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【师说】2015高考物理一轮复习 动能定理及其应用课后练习(2014新题,含解析)
课时训练15 动能定理及其应用
一、选择题
1.
如图所示,一质量为m的质点在半径为R的固定半球形容器中由静止开始从边缘上的A点滑下,到达最低点B时容器对质点的支持力为N.重力加速度为g.在质点从A滑到B的过程中,摩擦力对其所做的功为( )
A.R(N-3mg) B.R(3mg-N)
C.R(N-mg) D.R(N-2mg)
解析 质点到达最低点B时,有N-mg=m,质点从A滑到B的过程中,根据动能定理有Wf+mgR=mv2,摩擦力对质点所做的功Wf=(N-3mg)R,只有选项A正确.
答案 A
2.将一个物体以初动能E0竖直向上抛出,落回地面时物体的动能为,设空气阻力大小恒定.若将它以初动能4E0竖直上抛,则它在上升到最高点的过程中,重力势能变化了( )
A.3E0 B.2E0C.1.5E0 D.E0
解析 物体以初动能E0竖直向上抛出,设上升最大高度为h,根据动能定理,对全过程有-2fh=-,对上升过程有-fh-mgh=0-E0,联立解得mg=3f;物体以初动能4E0竖直上抛,设上升的最大高度为h′,上升过程运用动能定理有-mgh′-fh′=0-4E0,得mgh′=3E0,即重力势能的增加量为3E0,只有选项A正确.
答案 A
3.
一环状小物块套在光滑水平直杆上,能沿杆自由滑动.轻质绳一端系在小物块上,另一端绕过定滑轮,用大小恒定的力F拉着,使小物块沿杆自左向右滑动.如图所示,小物块在杆上通过a、b、c三点时的动能分别为Eka、Ekb、Ekc,且ab=bc,滑轮质量和摩擦均不计,则下列关系正确的是( )
A.Ekb-Eka=Ekc-Ekb
B.Ekb-EkaEkc-Ekb
C.Ekb-EkaEkc-Ekb
D.EkaEkb=Ekc
解析 a→b→c的过程,绳的拉力T对小物块做正功,重力和支持力均不做功,根据动能定理知小物块的动能增加,选项D错误;但T为变力,它做的功等于大小恒定的力F所做的功,力F所做的功等于F与定滑轮右侧绳伸长的距离的乘积,由几何关系知从a到b绳伸长的距离大于从b到c绳伸长的距离,WabWbc,根据动能定理有Ekb-Eka=Wab,Ekc-Ekb=Wbc,得Ekb-EkaEkc-Ekb,选项C正确,A、B均错误.
答案 C
4.
如图所示,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( )
A.小桶处于失重状态
B.小桶的最大速度为
C.小车受绳的拉力等于mg
D.小车的最大动能为mgh
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AC都错;小车和小桶的速度大小相等,对系统运用动能定理有3mghsin30°-mgh=(3m+m)v2,解得小桶的最大速度应为v=,小车的最大动能为Ekm=×3mv2=,B对,D错.
答案 B
5.
如图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时,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( )
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Pt
C.这段时间内合力做的功为mv
D.这段时间内电动机所做的功为Fs-mv
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mv,C项正确;这段时间内电动机所做的功为Pt=Fs+mv,D项错误.
答案 C
6.如图所示,分别用恒力F1、F2先后将质量为m的物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端,两次所用时间相同,第一次力F1沿斜面向上,第二次力F2沿水平方向,则两个过程( )
A.合外力做的功相同
B.物体机械能变化量相同
C.F1做的功与F2做的功相同
D.F1做的功比F2做的功多
解析 两次物体运动的位移和时间相等,则两次的加速度相等,末速度也应相等,则物体的机械能变化量相等,合力做功也应相等.用F2拉物体时,摩擦力做功多些,两次重力做功相等,由动能定理知,用F2拉物体时拉力做功多.
答案 AB
7.
如图所示,有一倾角θ=30°的足够长斜坡,小孩在做游戏时,从该斜坡顶端将一足球沿水平方向踢出去,已知足球被踢出时的初动能为9 J,不计空气阻力,则该足球第一次落在斜坡上时的动能为( )
A.12 J B.21 J
C.27 J D.36
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