定理的适用范围。
2、过程与方法①．运用归纳推导方式推导动能定理的表达式；②．对比分析动力学知识与动能定理的应用。
3、情感态度与价值观通过动能定理的归纳推导，培养学生对科学研究的兴趣。
【教学重难点】1、重点：动能的概念和表达式。
2、难点：动能定理的理解和应用。
【授课类型】新授课【主要教学方法】讲授法【直观教具与教学媒体】多媒体投影、ppt课件、黑板、粉笔【课时安排】1课时【教学过程】一、复习引入通过本章第一节伽利略理想斜面实验复习重力势能的表达式和动能的定义。
重力势能：mgh P =E动能：物体由于运动而具有的能量。
例如：跑动的人、下落的重物。
二、新课教学思考：物体的动能与哪些量有关？情景1：让滑块A 从光滑的导轨上滑下，与木块B 相碰，推动木块做功。
A 滑下时所处的高度越高，碰撞后B 运动的越远。
情景2：质量不同的滑块从光滑的导轨上同一高度滑下，与木块B 相碰，推动木块做功。
滑块质量越大，碰撞后木块运动的越远。
师：根据以上两个情景，说明物体动能的大小与物体的速度和质量有关，且随着速度和质量的增大而增大。
所以动能的表达式应该满足这样的特征。
另外，物体能量的变化一定伴随着力对物体做功，所以我们还是从力对物体做功来探究物体动能的表达式。
（一）动能的表达式首先我们来看这样一个问题。
设物体的质量为m ，在与运动方向相同的恒定外力F 的作用下发生一段位移l ，速度由v 1增加到v 2，如图所示。
试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F 对物体做功的表达式（用m 、v 1、v 2表示）。
分析：根据牛顿第二定律有 ma F =又根据运动学规律 al v v 22122=- 得av v l 22122-= 则力F 对物体所做的功为： 21222122212221212)(2mv mv v v m a v v ma Fl w -=-=-⋅== （1）从这个式子可以看出，“221mv ”是一个具有特定意义的物理量，它的特殊意义在于：①与力对物体做的功密切相关；②随着物体质量的增大、速度的增大而增大。
高考物理总复习第五章 第2讲 动能定理
B．mgR/3 D．mgR
[思路分析] 小球所受空气阻力为变力，运动情况和受 力情况均较复杂，用动能定理求解较容易．
2013-11-27
有志者事竟成
21
高考复习· 物理
[解析]
小球在圆周最低点时，设速度为v1，则
7mg－mg＝mv2/R① 1 设小球恰能通过最高点的速度为v2，则
B．阻力做功500 J D．支持力做功50 J
2013-11-27
有志者事竟成
14
高考复习· 物理
解析
由动能定理可求得合外力做的功等于小孩动能的
1 2 1 变化，ΔEk＝ mv ＝ ×25×2.02 J＝50 J，A项正确；重力做 2 2 功WG＝mgh＝25×10×3.0 J＝750 J，C项错误；支持力的方 向与小孩的运动方向垂直，不做功，D项错误；阻力做功W阻 ＝W合－WG＝(50－750)J＝－700 J，B项错误．
2013-11-27
有志者事竟成
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高考复习· 物理
疑难点二 名师在线
请归纳应用动能定理解题的基本步骤．
(1)选取研究对象，明确它的运动过程． (2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况： 受哪些力 → 各力是否做功 → 做正功还是负功 → 做多少功 → 各力做功的代数和
2013-11-27
有志者事竟成
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高考复习· 物理
(3)明确物体在运动过程始末状态的动能Ek1和Ek2. (4)列出动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的关 系式，进行求解.
2013-11-27
有志者事竟成
19
高考复习· 物理
典 例 剖 析
题型一 利用动能定理求变力的功
【例1】
质量为m的小球系在轻绳一端，在竖直平面内
2022年高考物理一轮复习考点归纳机械能及其守恒定律
五机械能及其守恒定律一、基本概念和规律1．功的分析(1)恒力做功的判断：依据力与位移方向的夹角来判断。
(2)曲线运动中功的判断：依据F与v的方向夹角α来判断，0°≤α＜90°时，力对物体做正功；90°＜α≤180°时，力对物体做负功；α＝90°时，力对物体不做功。
(3)依据能量变化来判断：功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功。
此方法常用于判断两个相联系的物体。
2．功的计算(1)恒力做功的计算方法(2)变力做功的分析与计算方法以例说法应用动能定理用力F把小球从A处缓慢拉到B处，F做功为WF，则有：W F－mgl(1－cos θ)＝0，得W F＝mgl(1－cos θ)微元法质量为m的木块在水平面内做圆周运动，运动一周克服摩擦力做功W f＝f·Δx1＋f·Δx2＋f·Δx3＋…＋f·Δx n＝f(Δx1＋Δx2＋Δx3＋…＋Δx n)＝f·2πR功率法汽车以恒定功率P在水平路面上运动时间t的过程中，牵引力做功W F ＝Pt等效转换法恒力F把物块从A拉到B，轻绳对物块做的功W＝F·⎝⎛⎭⎪⎫hsin α－hsin β平均力法弹簧由伸长x1被继续拉至伸长x2的过程中，克服弹力做功W＝kx1＋kx22·(x2－x1)图象法根据力(F)—位移(l)图象的物理意义计算变力对物体所做的功，如图，横轴上方阴影部分的面积减去横轴下方阴影部分的面积在数值上等于变力所做功的大小(1)公式P＝Wt和P＝F v的区别P＝Wt是功率的定义式，P＝F v是功率的计算式。
(2)平均功率的计算方法①利用P－＝Wt。
②利用P－＝F v－cos α，其中v－为物体运动的平均速度。
(3)瞬时功率的计算方法①利用公式P＝F v cos α，其中v为t时刻的瞬时速度。
②利用公式P＝F v F，其中v F为物体的速度v在力F方向上的分速度。
高考总复习《与名师对话》新课标物理 课时作业：第五章 机械能及其守恒定律(试题+答案+解析 19
课时作业(十九)1．一个小球从高处自由落下，则球在下落过程中的动能() A．与它下落的距离成正比B．与它下落距离的平方成正比C．与它运动的时间成正比D．与它运动时间的平方成正比[解析]由动能定理：mgh＝12m v2，可知A正确，又因为h＝12gt21代入上式得：12mg2t2＝12mυ2，所以D正确．[答案] AD2．(2012·中山模拟)如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡(粗糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB之间的水平距离为x，重力加速度为g.下列说法正确的是() A．小车克服重力所做的功是mghB．合外力对小车做的功是12m v2C．推力对小车做的功是12m v2＋mghD．阻力对小车做的功是12m v2＋mgh－Fx[解析]小车克服重力做功W＝mgh，A正确；由动能定理，小车受到的合力做的功等于小车动能的增量，W合＝ΔE k＝12m v2，B正确；由动能定理，W合＝W推＋W重＋W阻＝12m v2，所以推力做的功W推＝12m v2－W阻－W重＝12m v2＋mgh－W 阻，C 错误；阻力对小车做的功W 阻＝12m v 2－W 推－W 重＝12m v 2＋mgh －Fx ，D正确．[答案] ABD3．如图所示，质量为m 0、长度为L 的小车静止在光滑的水平面上．质量为m 的小物块(可视为质点)放在小车的最左端．现用一水平恒力F 作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动．物块和小车之间的滑动摩擦力为F f .物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为s .在这个过程中，以下结论正确的是( )A ．物块到达小车最右端时具有的动能为(F －F f )(L ＋s )B ．物块到达小车最右端时，小车具有的动能为F f LC ．物块克服摩擦力所做的功为F f (L ＋s )D ．物块克服摩擦力所做的功为F f s[解析] 物块m 在水平方向受到拉力F 和摩擦力F f 的作用，合力为F －F f ，物块的位移为L ＋s ，合力对物块做的功为(F －F f )(L ＋s )；物块到达小车最右端时具有的动能为(F －F f )(L ＋s )，A 正确，B 错误；摩擦力对物块做的功等于摩擦力的大小F f 与位移(L ＋s )的乘积，C 正确，D 错误．[答案] AC4．(2012·山东省济宁市期末)木块在水平恒定的拉力F 作用下，由静止开始在水平路面上前进x ，随即撤消此恒定的拉力，接着木块又前进了2x 才停下来．设运动全过程中路面情况相同，则木块在运动中获得动能的最大值为( )A.Fx 2B.Fx 3 C ．Fx D.2Fx 3 [解析] 木块从静止开始在拉力F 和阻力(设为f )的作用下，先做匀加速直线运动，撤去拉力F 后木块在阻力f 的作用下做匀减速运动，所以撤去拉力F 的瞬间木块的动能最大．对全过程分析，由动能定理有Fx －f ·3x ＝0；对木块由静止开始到最大动能的过程，由动能定理得E km ＝Fx －fx ，由此二式解得：E km ＝23Fx ，D 正确．[答案] D5．如图所示，质量为m 的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值F 时，转动半径为R .当拉力逐渐减小到F 4时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R ，则外力对物体做的功为 ( )A ．－FR 4B.3FR 4C.5FR 2D.FR 4 [解析] F ＝m v 21R ，F 4＝m v 222R ，由动能定理得W ＝12m v 22－12m v 21，联立解得W ＝－FR 4，即外力做功为－FR 4.A 项正确．[答案] A6．(2013·苏北四市期末联考)如下图甲所示，静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F 作用下，沿x 轴方向运动，拉力F 随物块所在位置坐标x 的变化关系如图乙所示，图线为半圆．则小物块运动到x 0处时的动能为( )A ．0B.12F m x 0C.π4F m x 0D.π4x 20[解析] 根据动能定理，小物块运动到x 0处时的动能为这段时间内力F 所做的功，物块在变力作用下运动，不能直接用功的公式来计算，但此题可用根据图象求“面积”的方法来解决．力F 所做的功的大小等于半圆的“面积”大小．E k＝W ＝12S 圆＝12π(x 02)2，又F m ＝x 02.整理得E k ＝π4F m x 0＝π8x 20，C 选项正确．[答案] C7．(2012·南宁联考)“头脑风暴法”是上个世纪风靡美国的一种培养学生创新思维能力的方法，某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”以保护鸡蛋为题，要求制作一个装置，让鸡蛋从高处落到地面而不被摔坏；鸡蛋要不被摔坏，直接撞击地面的速度最大不能超过1.5 m/s.