专题强化练10　动能定理应用中的图像问题和多过程问题（含答案解析）人教物理必修二.docxVIP

专题强化练10动能定理应用中的图像问题和多过程问题

题组一图像问题

1.一小球竖直向上抛出,然后落回到原处。小球的初动能为Ek0,假设小球受到的空气阻力恒定,则该过程中小球的动能Ek与位移x的关系图像是 ()

2.(多选题)在平直公路上,汽车由静止开始做匀加速直线运动,当速度达到vmax后,立即关闭发动机直至静止,其v-t图像如图所示。设汽车的牵引力为F,受到的阻力为f,全程牵引力做功为W1,克服阻力做功为W2,则 ()

A.F∶f=1∶3B.W1∶W2=1∶3

C.F∶f=4∶1D.W1∶W2=1∶1

3.(经典题)如图甲所示,一个质量为2kg的物块以一定的速度自倾角为37°的固定斜面的底端沿斜面上滑,其动能和重力势能随上滑距离x的变化如图乙中直线Ⅰ和Ⅱ所示(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),则下列说法错误的是 ()

A.物块的初速度为52m/s

B.物块和斜面间的动摩擦因数为0.5

C.物块上升的最大高度为3m

D.物块回到斜面底端时的动能为20J

4.质量为1kg的物体在水平拉力的作用下,由静止开始在水平地面上沿x轴运动,出发位置为x=0。拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4,重力加速度g取10m/s2。求:

(1)物体在x=1m位置时,拉力的大小F;

(2)物体在x=1m位置时,拉力的功率P;

(3)物体从x=0运动到x=4m过程中,速度的最大值vm。

题组二多过程问题

5.如图所示,竖直平面内固定一内壁粗糙的半圆弧槽,半径为2R,一质量为m的滑块(可视为质点)从距半圆弧槽D点正上方3R的A点自由下落,经过半圆弧槽后,滑块从槽的左端冲出,刚好到达半圆弧槽正上方距槽口2R的B点。不计空气阻力,重力加速度为g,则以下说法错误的是 ()

A.滑块第一次到达半圆弧槽D点的速度大小为6gR

B.滑块第一次到达D点时对半圆弧槽的压力大小为3mg

C.滑块第一次通过半圆弧槽的过程中克服摩擦力做的功为mgR

D.滑块从B点返回后经C再次到达D点时的速度大小为2gR

6.“路亚”是一种钓鱼方法,用这种方法钓鱼时先把鱼饵通过鱼线收到鱼竿末端,然后用力将鱼饵甩向远处。如图所示,钓鱼爱好者在a位置开始甩竿,鱼饵被甩至最高点b时迅速释放鱼线,鱼饵被水平抛出,最后落在距b水平距离s=16m的水面上。已知开始甩竿时鱼竿与竖直方向成53°角,鱼饵的质量为m=0.02kg。甩竿过程竿可视为在竖直平面内绕O点转动,且O离水面高度h=1.6m,到鱼竿末端鱼饵的距离L=1.6m。鱼饵从b点抛出后,忽略鱼线对其的作用力和空气阻力,重力加速度g取10m/s2,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:

(1)鱼饵在b点抛出时的速度大小;

(2)释放鱼线前,鱼饵在b点受鱼竿作用力的大小和方向;

(3)从a到b的甩竿过程,鱼竿对鱼饵做的功W。

7.滑板运动是极限运动的鼻祖,许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示是滑板运动的轨道,BC和DE是两段光滑圆弧形轨道,BC段的圆心为O点、圆心角为60°,半径OC与水平轨道CD垂直,滑板与水平轨道CD间的动摩擦因数μ=0.2。某运动员从轨道上的A点以v0=3m/s的速度水平滑出,在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC,经CD轨道后冲上DE轨道,到达E点时速度减为零,然后返回。已知运动员和滑板的总质量为m=60kg,B、E两点距水平轨道CD的竖直距离分别为h=2m和H=2.5m。重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力,求:

(1)运动员从A点运动到B点过程中,到达B点时的速度大小vB;

(2)求第一次过C点时对轨道的压力大小;

(3)通过计算说明最后停止的位置到C点的距离。

答案与分层梯度式解析

专题强化练10动能定理应用中的图像问题和多过程问题

1.C小球上升过程,由动能定理可得-mgx-fx=Ek-Ek0,解得Ek=Ek0-mgx-fx;设小球能到达的最大高度为h0,则小球下降过程有-mgx-f(2h0-x)=Ek-Ek0,解得Ek=-(mg-f)x+(Ek0-f·2h0),综上可知,C正确。

2.CD根据v-t图线与横轴围成的面积表示位移,可得关闭发动机之前的位移为x1=12vmax(m),关闭发动机之后的位移为x2=32vmax(m);关闭发动机之前,根据动能定理有(F-f)x1=12mvmax2,关闭发动机之后,根据动能定理有-fx2=-12mvmax2,联立解得F∶f=4∶1,A错误,C正确。全程牵引力做功为W1=Fx1,克服阻力做功为W2=f(x1+x2)