【与名师对话】高考物理总复习5.2动能和动能定理课时作业新人教版必修21．(2022·湖北荆州模拟)质量不等，但有相同动能的两物体，在动摩擦因数相同的水平地面上滑行直到停止，则下列说法正确的有( )A．质量大的物体滑行距离大B．质量小的物体滑行距离大C．质量大的物体滑行时间长D．质量小的物体滑行时间长解析：物体的动能全部用来克服摩擦阻力做功，有Ek＝μmgl，则l＝可知，质量小的物体，滑行距离大，选项A错误，B正确；而t＝＝，可见质量小的物体，滑行时间长，选项C错误，D正确．答案：BD2．如图所示，在光滑水平面上，一物体以速率v向右做匀速直线运动，当物体运动到P点时，对它施加一个水平向左的恒力，过一段时间，物体向反方向运动再次通过P点，则物体再次通过P点的速率( )A．大于vB．小于vC．等于vD．无法确定解析：F做功为零，物体动能不变．答案：C3．(2022·山西太原调研)一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点．小球在水平拉力F的作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如右图所示，则拉力F所做的功为( )A．mglcosθB．mgl(1－cosθ)C．FlcosθD．Flsinθ解析：移动小球过程中拉力F和重力G对物体做功，根据动能定理WF－mg(l－lcosθ)＝0－0可得：WF＝mgl(1－cosθ)，选项B正确．但要注意F是变力，不能用W＝Fl来求．答案：B4．如图所示，质量为m0、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Ff.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－Ff)(L＋s)B．物块到达小车最右端时，小车具有的动能为FfLC．物块克服摩擦力所做的功为Ff(L＋s)6\nD．物块克服摩擦力所做的功为Ffs解析：物块m在水平方向受到拉力F和摩擦力Ff的作用，合力为F－Ff，物块的位移为L＋s，合力对物块做的功为(F－Ff)(L＋s)；物块到达小车最右端时具有的动能为(F－Ff)(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Ff与位移(L＋s)的乘积，C正确，D错误．答案：AC5．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. B. C．Fx D.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Ekm＝Fx－fx，由此二式解得：Ekm＝Fx，D正确．答案：D6．(2022·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x0处时的动能为( )A．0B.Fmx0C.Fmx0D.x解析：根据动能定理，小物块运动到x0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．Ek＝W＝S圆＝π()2，又Fm＝.整理得Ek＝Fmx0＝x，C选项正确．答案：C7．(2022·南昌大学附中)某研究性学习小组用加速度传感器探究物体从静止开始做直线运动的规律，得到了质量为1.0kg的物体运动的加速度随时间变化的关系图线，如图所示．由图可以得出( )6\nA．从t＝4.0s到t＝6.0s的时间内物体做匀减速直线运动B．物体在t＝10.0s时的速度大小约为5.8m/sC．从t＝10.0s到t＝12.0s的时间内合外力对物体做的功约为7.3JD．不能从已知信息粗略估算出物体在t＝3.0s时的速度解析：从t＝4.0s到t＝6.0s的时间内物体的加速度减小，物体做加速度减小的变加速运动．故A错误；物体从静止开始做加速运动，由于Δv＝aΔt，故加速度图线与时间轴包围的面积表示速度的变化量，t＝10s时的速度等于前10秒图线与坐标轴包围的面积，v＝68×0.1＝6.8m/s，所以B错误．