现有一位学生设计了如右图所示的一个装置来保护鸡蛋，用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋，鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离s＝0.45 m，A、B夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍，现将该装置从距地面某一高度处自由下落，装置碰地后速度为0，且保持竖直不反弹，不计装置与地面作用时间．(g＝10 m/s2)求：刚开始装置的末端离地面的最大高度H.[解析]解法一：分阶段：设装置落地瞬间速度为v1，鸡蛋着地瞬间速度为v2＝1.5 m/s，则从装置开始下落到着地过程，对鸡蛋应用动能定理有：mgH＝12m v21在装置着地到鸡蛋撞地过程，对鸡蛋应用动能定理有：mgs－2F f s＝12m v22－12m v21，其中F f＝5mg.代入相关数据解得：H＝4.16 m.解法二：全过程：从装置开始下落到鸡蛋撞地全过程，对鸡蛋应用动能定理有：mg(H＋s)－2F f s＝12m v22－0，代入数据解得：H＝4.16 m.[答案] 4.16 m8．一个小物块从底端冲上足够长的斜面后，又返回斜面底端．已知小物块的初动能为E ，它返回斜面底端的速度大小为v ，克服摩擦阻力做功为E /2.若小物块冲上斜面的动能为2E ，则物块( )A ．返回斜面底端时的动能为EB ．返回斜面底端时的动能为3E /2C ．返回斜面底端时的速度大小为2vD ．返回斜面底端时的速度大小为v[解析] 设初动能为E 时，小物块沿斜面上升的最大位移为x 1，初动能为2E 时，小物块沿斜面上升的最大位移为x 2，斜面的倾角为θ，由动能定理得：－mgx 1sin θ－F f x 1＝0－E,2F f x 1＝E 2，E －E 2＝12m v 2；而－mgx 2sin θ－F f x 2＝0－2E ，可得：x 2＝2x 1，所以返回斜面底端时的动能为2E －2F f x 2＝E ，A 正确，B 错误；由E ＝12m v ′2可得v ′＝2v ，C 、D 均错误．[答案] A9.如右图所示，斜面高h ，质量为m 的物块，在沿斜面向上的恒力F 作用下，能匀速沿斜面向上运动，若把此物块放在斜面顶端，在沿斜面向下同样大小的恒力F 作用下物块由静止向下滑动，滑至底端时其动能的大小为( )A ．mghB ．2mghC ．2FhD ．Fh [解析] 物块匀速向上运动，即向上运动过程中物块的动能不变，由动能定理知物块向上运动过程中外力对物块做的总功为0，即W F －mgh －W f ＝0①物块向下运动过程中，恒力F 与摩擦力对物块做功与上滑中相同，设滑至底端时的动能为E k ，由动能定理W F ＋mgh －W f ＝E k －0 ②将①式变形有W F －W f ＝mgh ，代入②有E k ＝2mgh .[答案] B 10.如右图所示，质量为m 1、长为L 的木板置于光滑的水平面上，一质量为m 的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力的大小为F f ，用水平的恒定拉力F 作用于滑块．当滑块从静止开始运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s ，滑块速度为v 1，木板速度为v 2，下列结论中正确的是( )A ．滑块克服摩擦力所做的功为F f (L ＋s )B ．上述过程满足(F －F f )(L ＋s )＝12m v 21＋12m 1v 22C ．其他条件不变的情况下，F 越大，滑块到达右端所用时间越长D ．其他条件不变的情况下，F f 越大，滑块与木板间产生的热量越多[解析] 滑块运动到木板右端的过程中，滑块相对于地面的位移为(L ＋s )，所以滑块克服摩擦力做功为F f (L ＋s )，A 正确；上述过程中对滑块根据动能定理有(F －F f )(L ＋s )＝12m v 21，对木板有F f s ＝12m 1v 22，所以(F －F f )(L ＋s )＋F f s ＝12m v 21＋12m 1v 22，故B 错误；对滑块根据牛顿第二定律有a 1＝F －F f m ，对木板有a 2＝F f m 1，滑块从静止开始运动到木板右端时有12a 1t 2－12a 2t 2＝L ，可见F 越大，时间越短，C错误；由能量守恒定律可得滑块与木板间产生的热量为F f L ，D 正确．[答案] AD11．(2012·福建卷)如右图所示，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边．已知拖动缆绳的电动机功率恒为P ，小船的质量为m ，小船受到的阻力大小恒为f ，经过A 点时的速度大小为v 0，小船从A 点沿直线加速运动到B 点经历时间为t 1，A，B两点间距离为d，缆绳质量忽略不计．求：(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功W1；(2)小船经过B点时的速度大小v1；(3)小船经过B点时的加速度大小a.[解析](1)小船从A点运动到B点克服阻力做功W f＝fd ①(2)小船从A点运动到B点，电动机牵引缆绳对小船做功W＝Pt1 ②由动能定理有：W－W f＝12m v21－12m v2③由①②③式解得v1＝v20＋2m(Pt1－fd)④(2)设小船经过B点时绳的拉力大小为F，绳与水平方向夹角为θ，电动机牵引绳的速度大小为u，则P＝Fu ⑤u＝v1cosθ⑥由牛顿第二定律有：F cosθ－f＝ma ⑦由④⑤⑥⑦得，a＝Pm2v20＋2m(Pt1－fd)－fm.[答案] (1)fd(2) v20＋2m(Pt1－fd)(3)Pm2v20＋2m(Pt1－fd)－fm12．(2012·安徽名校模拟)玉树地震发生后，需要向灾区运送大量救灾物资，在物资转运过程中常使用如图所示的传送带．已知某传送带与水平面成θ＝37°角，传送带的AB部分长L＝5.8 m，传送带以恒定的速率v＝4 m/s按图示方向传送，若在B端无初速度地放置一个质量m＝50 kg的救灾物资P(可视为质点)，P与皮带之间的动摩擦因数μ＝0.5(取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6)．求：(1)物资P从B端开始运动时的加速度；(2)物资P到达A端时的动能．[解析](1)P刚放上B端时，受到沿传送带向下的滑动摩擦力作用，根据牛顿第二定律有mg sin θ＋F f ＝maF N ＝mg cos θF f ＝μF N联立解得加速度为a ＝g sin θ＋μg cos θ＝10 m/s 2(2)P 达到与传送带相同速度的位移x ＝v 22a ＝0.8 m以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用，根据动能定理得(mg sin θ－F f )(L －x )＝12m v 2A －12m v 2到A 端时的动能E k A ＝12m v 2A ＝900 J[答案] (1)10 m/s 2 (2)900 J。
高一物理专第五章重力势能 机械能守恒 动能定理 功和能 功率 等六大部分精编习题集及详解答案
高一物理专题复习重力势能机械能守恒动能定理功和能功率等六大部分精编习题集及详解答案第一部分重力势能机械能守恒定律班级姓名学号一、选择题（每小题中至少有一个选项是正确的）1．关于重力势能的说法正确的是（）A．重力势能由重物本身因素决定B．重力势能有负值，因此说重力势能是矢量C．重力做功才有重力势能，重力不做功，物体就不具有重力势能D．重力做功引起重力势能变化2．关于重力、摩擦力做功的叙述中，下列叙述正确的是（）A．物体克服重力做了多少功，物体的重力势能就增加多少B．重力对物体做功只与始、末位置有关，而与路径无关C．摩擦力对物体做功也与路径无关D．摩擦力对物体做功与路径有关3．下面的实例中，机械能守恒的是：（）A．小球自由下落，落在竖直弹簧上，将弹簧压缩后又被弹簧弹起来。
B．拉着物体沿光滑的斜面匀速上升。
C．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降。
D．木块沿光滑的斜面以速度v0从底端向上滑动的过程中。
4．下述说法正确的是（）A．物体所受的合力为零，机械能一定守恒B．物体所受合力不为零，机械能一定不守恒C．物体受到重力、弹力以外的力作用时,机械能一定不守恒D．物体在重力、弹力以外的力做功时，机械能一定不守恒5．关于动能、势能和机械能，正确的说法是：（）A．速度大的物体动能不一定大；B．机械能大的物体动能不一定大；C．质量大的物体重力势能一定大；D．形变大的物体弹性势能一定大。
6．当重力对物体做正功时，物体的重力势能和动能可能的变化情况，下面说法正确的是（）A．重力势能一定增加，动能一定减小；B．重力势能一定减小，动能一定增加；C．重力势能一定减小，动能不一定增加；D．重力势能不一定减小，动能一定增加。
7．质量为m的小球，以速度v在高为H的光滑平台上运动，当它滑离平台下落经过高为h的某一点，它的（）A．重力势能为mg（H—h）B．动能为mgh+m v2/2；C．动能的增加量为mg（H—h）D．机械能为mgH+ m v2/2。
【课堂新坐标】(安徽专用)2014届高考物理一轮复习 第五章 第2讲 动能定理及其应用跟踪检测
