统考版高考物理复习热点专项练五机械能第38练动能定理及应用含答案

这是一份统考版高考物理复习热点专项练五机械能第38练动能定理及应用含答案，共4页。试卷主要包含了列动能定理方程要规范，优先选用动能定理的四种情况等内容，欢迎下载使用。

思维方法
1．对研究对象进行受力分析、运动分析和各力做功分析，明确对哪个过程应用动能定理．
2．列动能定理方程要规范：W1＋W2＋W3…＝Ek2－Ek1(注意各功的正负号问题).
3．优先选用动能定理的四种情况：(1)不涉及加速度和时间，只涉及速度和位移的问题．(2)有多个物理过程的问题(特别是往复运动).(3)变力做功问题．(4)曲线运动问题．
一、选择题
1．[2020·全国卷Ⅱ，16]如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h.若摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c点，c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2，该摩托车恰能越过坑到达b点． eq \f(E2,E1) 等于( )
A．20 B．18
C．9.0 D．3.0
2．(多选)复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果．一列质量为m的动车，初速度为v0，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变．动车在时间t内( )
A．做匀加速直线运动
B．加速度逐渐减小
C．牵引力的功率P＝Fvm
D．牵引力做功W＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(m)) － eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0))
3．[2022·湖北武汉检测]物块在水平面上以初速度v0沿直线滑行，前进x0后停止运动，已知物块与水平面之间的动摩擦因数为μ，且μ的大小与物块滑行的距离x的关系为μ＝kx(k为常量)，重力加速度为g.则( )
A．v0＝ eq \r(kgx eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ) B．v0＝ eq \r(2kgx eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) )
C．v0＝ eq \r(\f(kgx eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,2)) D．v0＝2 eq \r(kgx eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) )
4．[2021·四川绵阳联考]质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止下滑，最后停在平面上，若该物体以v0的初速度从顶端下滑，最后仍停在平面上，如图甲所示，图乙为物体两次在平面上运动的v ­ t图象，则物体在斜面上运动过程中克服摩擦力所做的功为( )
A． eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0)) －3mgh B．3mgh－ eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0))
C． eq \f(1,6) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0)) －mgh D．mgh－ eq \f(1,6) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0))
二、非选择题
5．[2022·山东省济南市模拟]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是两段光滑圆弧轨道，BC段的圆心为O点、圆心角θ＝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＝3 m/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＝60 kg，B、E两点到水平轨道CD的竖直高度分别为h＝2 m和H＝2.5 m，重力加速度g＝10 m/s2.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)水平轨道CD段的长度L；
(3)通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如果能，请求出回到B点时速度的大小；如果不能，请求出最后停止的位置距C点的距离．
第38练 动能定理及应用
1．答案：B
解析：由平抛运动规律有x＝v0t，y＝ eq \f(1,2) gt2，得v0＝x eq \r(\f(g,2y)) ；动能Ek＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0)) ＝ eq \f(mgx2,4y) ∝ eq \f(x2,y) ，故 eq \f(E2,E1) ＝ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x2,x1))) eq \s\up12(2) · eq \f(y1,y2) ＝ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3h,h))) eq \s\up12(2) · eq \f(h,0.5h) ＝18，故B正确．
2．答案：BC
解析：由于动车以恒定功率启动，则由P＝F牵引力v可知动车的速度增大则牵引力减小，由牛顿第二定律F牵引力－F＝ma得动车的加速度逐渐减小，A错误，B正确；当动车的加速度为零时，即牵引力等于阻力时，动车的速度最大，即P＝Fvm，C正确；设动车在时间t内的位移为x，由动能定理得W－Fx＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(m)) － eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0)) ，则牵引力所做的功为W＝Fx＋ eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(m)) － eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0)) ，D错误．
3．答案：A
解析：物块在水平面上滑行，所受滑动摩擦力Ff＝μmg＝kxmg，可画出物块所受滑动摩擦力Ff随位移x变化的图象如图所示．图线与横轴所围图形的面积表示物块克服摩擦力做的功，可得物块克服摩擦力做的功Wf＝ eq \f(1,2) kx0mg·x0＝ eq \f(1,2) kmgx eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0)) ，结合动能定理Wf＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0)) 解得v0＝ eq \r(kgx eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ) ，选项A正确．
4．答案：D
解析：若物体从静止开始下滑，刚滑到平面上时速度为v1，由动能定理得mgh－Wf＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) ，若该物体以v0的初速度从顶端下滑，刚滑到平面上时速度为v2，由动能定理得mgh－Wf＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(2)) － eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0)) ，由题图乙可知，物体两次刚滑到平面的速度关系为v2＝ 2v1，联立解得Wf＝mgh－ eq \f(1,6) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0)) ，D正确，A、B、C错误．
5．答案：（1）6 m/s （2）6.5 m （3）不能回到B点 6 m
解析：（1）由题意可知，在B点时有vB＝ eq \f(v0,cs 60°) ，解得vB＝6 m/s.
（2）运动员从B点到E点，由动能定理有
mgh－μmgL－mgH＝0－ eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(B)) ，解得L＝6.5 m.
（3）设运动员能到达左侧的最大高度为h′，从B点到第一次返回左侧最高处，由动能定理有mgh－mgh′－μmg·2L＝0－ eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(B)) ，
解得h′＝1.2 m解得s＝19 m，即s＝2L＋6 m，故运动员最后停在C点右侧6 m处．