第2讲 动能定理及其应用(对应学生用书第75页)1.公式：E k ＝12mv 2，式中v 为瞬时速度．2．矢标性动能是标量，只有正值，动能与速度的方向无关． 3．动能的变化量ΔE k ＝12mv 22－12mv 21.动能具有相对性，其数值与参考系的选取有关，一般以地面为参考系.【针对训练】1．关于动能的理解，下列说法错误的是( )A ．动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能B ．物体的动能总为正值C ．一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化D ．动能不变的物体，一定处于平衡状态【解析】 动能是运动物体都具有的能量，是机械能的一种表现形式，A 对；动能是标量，总是正值，B 对；由E k ＝12mv 2可知当m 恒定时，E k 变化，速率一定变化，速度一定变化，但当速度方向变化速率不变(如匀速圆周运动)时动能不变，C 对；动能不变，物体不一定处于平衡状态，如匀速圆周运动，D 错．【答案】1.内容合外力对物体所做的功等于物体动能的变化． 2．表达式W ＝ΔE k ＝12mv 22－12mv 21.3．功与动能的关系(1)W >0，物体的动能增加． (2)W <0，物体的动能减少． (3)W ＝0，物体的动能不变． 4．适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动．(2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功．(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用．【针对训练】2．(2013届辽宁省实验中学检测)木球从水面上方某位置由静止开始自由下落，落入水中又继续下降一段距离后速度减小到零．把木球在空中下落过程叫做Ⅰ过程，在水中下落过程叫做Ⅱ过程．不计空气和水的摩擦阻力．下列说法中正确的是( )A．第Ⅰ阶段重力对木球做的功等于第Ⅱ阶段木球克服浮力做的功B．第Ⅰ阶段重力对木球做的功大于第Ⅱ阶段木球克服浮力做的功C．第Ⅰ、第Ⅱ阶段重力对木球做的总功和第Ⅱ阶段合力对木球做的功的代数和为零D．第Ⅰ、第Ⅱ阶段重力对木球做的总功等于第Ⅱ阶段木球克服浮力做的功【解析】根据动能定理，全过程合外力做功为零，所以，只有D项正确．【答案】 D(对应学生用书第75页)1.物体受到多个外力作用时，计算合外力的功，要考虑各个外力共同做功产生的效果，一般有如下两种方法：(1)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W＝F合l cos α计算．(2)由W＝Fl cos α计算各个力对物体做的功W1、W2、…W n然后将各个外力所做的功求代数和，即W合＝W1＋W2＋…＋W n.2．动能定理公式中等号的意义(1)数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系．可以通过计算物体动能的变化，求合力的功，进而求得某一力的功．(2)单位相同：国际单位都是焦耳．(3)因果关系：合外力的功是物体动能变化的原因．3．动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面为参考系．动能定理指出的是功与动能增量的一种等效替代关系，合外力做功是物体动能变化的原因，而不能说力对物体做的功转变成物体的动能．(2013届中山模拟)质量为m的物体在水平力F的作用下由静止开始在光滑地面上运动，前进一段距离之后速度大小为v，再前进一段距离使物体的速度增大为2v，则( ) A．第二过程的速度增量大于第一过程的速度增量B．第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍C ．第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功D ．第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍【解析】 由题意知，两个过程中速度增量均为v ，A 错误；由动能定理知：W 1＝12mv 2，W 2＝12m (2v )2－12mv 2＝32mv 2，故B 正确，C 、D 错误．【答案】 B 【即学即用】 1.图5－2－1(2013届大连一中检测)某物体同时受到两个在同一直线上的力F 1、F 2的作用，由静止开始做直线运动，力F 1、F 2与位移x 的关系图象如图5－2－1所示，在物体开始运动后的前4.0 m 内，物体具有最大动能时对应的位移是( )A ．2.0 mB ．1.0 mC ．3.0 mD ．4.0 m【解析】 由图知x ＝2.0 m 时，F 合＝0，此前F 合做正功而此后F 合做负功，故x ＝2.0 m 时动能最大．【答案】1.(1)选取研究对象，明确它的运动过程．(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况：受哪些力―→各力是否做功―→做正功还是负功―→做多少功―→各力做功的代数和(3)明确物体在过程的始末状态的动能E k1和E k2.(4)列出动能定理的方程W 合＝E k2－E k1及其他必要的解题方程，进行求解． 2．注意事项(1)动能定理的研究对象可以是单一物体，或者是可以看做单一物体的物体系统． (2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式．当题目中涉及到位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理；处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理．(3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑，也可整个过程考虑．但求功时，有些力不是全过程都做功，必须根据不同的情况分别对待求出总功．(4)应用动能定理时，必须明确各力做功的正、负．当一个力做负功时，可设物体克服该力做功为W ，将该力做功表达为－W ，也可以直接用字母W 表示该力做功，使其字母本身含有负号．(2013届合肥一中模拟)如图5－2－2所示是游乐园内某种过山车的示意图．图中半径分别为R 1＝2.0 m 和R 2＝8.0 m 的两个光滑圆形轨道固定在倾角θ＝37°的斜轨道面上的A 、B 两点，已知两圆形轨道的最高点C 、D 均与P 点平齐，圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接．现使小车(可视为质点)从P 点以一定的初速度沿斜面向下运动．已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为μ＝1/6，g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.问：图5－2－2(1)若小车恰好能通过第一个圆形轨道的最高点C ，则它在P 点的初速度应为多大； (2)若小车在P 点的初速度为15 m/s ，则小车能否安全通过两个圆形轨道？试通过分析论证之．【解析】 (1)设小车经过C 点时的临界速度为v 1，则：mg ＝m v 21R 1设P 、A 两点间距离为L 1，由几何关系可得：L 1＝R 11＋cos θsin θ小车从P 运动到C ，根据动能定理，有－μmgL 1cos θ＝12mv 22－12mv 2解得：v 0＝6 m/s.(2)设P 、B 两点间距离为L 2，由几何关系可得：L 2＝R 21＋cos θsin θ设小车能安全通过两个圆形轨道在D 点的临界速度为v 2，则mg ＝m v 22R 2设P 点的初速度为v ′0，小车从P 运动到D ，根据动能定理，有－μmgL 2cos θ＝12mv 22－12mv ′20 解得：v ′0＝12 m/s因为v ′0＝12 m/s ＜15 m/s ，所以小车能安全通过两个圆形轨道． 【答案】 (1)6 m/s (2)能 见解析 【即学即用】2．(2013届济南模拟)如图5－2－3甲所示，一质量为m ＝1 kg 的物块静止在粗糙水平面上的A 点，从t ＝0时刻开始，物块受到按如图乙所示规律变化的水平力F 作用并向右运动，第3 s 末物块运动到B 点时速度刚好为0，第5 s 末物块刚好回到A 点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ＝0.2，(g 取10 m/s 2)求：图5－2－3(1)A 与B 间的距离；(2)水平力F 在5 s 内对物块所做的功． 【解析】 (1)在3 s ～5 s 内物块在水平恒力F 作用下由B 点匀加速运动到A 点，设加速度为a ，A 与B 间的距离为x ，则F －μmg ＝ma得a ＝2 m/s 2x ＝12at 2＝4 m.(2)设物块回到A 点时的速度为v A ，由v 2A ＝2ax 得v A ＝4 m/s 设整个过程中F 做的功为W F ， 由动能定理得：W F －2μmgx ＝12mv 2A解得：W F ＝24 J.【答案】 (1)4 m (2)24 J(对应学生用书第77页)1.能定理等功能关系进行求解；分析清楚物理过程和各个力的做功情况后，运用动能定理可简化解题步骤．2．动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的，但对于外力是变力、物体做曲线运动的情况同样适用．也就是说，动能定理适用于任何力作用下、以任何形式运动的物体为研究对象，具有普遍性．3．应用动能定理求变力的功时，必须知道始末两个状态的物体的速度，以及运动过程中除变力做功外，其他力做的功．(2013届郑州一中检测)总质量为80 kg 的跳伞运动员从离地500 m 的直升机上跳下，经过2 s 拉开绳索开启降落伞，图5－2－4是跳伞过程中的v －t 图象，试根据图象求：(g 取10 m/s 2)图5－2－4(1)求t ＝1 s 时运动员的加速度和所受阻力的大小． (2)估算14 s 内运动员下落的高度及克服阻力做的功． (3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间．【潜点探究】 (1)由图象可以看出运动员在前2 s 内做匀加速直线运动，进而推知阻力恒定；(2)v －t 图象与t 轴所围的面积表示运动员下落的高度；(3)2～14 s 内阻力是变力，无法直接求变力功，可考虑动能定理． 【规范解答】 (1)从图中可以看出，在0～2 s 运动员做匀加速运动，其加速度大小为：a ＝v t t ＝162m/s 2＝8 m/s 2设此过程中运动员受到的阻力大小F f ，根据牛顿第二定律，有：mg －F f ＝ma 得F f ＝m (g －a )＝80×(10－8) N ＝160 N. (2)从图中估算得出运动员在14 s 内下落了 h ＝39×2×2 m＝156 m根据动能定理，有：mgh －W f ＝12mv 2X 所以有：W f ＝mgh －12mv 2＝(80×10×156－12×80×62) J≈1.23×105J.(3)14 s 后运动员做匀速运动的时间为：t ′＝H －h v ＝500－1566s ＝57.3 s运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间 t 总＝t ＋t ′＝(14＋57.3) s ＝71.3 s【答案】 (1)8 m/s 2 160 N (2)156 m 1.23×105J (3)71.3 s 【即学即用】 3.图5－2－5质量为m 的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面内做半径为R 的圆周运动如图5－2－5所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用，设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg ，此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为( )A.14mgRB.13mgRC.12mgR D ．mgR 【解析】 设小球通过最低点时绳子张力为F T 1，根据牛顿第二定律：F T 1－mg ＝m v 21R将F T 1＝7mg 代入得E k1＝12mv 21＝3mgR经过半个圆周恰能通过最高点，则mg ＝m v 22R此时小球的动能E k2＝12mv 22＝12mgR从最低点到最高点应用动能定理： －W f －mg ·2R ＝E k2－E k1所以W f ＝12mgR故选项C 正确．【答案】 C(对应学生用书第77页)●对动能的考查1．(2011·新课标全国高考改编)一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能不可能( )A ．一直增大B ．先逐渐减小至零，再逐渐增大C ．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D ．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大【解析】 当恒力方向与质点原来速度方向相同时，质点的动能一直增大；当恒力方向与质点原来速度方向相反时，速度先逐渐减小到零再逐渐增大，质点的动能也先逐渐减小到零再逐渐增大；当恒力方向与原来质点的速度方向夹角大于90°时，将原来速度v 0分解为平行恒力方向的v y 、垂直恒力方向的v x ，如图(1)，v y 先逐渐减小至零再逐渐增大，v x 始终不变．v ＝v 2x ＋v 2y ，质点速度v 先逐渐减小至v x 再逐渐增大，质点的动能先减小至某一非零的最小值，再逐渐增大；当恒力方向与v 0方向夹角小于90°时，如图(2)，v y 一直增大，v x 始终不变，质点速度v 逐渐增大．动能一直增大，没有其他情况，故选C.图(1) 图(2)【答案】 C●动能定理应用于抛体运动 2.图5－2－6(2011·山东高考)如图5－2－6所示，将小球a 从地面以初速度v 0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b 从距地面h 处由静止释放，两球恰在h2处相遇(不计空气阻力)．则( )A ．两球同时落地B ．相遇时两球速度大小相等C ．从开始运动到相遇，球a 动能的减少量等于球b 动能的增加量D ．相遇后的任意时刻，重力对球a 做功功率和对球b 做功功率相等【解析】 对b 球，由h 2＝12gt 2得t ＝ hg，v b ＝gt ＝gh .以后以初速度gh 匀加速下落．对a 球，h 2＝v 0t －12gt 2得v 0＝gh ，在h 2处，v a ＝v 0－gt ＝0，以后从h2处自由下落．故落地时间t b <t a ，a 、b 不同时落地，选项A 错误．相遇时v b ＝gh ，v a ＝0，选项B 错误．从开始运动到相遇，根据动能定理可知，a 球动能减少mgh2，b 球动能增加mgh2，选项C 正确．相遇之后，重力对b 球做功的功率P b ＝mgv b ＝mg (gh ＋gt )，重力对a 球做功的功率P a ＝mg (v a＋gt )＝mggt ，P b >P a ，选项D 错误．【答案】 C●动能定理与平抛运动的综合3．(2012·北京高考)如图5－2－7所示，质量为m 的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l 后以速度v 飞离桌面，最终落在水平地面上．已知l ＝1.4 m ，v ＝3.0 m/s ，m ＝0.10 kg ，物块与桌面间的动摩擦因数μ＝0.25，桌面高h ＝0.45 m ．不计空气阻力，重力加速度g 取10 m/s 2.求：图5－2－7(1)小物块落地点到飞出点的水平距离s ； (2)小物块落地时的动能E k ； (3)小物块的初速度大小v 0.【解析】 (1)由平抛运动规律，有竖直方向h ＝12gt 2水平方向s ＝vt得水平距离s ＝2hgv ＝0.90 m.(2)由机械能守恒定律，动能E k ＝12mv 2＋mgh ＝0.90 J.(3)由动能定理，有－μmg ·l ＝12mv 2－12mv 2得初速度大小v 0＝2μgl ＋v 2＝4.0 m/s.【答案】 (1)0.90 m (2)0.90 J (3)4.0 m/s ●动能定理与图象综合4．(2013届武汉调研)质量为1 kg 的物体，放在动摩擦因数为0.2的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W 和物体发生的位移s 之间的关系如图5－2－8所示，重力加速度为10 m/s 2，则下列说法正确的是( )图5－2－8A ．s ＝3 m 时速度大小为2 2 m/sB ．s ＝9 m 时速度大小为4 2 m/sC ．OA 段加速度大小为3 m/s 2D ．AB 段加速度大小为3 m/s 2【解析】 由公式W ＝Fs 得，从0到3 m 的过程中水平拉力的大小为5 N ，对此过程由动能定理代入数值可得s ＝3 m 时速度大小为3 2 m/s ，所以选项A 错误；对0到9 m 全过程由动能定律得27－0.2×1×10×9＝12×1×v 2，解得s ＝9 m 时速度大小为3 2 m/s ，所以选项B 错误；由牛顿第二定律得OA 段加速度大小为3 m/s 2所以选项C 正确，同理得选项D 错误．【答案】 C●动能定理求变力功5．(2012·福建高考)如图5－2－9所示，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边．已知拖动缆绳的电动机功率恒为P ，小船的质量为m ，小船受到的阻力大小恒为f ，经过A 点时的速度大小为v 0，小船从A 点沿直线加速运动到B 点经历时间为t 1，A 、B 两点间距离为d ，缆绳质量忽略不计．求：图5－2－9(1)小船从A 点运动到B 点的全过程克服阻力做的功W f ； (2)小船经过B 点时的速度大小v 1； (3)小船经过B 点时的加速度大小a .【解析】 (1)小船从A 点运动到B 点克服阻力做功 W f ＝fd .①(2)小船从A 点运动到B 点，电动机牵引缆绳对小船做功 W ＝Pt 1②由动能定理有W －W f ＝12mv 21－12mv 20③由①②③式解得v 1＝v 20＋2mPt 1－fd .④ (3)设小船经过B 点时缆绳的拉力大小为F ，绳与水平方向夹角为θ，电动机牵引缆绳的速度大小为v ，则P ＝Fv ⑤v ＝v 1cos θ⑥由牛顿第二定律有 F cos θ－f ＝ma ⑦ 由④⑤⑥⑦式解得a ＝Pm 2v 20＋2m Pt 1－fd －fm.【答案】 (1)fd (2)v 20＋2mPt 1－fd (3)P m 2v 20＋2m Pt 1－fd －fm课后作业(十五) (对应学生用书第245页)(时间45分钟，满分100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分．只有一个选项正确．)1．(2013届六安模拟)某运动员臂长L ，将质量为m 的铅球推出，铅球出手的速度大小为v 0，方向与水平方向成30°角斜向上，则该运动员对铅球所做的功是( )A.m gL ＋v 202 B ．mgL ＋12mv 20C.L2mv 20 D ．mgL ＋mv 20 【解析】 运动员对铅球的作用力为F ，由动能定理知：W F －mgL sin 30°＝12mv 20，所以W F ＝12mgL ＋12mv 20.【答案】 A 2.图5－2－10如图5－2－10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 －12mv 2 B.12mv 2－mghC ．－mghD ．－(mgh ＋12mv 2)【解析】 由A 到C 的过程运用动能定理可得：－mgh ＋W ＝0－12mv 2，所以W ＝mgh －12mv 2，故A 正确．【答案】 A 3.图5－2－11(2013届南宁一中检测)如图5－2－11所示是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动的小车．当太阳光照射到小车上方的光电板，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t 前进距离s ，速度达到最大值v m .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( )A ．这段时间内小车先加速运动，然后匀速运动B ．这段时间内阻力所做的功为PtC ．这段时间内合力做的功为12mv 2mD ．这段时间内电动机所做的功为Fs －12mv 2m【解析】 从题意得到，可将太阳能驱动小车运动视为“汽车以恒定功率启动”，这段时间内小车做加速运动，A 项错误；电动机做功用Pt 计算，阻力做功为W ＝Fs ，B 项错误；根据动能定理判断，这段时间内合力做功为12mv 2m ，C 项正确；这段时间内电动机所做的功为Pt ＝Fs ＋12mv 2m ，D 项错误．【答案】 C 4.图5－2－12(2013届丹东模拟)如图5－2－12所示，水平传送带长为s ，以速度v 始终保持匀速运动，把质量为m 的货物放到A 点，货物与皮带间的动摩擦因数为μ，当货物从A 点运动到B 点的过程中，摩擦力对货物做的功不可能( )A ．等于12mv 2B ．小于12mv 2C ．大于μmgsD ．小于μmgs 【解析】 货物在传送带上相对地面的运动可能先加速后匀速，也可能一直加速而货物的最终速度小于v ，根据动能定理知摩擦力对货物做的功可能等于12mv 2，可能小于12mv 2，可能等于μmgs ，可能小于μmgs ，故选C.【答案】 C 5.图5－2－13(2013届银川检测)光滑斜面上有一个小球自高为h 的A 处由静止开始滚下，抵达光滑的水平面上的B 点时速率为v 0.光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的阻挡条，如图5－2－13所示，小球越过n 条阻挡条后停下来．若让小球从2h 高处以初速度v 0滚下，则小球能越过阻挡条的条数为(设小球每次越过阻挡条时损失的动能相等)( )A ．nB ．2nC ．3nD ．4n【解析】 小球第一次从释放到B 点的过程中，由动能定理得mgh ＝12mv 20，由B 点到停止的过程中，由动能定理得－nW ＝0－12mv 20.小球第二次从释放到停止的过程中，由动能定理得mg ·2h －n ′W ＝0－12mv 2由以上三式可解得n ′＝3n 【答案】 C 6.图5－2－14(2013届如皋模拟)如图5－2－14所示，斜面AB 和水平面BC 是由同一板材上截下的两段，在B 处用小圆弧连接．将小铁块(可视为质点)从A 处由静止释放后，它沿斜面向下滑行，进入平面，最终静止于P 处．若从该板材上再截下一段，搁置在A 、P 之间，构成一个新的斜面，再将小铁块放回A 处，并轻推一下使之具有初速度v 0，沿新斜面向下滑动．关于此情况下小铁块的运动情况的描述正确的是( )A ．小铁块不能到达P 点B ．小铁块的初速度必须足够大才能到达P 点C ．小铁块能否到达P 点与小铁块的质量无关D ．以上说法均不对【解析】 如图所示，设AB ＝x 1，BP ＝x 2，AP ＝x 3，动摩擦因数为μ，由动能定理得：mgx 1sin α－μmgx 1cos α－μmgx 2＝0，可得：mgx 1sin α＝μmg ·(x 1cos α＋x 2)，设小铁块沿AP 滑到P 点的速度为v P ，由动能定理得：mgx 3sin β－μmgx 3cos β＝12mv 2P －12mv 20，因x 1sin α＝x 3sin β，x 1cos α＋x 2＝x 3cos β，故得：v P ＝v 0，即小铁块可以沿AP 滑到P 点，与质量无关，故C 正确．【答案】 C 7.图5－2－15如图5－2－15所示，在外力作用下某质点运动的v －t 图象为正弦曲线．从图中可以判断( )A ．在0～t 1时间内，外力做正功B ．在0～t 1时间内，外力的功率逐渐增大C ．在t 2时刻，外力的功率最大D ．在t 1～t 3时间内，外力做的总功不为零【解析】 由动能定理可知，在0～t 1时间内质点速度越来越大，动能越来越大，外力一定做正功，故A 项正确；在t 1～t 3时间内，动能变化量为零，可以判定外力做的总功为零，故D 项错误；由P ＝F ·v 知0、t 1、t 2、t 3四个时刻功率为零，故B 、C 都错误．【答案】 A 8.图5－2－16(2013届石家庄一中检测)如图5－2－16所示，把小车放在倾角为30°的光滑斜面上，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有砂子的小桶相连，不计滑轮质量及摩擦，已知小车的质量为3m ，小桶与砂子的总质量为m ，小车从静止释放后，在小桶上升竖直高度为h 的过程中(小车未脱离斜面)( )A ．小桶处于失重状态B ．小桶的最大速度为12ghC ．小车受绳的拉力等于mgD ．小车的最大动能为32mgh【解析】 根据受力分析可知，小桶向上做匀加速直线运动，所以，应处于超重状态，小桶受绳的拉力大于mg ，根据牛顿第三定律可判定A 、C 都错；小车和小桶的速度大小相等，对系统运用动能定理有3mgh sin 30°－mgh ＝12(3m ＋m )v 2，解得小桶的最大速度应为v ＝12gh ，小车的最大动能为E km ＝12×3mv 2＝3mgh8，B 对，D 错．【答案】 B 9.图5－2－17(2013届池州模拟)如图5－2－17汽车通过轻质光滑的定滑轮，将一个质量为m 的物体从井中拉出，绳与汽车连接点距滑轮顶点的高度为h ，开始绳绷紧、滑轮两侧的绳都竖直，汽车以v 0向右匀速运动，运动到跟汽车连接的细绳与水平夹角为30°，则( )A ．从开始到绳与水平夹角为30°时，拉力做功mghB ．从开始到绳与水平夹角为30°时，拉力做功mgh ＋38mv 2C ．在绳与水平夹角为30°时，拉力功率为32mgv 0 D ．在绳与水平夹角为30°时，绳对滑轮的作用力为3mg【解析】 对物体由动能定理可知，拉力做功W －mgh ＝12mv 2，根据运动的合成与分解v＝v 0cos 30°＝32v 0，代入得W ＝mgh ＋38mv 20，所以选项B 正确，选项A 错；汽车以v 0向右匀速运动，物体加速向上，所以拉力大小不等于物体的重力，选项C 错；同理选项D 错．【答案】 B 10.图5－2－18如图5－2－18所示，一个粗糙的水平转台以角速度ω匀速转动，转台上有一个质量为m 的物体，物体与转台间用长L 的绳连接着，此时物体与转台处于相对静止，设物体与转台间的动摩擦因数为μ，现突然制动转台，则( )A ．由于惯性和摩擦力，物体将以O 为圆心、L 为半径做变速圆周运动，直到停止B ．若物体在转台上运动一周，物体克服摩擦力做的功为μmg πLC ．若物体在转台上运动一周，摩擦力对物体不做功D ．物体在转台上运动L ω22μg π圈后，停止运动【解析】 制动转台后，物体在绳子约束作用下做圆周运动，速率在减小，运动一周滑动摩擦力做功为W f ＝－μmg 2πL ，绳子的拉力对物体不做功，由动能定理可知：－N μmg 2πL＝0－12mv 2，又v ＝ωL ，联立得物体在转台上转动的圈数为N ＝L ω24μg π，A 正确．【答案】 A二、非选择题(本题共2小题，共30分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11.图5－2－19(14分)(2013届大同检测)如图5－2－19所示，在距水平地面高为0.4 m 处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P 点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P 点的右边，杆上套有一质量m ＝2 kg 的小球A .半径R ＝0.3 m 的光滑半圆形细轨道，竖直地固定在地面上，其圆心O 在P 点的正下方，在轨道上套有一质量也为m ＝2 kg 的小球B .用一条不可伸长的柔软细绳，跨过定滑轮将两小球连接起来．杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看作质点，且不计滑轮大小的影响，g 取10 m/s 2.现给小球A 施加一个水平向右的恒力F ＝55 N ．求：(1)把小球B 从地面拉到P 点正下方C 点过程中，力F 做的功； (2)小球B 运动到C 处时的速度大小；(3)小球B 被拉到离地多高时与小球A 的速度大小相等？ 【解析】 (1)小球B 运动到P 点正下方的过程中，水平向右的恒力F 作用点的位移为：x A ＝0.42＋0.32m －0.1 m ＝0.4 m ，则W F ＝Fx A ＝22 J.(2)小球B 运动到C 处时的速度方向与细绳方向垂直，小球A 的速度为零，对A 、B 组成的系统，由动能定理得：W F －mgR ＝12mv 2，代入数据得：v ＝4 m/s.(3)当绳与半圆形轨道相切时，两球的速度大小相等，设此时绳与水平方向的夹角为α，h B ＝R cos α＝R ·R H ＝0.3×0.30.4m ＝0.225 m.【答案】 (1)22 J (2)4 m/s (3)0.225 m 12.图5－2－20(16分)(2013届贵州贵阳一中模拟)质量m ＝1 kg 的物体，在水平拉力F (拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移4 m 时，拉力F 停止作用，运动到位移是8 m 时物体停止，运动过程中E k －x 的图象如图5－2－20所示．(g 取10 m/s 2)求：(1)物体的初速度多大？(2)物体和水平面间的动摩擦因数为多大？ (3)拉力F 的大小．【解析】 (1)从图象可知初动能E k0＝2 J ，E k0＝12mv 2，v ＝2 m/s.(2)在位移为4 m 处物体的动能为E k ＝10 J ，在位移为8 m 处物体的动能为零，这段过程中物体克服摩擦力做功．设摩擦力为F f ，则 －F f x 2＝0－E kF f ＝E k x 2＝104 N ＝2.5 N因F f ＝μmg故μ＝F f mg ＝2.510＝0.25.(3)物体从开始到移动4 m 这段过程中，受拉力F 和摩擦力F f 的作用，合力为F －F f ，根据动能定理有(F －F f )·x 1＝E k －E k0故得F ＝E k －E k0x 1＋F f ＝(10－24＋2.5) N ＝4.5 N. 【答案】 (1)2 m/s (2)0.25 (3)4.5 N。
2014届高考物理一轮复习(新课标版) 第五章 机械能 第5章 检测试题
第五章检测试题(时间:60分钟满分:100分)【测控导航表】一、选择题(本题共9小题,每小题4分,共36分.1~5题为单选题,6~9题为多选题,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.(2012重庆八中模拟)完全相同的两辆汽车,都拖着完全相同的拖车以相同的速度在平直公路上匀速齐头并进,某一时刻两拖车同时与汽车脱离之后,甲汽车保持原来的牵引力继续前进,乙汽车保持原来的功率继续前进,则一段时间后(假设均未达到最大功率)( )A.甲车超前,乙车落后B.乙车超前,甲车落后C.它们仍齐头并进D.甲车先超过乙汽车,后乙车又超过甲车2.汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定的斜坡时,汽车受到的阻力恒定不变,则汽车上坡过程中v t图像不可能是图中的()3.(2012年安徽卷)如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中( )A.重力做功2mgRB.机械能减少mgRC.合外力做功mgRD.克服摩擦力做功mgR4. (2013自贡市一诊)如图所示,一直角斜面体固定在水平地面上,左侧斜面倾角为60°,右侧斜面倾角为30°,A、B两个物体分别系于一根跨过定滑轮的轻绳两端且分别置于斜面上,两物体下边缘位于同一高度且处于平衡状态,则下列说法错误的是( )A.着地瞬间两物体的速度大小相等B.着地瞬间两物体的机械能相等C.着地瞬间两物体所受重力的功率相等D.两物体的质量之比为m A∶m B=1∶5.(2012年福建卷)如图所示,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦).初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态.剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块( )A.速率的变化量不同B.机械能的变化量不同C.重力势能的变化量相同D.重力做功的平均功率相同6.(2012梅村高级中学模拟)如图所示,滑板运动员沿水平地面向前滑行,在横杆前相对于滑板竖直向上起跳,人与滑板分离,分别从杆的上、下通过,忽略人和滑板在运动中受到的阻力.则运动员( )A.起跳时脚对滑板的作用力斜向后B.在空中水平方向先加速后减速C.在空中机械能不变D.越过杆后仍落在滑板起跳的位置7.如图所示,小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动,到达最高点B后返回A,C为AB的中点.下列说法中正确的是( )A.小球从A出发到返回A的过程中,位移为零,外力做功为零B.小球从A到C与从C到B的过程,减少的动能相等C.小球从A到C与从C到B的过程,速度的变化率相等D.小球从A到C与从C到B的过程,损失的机械能相等8. (2013成都高新区月考)如图所示,一长为2L的轻杆中央有一光滑的小孔O,两端各固定质量为2m和m的A、B两个小球,光滑的铁钉穿过小孔垂直钉在竖直的墙壁上,将轻杆从水平位置由静止释放,转到竖直位置,在转动的过程中,忽略一切阻力.下列说法正确的是( )A.杆转到竖直位置时,A、B两球的速度大小相等,为B.杆转到竖直位置时,杆对B球的作用力向上,大小为mgC.杆转到竖直位置时,B球的机械能减少了mgLD.由于忽略一切摩擦阻力,A球机械能一定守恒9.(2012年山东卷)将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,v t图像如图所示.以下判断正确的是( )A.前3 s内货物处于超重状态B.最后2 s内货物只受重力作用C.前3 s内与最后2 s内货物的平均速度相同D.第3 s末至第5 s末的过程中,货物的机械能守恒二、实验题(每小题10分,共20分)10.(2013成都高新区月考)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”.如图(甲),他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器,记录小车通过A、B时的速度大小.小车中可以放置砝码.(1)实验主要步骤如下:①测量出小车和拉力传感器的总质量M';把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路.②将小车停在C点,释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度.③在小车中增加砝码,或,重复②的操作.(2)下表是他们测得的一组数据,其中M是M'与小车中砝码质量之和,|-|是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量ΔE,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所做的功.||/它说明了.11.在“验证机械能守恒定律”的实验中,由于在运动的初始阶段计时器打出的一些点迹模糊不清,故必须选择比较清楚的点作为测量起点,现所选的测量范围的第一点在米尺上的位置为x1,第四点在米尺上的位置为x2,第七点在米尺上的位置为x3,第十点在米尺上的位置为x4,如图所示,若下落物体的质量为m,打点计时器每隔T秒打一点,则可利用上述数据求出物体从第四点到第七点这一段过程中重力势能的减少量是,动能的增加量是,若打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,读得x1=2.8 cm,x2=8.1 cm,x3=16.8 cm,x4=29.1 cm,则重力势能的减少量为,动能的增加量为.(g取9.8 m/s2)0.8526m(J) 0.8507m(J)三、计算题(共44分)12. (2013江苏阜宁中学月考)(12分)如图所示,一个质量为m的运动员在平台上以加速度a做匀加速助跑,目的是抓住在平台右端且上端固定、长度为L的轻质悬绳,并在竖直面内做圆周运动.已知轻质绳的下端与运动员的重心在同一高度,运动员抓住绳的瞬间重心的高度不变,且无能量损失.若运动员能完成圆周运动,则:(1)运动员抓住绳的瞬间对悬线的拉力至少为多大?(2)运动员的最小助跑位移多大?(3)设运动员在加速过程中,脚与地面不打滑,求地面对脚的摩擦力大小以及摩擦力对运动员所做的功.13.(2012芜湖一中模拟)(16分)如图所示,质量为M=4 kg的木板静止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一个质量m=1 kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板之间的动摩擦因数μ=0.4,在铁块上加一个水平向左的恒力F=8 N,铁块在长L=6 m的木板上滑动,取g=10 m/s2.求:(1)经过多长时间铁块运动到木板的左端.(2)在铁块到达木板左端的过程中,恒力F对铁块所做的功.(3)在铁块到达木板左端时,铁块和木板的总动能.14.(16分)如图所示是在竖直平面内,由斜面和圆形轨道分别与水平面相切连接而成的光滑轨道,圆形轨道的半径为R.质量为m的小物块从斜面上距水平面高为h=2.5R的A点由静止开始下滑,物块通过轨道连接处的B、C点时,无机械能损失.求:(1)小物块通过B点时速度v B的大小;(2)小物块通过圆形轨道最低点C时轨道对物块的支持力N的大小;(3)小物块能否通过圆形轨道的最高点D?(1)在曲线运动或多过程问题中,利用机械能守恒定律可以把物体在不同位置的速度联系起来;(2)竖直平面内的非匀速圆周运动中,只有在最高点和最低点,向心力才等于物体所受合力.。
必修二第五章 机械能及守恒定律 (高考物理复习)
第五章 机械能及守恒定律第一单元 功和功率一、高考考点,功 Ⅱ(考纲要求)1.做功的两个因素：力和物体在 上发生的位移． 2．功的公式：W ＝ ，其中F 为恒力，α为F 的方向与位移l 方向的夹角；功的单位： (J)；功是 (矢、标)量．3．功的正负：功率 Ⅱ(考纲要求)1.定义：功与完成这些功所用时间的 .2.物理意义：描述力对物体 . 3．公式 (1)P ＝Wt，P 为时间t 内的 .(2)P ＝Fv cos α(α为F 与v 的夹角) ①v 为平均速度，则P 为 . ②v 为瞬时速度，则P 为 . 4.额定功率：机械 时输出的 功率. 5.实际功率：机械 时输出的功率．要求 额定功率. 二、基础自测 1.(2011·重庆南岸区模拟)下图所示的四幅图是小明提包回家的情景，其中小明提包的力不做功的是( ). 2.一个力对物体做了负功，则说明( ). A.这个力一定阻碍物体的运动 B.这个力不一定阻碍物体的运动 C.这个力与物体运动方向的夹角α>90° D.这个力与物体运动方向的夹角α<90°3.质量为1 kg 的物体从某一高度自由下落，设1 s 内物体未着地，则该物体下落1 s 末重力做功的瞬时功率是(取g ＝10 m/s 2)( ). A.25 W B ．50 W C.75 W D ．100 W4.一辆汽车在水平公路上行驶，设汽车在行驶过程中所受阻力不变．汽车的发动机始终以额定功率输出，关于牵引力和汽车速度的下列说法中正确的是( ).A.汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大B.汽车加速行驶时，牵引力增大，速度增大C.汽车加速行驶时，牵引力减小，速度增大D.当牵引力等于阻力时，速度达到最大值 5.如图所示，汽车在拱形桥上由A 匀速率运动到B ，以下说法正确的是( ).A.牵引力与克服摩擦力做的功相等B.牵引力和重力做的总功大于克服摩擦力做的功C.合外力对汽车不做功D.重力做功的瞬时功率会变化 三、高考体验 1．(2009·海南)一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示．设该物体在t 0和2t 0时刻相对于出发点的位移分别是x 1和x 2，速度分别是v 1和v 2，合外力从开始至t 0时刻做的功是W 1，从t 0至2t 0时刻做的功是W 2，则( )． A ．x 2＝5x 1 v 2＝3v 1 B ．x 2＝9x 1 v 2＝5v 1 C ．x 2＝5x 1 W 2＝8W 1 D ．v 2＝3v 1 W 2＝9W 12．(2009·辽宁、宁夏理综)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1)．现对木箱施加一拉力F ，使木箱做匀速直线运动．设F 的方向与水平面夹角为θ，如图所示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则( )．A ．F 先减小后增大B ．F 一直增大C ．F 的功率减小D ．F 的功率不变 3．(2010·课标全国，16)如图所示，在外力作用下某质点运动的v －t 图象为正弦曲线．从图中可以判断( )． A ．在0～t1时间内，外力做正功B ．在0～t 1时间内，外力的功率逐渐增大C ．在t 2时刻，外力的功率最大D ．在t 1～t 3时间内，外力做的总功为零 4．(2011·江苏卷)如图所示，演员正在进行杂技表演．由图可估算出他将一个鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于( )．A ．0.3 JB ．3 JC ．30 JD ．300 J 5．(2011·海南卷，9)一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上，从t ＝0时起，第1秒内受到2 N 的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1 N 的外力作用．下列判断正确的是( )．A ．0～2 s 内外力的平均功率是94WB ．第2秒内外力所做的功是54JC ．第2秒末外力的瞬时功率最大D ．第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是4/5第二单元 动能和动能定律一、高考考点动能和动能定理 Ⅱ(考纲要求)1.动能(1)定义：物体由于 而具有的能叫动能. (2)公式：E k ＝ ．(3)单位： ，1 J ＝1 N 〃m ＝1 kg 〃m 2/s 2. (4)矢标性：动能是 ，只有正值. (5)动能是 ，因为v 是瞬时速度. 2.动能定理二、基础自测 1.(2012·苏州模拟)一个小球从高处自由落下，则球在下落过程中的动能( ). A.与它下落的距离成正比 B.与它下落距离的平方成正比 C.与它运动的时间成正比 D.与它运动时间的平方成正比2.(2012·中山模拟)质量为m 的物体在水平力F 的作用下由静止开始在光滑地面上运动，前进一段距离之后速度大小为v ，再前进一段距离使物体的速度增大为2v ，则( ). A.第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量 B.第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍C.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功D.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍3.一个25 kg 的小孩从高度为3.0 m 的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0 m/s.取g ＝10 m/s 2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是( ). A.合外力做功50 J B ．阻力做功500 J C.重力做功500 J D ．支持力做功50 J4.如图一半径为R 的半圆形轨道BC 与一水平面相连，C 为轨道的最高点，一质量为m 的小球以初速度v 0从圆形轨道B 点进入，沿着圆形轨道运动并恰好通过最高点C ，然后做平抛运动．求：(1)小球平抛后落回水平面D 点的位置距B 点的距离.(2)小球由B 点沿着半圆轨道到达C 点的过程中，克服轨道摩擦阻力做的功.三、高考体验（一）动能及动能定理的单独考查(低频考查) 1．(2009·上海单科，5)小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H ，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面．在上升至离地高度h 处，小球的动能是势能的2倍，到达最高点后再下落至离地高度h 处，小球的势能是动能的2倍，则h 等于( )．A.H 9B.2H 9C.3H 9D.4H 92．(2011·课标全国卷，15)一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能( )．A ．一直增大B ． 先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大C ．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D ．先逐渐减小至零，再逐渐增大 （二）动能定理的应用且综合其他考点出现(高频考查) 3．(2009·上海单科，20)质量为5×103 kg 的汽车在t ＝0时刻速度v 0＝10 m/s ，随后以P ＝6×104 W 的额定功率沿平直公路继续前进，经72 s 达到最大速度，该汽车受恒定阻力，其大小为2.5×103 N ．求： (1)汽车的最大速度v m ；(2)汽车在72 s 内经过的路程s .4．(2011·江苏卷，14)如图所示，长为L 、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置．将一质量为m 的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M ＝km 的小物块相连，小物块悬挂于管口．现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变．(重力加速度为g )．(1)求小物块下落过程中的加速度大小； (2)求小球从管口抛出时的速度大小； (3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于22L .第三单元 机械能守恒定律及其应用一、高考考点重力做功与重力势能 Ⅱ(考纲要求)1.重力做功的特点：重力所做的功只跟初始位置和末位置的竖直高度有关，跟物体的运动路径无关. 2.重力势能 (1)重力做功的特点①重力做功与 无关，只与始末位置的 有关. ②重力做功不引起物体 的变化. (2)重力势能 ①概念：物体由于 而具有的能. ②表达式：E p ＝③矢标性：重力势能是 ，正负表示其 . (3)重力做功与重力势能变化的关系①定性关系：重力对物体做正功，重力势能就 ；重力对物体做负功，重力势能就 ②定量关系：重力对物体做的功 物体重力势能的减少量．即W G ＝－(E p2－E p1)＝ ． 3.弹性势能 (1)概念：物体由于发生 而具有的能.(2)大小：弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量 ，劲度系数 ，弹簧的弹性势能越大.(3)弹力做功与弹性势能变化的关系：类似于重力做功与重力势能变化的关系， 用公式表示：W ＝ ．机械能守恒定律及其应用 Ⅱ(考纲要求)1.机械能： 和 统称为机械能，其中势能包括 和 2．机械能守恒定律(1)内容：在只有 做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能 。
人教版高考物理一轮总复习课后习题 第5单元 机械能 作业15机械能守恒定律及其应用
作业15机械能守恒定律及其应用A组基础达标微练一机械能守恒的理解和判断1.关于下列运动过程(忽略空气阻力),说法正确的是( )A.图甲中“蛟龙号”被吊车匀速吊下水的过程中机械能守恒B.图乙中投出去的铅球在运动过程中机械能守恒C.图丙中体验滑草运动的游客在下滑过程中机械能守恒D.图丁中撑竿跳高运动员在上升过程中机械能守恒2.(浙江五湖联盟模拟)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离。
假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法不正确的是( )A.运动员到达最低点前重力势能始终减小B.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能增加C.蹦极过程中,重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关D.蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒微练二单物体机械能守恒的应用3.(浙江台州期末)小球在竖直光滑圆轨道的最低点获得一初速度,沿轨道内侧做完整的圆周运动,取圆轨道的最低点的重力势能为零。
不计空气阻力,关于小球运动到最高点时的机械能E、重力势能E p和动能E k的大小关系,可能正确的是( )E pA.E k=E pB.E k=15E pC.E=E pD.E=344.(浙江强基联盟模拟)茶起源于中国。
中国茶文化发展源远流长、博大精深。
炒青可使茶叶柔软、增进茶香,是铁观音制作的重要步骤。
技师从热锅底中将质量为m的茶叶以初速度v0竖直扬起,如图所示,不考虑阻力,以锅底为零势能面,则茶叶重心上升h时( )A.重力做功为mghmv02B.合外力做功为mgh-12mv02+mghC.动能为12mv02D.机械能为12微练三多物体的机械能守恒问题5.(浙江嘉兴期末)一轻弹簧竖直放置,如图所示,下端固定在水平地面上,自然伸长时弹簧上端处于A点。
t=0时将小球从A点正上方O点由静止释放,t1时到达A点,t2时弹簧被压缩到最低点B。
以O为原点,向下为正方向建立x坐标轴,以B点为重力势能零点,弹簧形变始终处于弹性限度内。
2022年高考物理总复习第一部分常考考点复习第五章机械能守恒定律第2讲动能和动能定理
第2讲 动能和动能定理【课程标准】 1.理解动能和动能定理。
2.能用动能定理解释生产生活中的现象。
【素养目标】物理观念：了解动能的概念和动能定理的内容。
科学思维：会用动能定理分析曲线运动、多过程运动问题。
一、动能 定义 物体由于运动而具有的能公式 E k ＝21mv 2矢标性 动能是标量，只有正值，动能与速度方向无关状态量 动能是状态量，因为v 是瞬时速度 相对性 由于速度具有相对性，所以动能也具有相对性动能的 变化物体末动能与初动能之差，即ΔE k ＝12 mv 22 －12mv 21 。
动能的变化是过程量命题·生活情境滑滑梯是小朋友的乐趣所在，如图所示为一滑梯的实物图，水平段与斜面段平滑连接。
某小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下，经斜面底端后水平滑行一段距离，停在水平滑道上。
整个过程小朋友的动能如何变化？ 提示：先增大后减小，最后变为0。
二、动能定理命题·科技情境荷兰埃因霍芬理工大学的太阳能团队研发出一款太阳能房车，车顶上配有一个8.8平方米的太阳能电池板，搭配60 kW·h的锂离子电池，最高时速可达120 km。
在晴朗的阳光下，该车一天可以行驶约730 km，而在电池充满电后，夜间行驶的续航里程也可以达到600 km。
(1)该款房车的能量转化关系是什么？提示：太阳能转化为电能，电能转化为动能和内能。
(2)若该款房车的质量为m，以恒定功率P启动，经时间t速度达到最大v，则房车受到的阻力在此过程中做的功是多少？提示：12mv2－Pt。
角度1 动能(1)质量大的物体，动能一定大。
( ×)(2)速度方向变化，物体的动能一定变化。
( ×)(3)动能不变的物体一定处于平衡状态。
( ×)角度2 动能定理(4)如果物体所受的合外力不为零，那么合外力对物体做的功一定不为零。
( ×)(5)合外力做功是物体动能变化的原因。
( √ ) (6)动能定理只适用于同时作用的力做功。
高考物理复习专题五 动能定理 能量守恒定律练习题(含详细答案)
高考物理复习专题五动能定理能量守恒定律一、单选题1.如图所示，在竖直平面内有一固定轨道，其中AB是长为R的粗糙水平直轨道，BCD是圆心为O，半径为R的3/4光滑圆弧轨道，两轨道相切于B点．在推力作用下，质量为m的小滑块从A 点由静止开始做匀加速直线运动，到达B点时即撤去推力，小滑块恰好能沿圆轨道经过最高点C。
重力加速度大小为g，取AB所在的水平面为零势能面。
则小滑块（）A．在AB段运动的加速度为2gB．经B点时加速度为零C．在C点时合外力的瞬时功率为D．上滑时动能与重力势能相等的位置在直径DD′上方2.运输人员要把质量为，体积较小的木箱拉上汽车。
现将长为L的木板搭在汽车尾部与地面间，构成一固定斜面，然后把木箱沿斜面拉上汽车。
斜面与水平地面成30o角，拉力与斜面平行。
木箱与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。
则将木箱运上汽车，拉力至少做功（）A．B．C．D．3.如图所示，轻质弹簧的一端固定在粗糙斜面的挡板O点，另一端固定一个小物块。
小物块从P1位置（此位置弹簧伸长量为零）由静止开始运动，运动到最低点P2位置，然后在弹力作用下上升运动到最高点P3位置(图中未标出)。
在此两过程中，下列判断正确的是（）A．下滑和上滑过程弹簧和小物块系统机械能守恒B．下滑过程物块速度最大值位置比上滑过程速度最大位置高C．下滑过程弹簧和小物块组成系统机械减小量比上升过程小D．下滑过程克服弹簧弹力和摩擦力做功总值比上滑过程克服重力和摩擦力做功总值小4.如图所示，水平桌面上有一小车，装有砂的砂桶通过细绳给小车施加一水平拉力，小车从静止开始做直线运动。
保持小车的质量M不变，第一次实验中小车在质量为m1的砂和砂桶带动下由静止前进了一段距离s；第二次实验中小车在质量为m2的砂和砂桶带动下由静止前进了相同的距离s，其中。
两次实验中，绳对小车的拉力分别为T1和T2，小车，砂和砂桶系统的机械能变化量分别为和，若空气阻力和摩擦阻力的大小保持不变，不计绳，滑轮的质量，则下列分析正确的是（）A．B．C．D．5.小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上由图中位置无初速释放，在小球下摆到最低点的过程中，下列说法正确的是( )A．绳对球的拉力不做功B．球克服绳拉力做的功等于球减少的机械能C．绳对车做的功等于球减少的动能D．球减少的重力势能等于球增加的动能6.如图所示，自动卸货车静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下，θ角缓慢增大，在货物相对车厢仍然静止的过程中，下列说法正确的是（）A．货物受到的支持力变小B．货物受到的摩擦力变小C．货物受到的支持力对货物做负功D．货物受到的摩擦力对货物做负功7.一质量为0.6kg的物体以20m/s的初速度竖直上抛，当物体上升到某一位置时，其动能减少了18J，机械能减少了3J。
高考物理一轮复习第5章机械能及其守恒定律限时规范专题练(一)动力学和能量综合应用问题学案
限时规范专题练(一)动力学和能量综合应用问题时间：60分钟 满分：100分一、选择题(本题共9小题，每小题9分，共81分。
其中1～5题为单选，6～9题为多选)1．北京获得2022年冬奥会举办权，冰壶是冬奥会的比赛项目。
将一个冰壶以一定初速度推出后将运动一段距离停下来。
换一个材料相同、质量更大的冰壶，以相同的初速度推出后，冰壶运动的距离将( )答案 A解析 冰壶在冰面上以一定初速度被推出后，在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，根据动能定理有－μmgs ＝0－12mv 2，得s ＝v 22μg，两种冰壶的初速度相等，材料相同，故运动的位移大小相等。
故选A 。
2．把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车厢叫做动车。
而动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组。
带动力的车厢叫动车，不带动力的车厢叫拖车。
设动车组运行过程中的阻力与质量成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等，若开动一节动车带三节拖车，最大速度可达到150 km/h 。
当开动二节动车带三节拖车时，最大速度可达到( )A ．200 km/hB.240 km/h C ．280 km/hD.300 km/h 答案 B解析 若开动一节动车带三节拖车，最大速度可达到150 km/h 。
设动车的功率为P ，每节车厢所受的阻力为f ，当达到最大速度时动车的牵引力等于整体的阻力，则有：P ＝4fv ，当开动二节动车带三节拖车时，有2P ＝5fv ′，联立两式解得v ′＝240 km/h 。
B 正确，A 、C 、D 错误。
3. 如图所示，质量为m 的物体A 和质量为2m 的物体B 通过不可伸长的轻绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧。
开始用手托着物体A 使弹簧处于原长且轻绳伸直，此时物体A 与水平地面的距离为h ，物体B 静止在地面上。
现由静止释放A ，A 与地面即将接触时速度恰好为0，此时物体B 对地面恰好无压力，重力加速度为g ，下列说法正确的是( )A ．物体A 下落过程中一直处于失重状态B ．物体A 即将落地时，物体B 处于失重状态C ．从物体A 开始下落到即将落地的过程中，弹簧的弹性势能最大值为mghD ．物体A 下落过程中，A 的动能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小答案 C解析 根据题述“A 与地面即将接触时速度恰好为0”，可知A 先加速后减速向下运动，加速度方向先向下后向上，物体A 先处于失重状态后处于超重状态，A 错误；根据题述“A 与地面即将接触时速度恰好为0，此时物体B 对地面恰好无压力”，可知此时轻绳中拉力大小等于B 的重力，B 处于静止状态，加速度为零，B 错误；对A 和弹簧组成的系统，在A 由静止下落到A 与地面即将接触的过程中，系统的重力势能、动能和弹性势能相互转化，物体A 即将落地时，重力势能减少量为mgh ，动能与初状态相同为0，此时弹簧的弹性势能最大为mgh ，C 正确；在物体A 下落过程中，A 的重力势能一直减小，A 的动能和弹簧的弹性势能之和一直增大，D 错误。
新高考物理机械能5-2 动能定理的理解及应用同步练
第五章 机械能（二） 动能定理的理解及应用1．静止在地面上的物体在不同合外力F 的作用下通过了相同的位移x 0，下列情况中物体在x 0位置时速度最大的是( )2．(2021·山东等级考)如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L 的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O 转动，另—端与质量为m 的小木块相连。
木块以水平初速度v 0出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。
在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为( )A ．m v 022πLB ．m v 024πLC ．m v 028πLD ．m v 0216πL3．如图所示，AB 为14圆弧轨道，BC 为水平直轨道，BC 恰好在B 点与AB 相切，圆弧的半径为R ，BC 的长度也是R 。
一质量为m 的物体与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，它由轨道顶端A 从静止开始下滑，恰好运动到C 处停止，重力加速度为g ，那么物体在AB 段克服摩擦力所做的功为( )A ．μmgR 2B ．mgR 2C ．mgRD ．(1－μ)mgR4．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 从弹簧的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)( )A ．2ghB ．4gh 3C ．ghD ．gh 25．(多选)质量相等的A、B两物体放在同一水平面上，分别受到水平拉力F1、F2的作用从静止开始做匀加速直线运动。
经过时间t0和4t0速度分别达到2v0和v0时，分别撤去F1和F2，以后物体继续做匀减速直线运动直至停止，两物体速度随时间变化的图线如图所示。
则下列结论正确的是()A．A、B物体所受摩擦力F f1∶F f2＝2∶1B．A、B物体所受摩擦力F f1∶F f2＝1∶1C．F1和F2对A、B做的功W1∶W2＝6∶5D．F1和F2对A、B做的功W1∶W2＝12∶56．从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。
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2.(2017· 北京 101 中学检测)如图所示， 质 量为 m 的物体静置在水平光滑平台上， 系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度 v0 向右匀速拉动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳 与水平方向夹角为 45°处，在此过程中人所做的功为( mv2 0 A. 2 mv2 0 C. 4
5.如图所示，某滑草场有两个坡 度不同的滑道 AB 和 AB′(均可看 做斜面)．质量相同的甲、乙两名 游客先后乘坐同一滑草板从 A 点 由静止开始分别沿 AB 和 AB′滑下，最后都停在水平草面上， 斜草面和水平草面平滑连接，滑草板与草面之间的动摩擦因 数处处相同，下列说法正确的是( )
A．甲沿斜草面下滑过程中克服摩擦力做的功比乙的多 B．甲、乙经过斜草面底端时的速率相等 C．甲、乙最终停在水平草面上的同一位置 D．甲停下时的位置与 B 的距离和乙停下时的位置与 B′的距 离相等
4.如图，竖直平面内的轨道Ⅰ和Ⅱ都由 两段细直杆连接而成，两轨道长度相 等． 用相同的水平恒力将穿在轨道最低 点 B 的静止小球，分别沿Ⅰ和Ⅱ推至最高点 A，所需时间分 别为 t1、t2；动能增量分别为Δ Ek1、Δ Ek2.假定球在经过轨道 转折点前后速度的大小不变，且球与Ⅰ、Ⅱ轨道间的动摩擦 因数相等，则( ) B．Δ Ek1＝Δ Ek2；t1>t2 D．Δ Ek1＝Δ Ek2；t1<t2
解析：选 BC.第 2 s 内，根据速度－时间图象可知，物体的加 速度 a＝2 m/s2， 第 3 s 内， 物体做匀速直线运动， F＝Ff＝μmg ＝2 N，根据牛顿第二定律有 3 N－μmg＝ma，解得 m＝0.5 kg，μ＝0.4，A 选项错误、B 选项正确；第 2 s 内物体运动的 位移为 1 m，摩擦力为 2 N，克服摩擦力做的功 W＝2 J，C 选项正确；前 3 s 克服摩擦力做功 W′f＝6 J，D 错误．
一、单项选择题 1.(2017· 宁波模拟)如图所示，木盒中固定 一质量为 m 的砝码， 木盒和砝码在桌面上 以一定的初速度一起滑行一段距离后停 止．现拿走砝码，而持续加一个竖直向下的恒力 F(F＝mg)， 若其他条件不变，则木盒滑行的距离( A．不变 C．变大 )
B．变小 D．变大变小均可能
解析：选 B.设木盒质量为 M，木盒中固定一质量为 m 的砝 1 码时，由动能定理可知，μ(m＋M)gx1＝ (M＋m)v2，解得 x1 2 v2 ＝ ；加一个竖直向下的恒力 F(F＝mg)时，由动能定理可 2μg Mv2 1 2 知， μ(m＋M)gx2＝ Mv ， 解得 x2＝ .显然 x2<x1. 2 2（m＋M）μg
解析：选 C.设斜草面长度为 l，倾角为 θ，游客在斜草面上下 滑，克服摩擦力做功 W＝μmglcos θ，因此甲克服摩擦力做的 功少，选项 A 错误；由 A 点到斜草面底端过程，由动能定理 1 有 mgh－μmglcos θ＝ mv2，可得 vB>v′B，选项 B 错误；游 2 客由 A 点开始下滑到停在水平草面上，设 x 为游客最终停在 水平草面上的位置与斜草面底端的距离，由动能定理有 mgh h －μmg(lcos θ＋x)＝0， 则 lcos θ＋x＝ ， 与斜草面的倾角无关， μ 所以甲、乙最终停在水平草面上的同一位置，选项 C 正确、 D 错误．
2
3.如图所示，质量相等的物体 A 和物体 B 与地面的动摩擦因数相等，在力 F 的作用 下，一起沿水平地面向右移动 L，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 做的总功与合外力对 B 做的总功不相等 )
A．Δ Ek1>Δ Ek2；t1>t2 C．Δ Ek1>Δ Ek2；t1<t2
解析：选 B.两轨道长度相等，球与Ⅰ、 Ⅱ 轨 道 间 的 动 摩 擦 因 数 相 等 ， Wf ＝ μ(mgcos α＋Fsin α)· s＝μmgx＋μFh， 用 相同的水平恒力使它们到达最高点， 则 水平恒力做功相等，摩擦力做功相等，重力做功相等，根据 动能定理 WF－mgh－Wf＝Δ Ek 知，动能的增量相等，即Δ Ek1＝Δ Ek2.作出小球在轨道Ⅰ、Ⅱ上运动的 v－t 图象如图所 示，则 t1>t2.
7.(2017· 南宁月考)在有大风的情况下， 一小球自 A 点竖直上抛，其运动轨迹 如图所示(小球的运动可看做竖直方向 的竖直上抛运动和水平方向的初速度 为零的匀加速直线运动的合运动)，小球运动轨迹上的 A、B 两点在同一水平直线上，M 点为轨迹的最高点．若风力的大 小恒定，方向水平向右，小球在 A 点抛出时的动能为 4 J， 在 M 点时它的动能为 2 J，落回到 B 点时动能记为 EkB，小 球上升时间记为 t1， 下落时间记为 t2， 不计其他阻力， 则( A．x1∶x2＝1∶3 C．EkB＝6 J B．t1<t2 D．EkB＝12 J )
2 2mv0 B. 2
)
D．mv2 0
解析：选 C.由题意知，绳与水平方向夹角为 45°时，沿绳方 2v0 向的速度 v＝v0cos 45°＝ ，故质量为 m 的物体速度等 2 2v0 于 ，对物体应用动能定理可知，在此过程中人所做的功 2 mv0 1 2 为 W＝ mv －0题 6．如图甲所示，物体受到水平推力 F 的作用，在粗糙水平 面上做直线运动．通过力传感器和速度传感器监测到推力 F 和物体速度 v 随时间 t 变化的规律如图乙所示． 取 g＝10 m/s2. 则( )
A．物体的质量 m＝1 kg B．物体与水平面间的动摩擦因数 μ＝0.4 C．第 2 s 内物体克服摩擦力做的功 W＝2 J D．前 3 s 内物体克服摩擦力做功 4 J
解析：选 B.对 A、B 分别受力分析，受力如图所示
对 A 分析：FN－Fsin α－G＝0，f＝μFN＝μ(Fsin α＋G)
对 B 分析：FN1＝G，f1＝μFN1＝μG，Wf＝fL，Wf1＝f1L，因 为 f>f1，所以 Wf>Wf1，故 A 项错误；根据动能定理可知，A、 B 所受的合外力做的功等于 A、B 物体动能的变化，而 A、B 动能的变化量相等，所以合外力对 A、B 做的功相等，故 B 正确，D 错误；F 对 B 不做功，只对 A 做功，故 C 错误．