由于加速度图线与时间轴包围的面积表示速度的变化量，故可以估算出12s末的速度为v′＝S′＝7.8m/s，根据动能定理得：W合＝mv′2－mv2＝×1×7.82－×1×6.82＝7.3J，故C正确．物体从静止开始做加速运动，由于Δv＝aΔt，故加速度图线与时间轴包围的面积表示速度的变化量，故t＝3.0s时的速度等于前3秒图线与坐标轴包围的面积，故D错误．答案：C8．(2022·湖南长沙重点高中高三考试)随着中国首艘航母“辽宁号”的下水，同学们对舰载机(图甲)的起降产生了浓厚的兴趣．下面是小聪编制的一道舰载机降落的题目，请你阅读后求解．(1)假设质量为m的舰载机关闭发动机后在水平地面跑道上降落，触地瞬间的速度为v0，在跑道上滑行的v—t图象见图乙．求舰载机滑行的最大距离和滑行时受到的阻力；(2)航母可以通过设置拦阻索来增大对舰载机的阻力．现让该舰载机关闭发动机后在静止于海面的航母水平甲板上降落，若它接触甲板瞬间的速度仍为v0，在甲板上的运动可以看做匀变速运动，在甲板上滑行的最大距离是(1)中的.求该舰载机在航母上滑行时受到的平均阻力(结果用m、v0、t0表示)．解析：(1)由题图乙信息，根据匀变速运动规律最大距离为x＝v0t0由动能定理有－fx＝0－mv解得阻力f＝(2)最大距离x′＝x＝v0t0由动能定理有－f′x′＝0－mv6\n联立解得f′＝答案：(1) (2)9．(2022·石家庄市部分学校高三联考)如图所示，斜面OP倾角为θ，Q为斜面上的一点．一质量为m的小滑块从斜面底端O以初速度v0沿斜面向上滑动，恰好能滑到斜面顶端P，小滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，下列各选项中的接触面材料相同，小滑块在O点时的初速度大小不变，则小滑块一定能滑到和P等高位置的是( )A．剪去PQ部分B．增大斜面倾角，沿斜面ON向上滑C．把斜面改为折面OMP，且在M点有一小段光滑圆弧D．把斜面改为圆弧面OEP解析：剪去PQ部分，虽然到Q后不再克服摩擦力做功、但在Q点时的速度沿斜面向上、到最高点时有水平速度，不能判定小滑块能否到P点等高位置，A错；小滑块从O到P(与P等高的位置)增加的重力势能相同，沿ON、OP和OMP滑动过程中克服摩擦力做功均可表示为μmgx(x为对应的水平位移)，此三种情况OP和OMP的x相同、而ON的x小，沿OP和OMP上滑克服摩擦力做功相同、均大于ON，应用动能定理可知到N点速度大于0、沿OMP到P点速度为0，B、C均对；应用向心力公式可知沿圆弧面上滑过程正压力大于mgcosθ、克服摩擦力做功比沿OP多，应用动能定理可知沿圆弧面上滑不能到P点，D错．答案：BC10．一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x1，初动能为2E时，小物块沿斜面上升的最大位移为x2，斜面的倾角为θ，由动能定理得：－mgx1sinθ－Ffx1＝0－E,2Ffx1＝，全程动能定理为：－2Ff·x1＝mv2－E；而－mgx2sinθ－Ffx2＝0－2E，可得：x2＝2x1，所以返回斜面底端时的动能为2E－2Ffx26\n＝E，A正确，B错误；由E＝mv′2可得v′＝v，C、D均错误．答案：A11．(2022·河北沧州模拟)在抗震救灾中，用直升飞机转移被困群众．设被救人员的质量m＝80kg，所用吊绳的拉力最大值Fm＝1200N，所用电动机的最大输出功率为Pm＝12kW，为尽快吊起被困群众，操作人员采取的办法是，先让吊绳以最大的拉力工作一段时间，而后电动机又以最大功率工作，被救人员上升h＝90m时恰好达到最大速度(g取10m/s2)，试求：(1)被救人员刚到达机舱时的速度；(2)这一过程所用的时间．解析：(1)第一阶段绳以最大拉力拉着被救人员匀加速上升，当电动机达到最大功率时，功率保持不变，被救人员变加速上升，速度增大，拉力减小，当拉力与重力相等时速度达到最大．由Pm＝FTvm＝mgvm得vm＝＝m/s＝15m/s.(2)a1＝＝m/s2＝5m/s2，匀加速阶段的末速度v1＝＝m/s＝10m/s，时间t1＝＝s＝2s，上升的高度h1＝t1＝×2m＝10m，对于以最大功率上升过程，由动能定理得：Pmt2－mg(h－h1)＝mv－mv，代入数据解得t2＝5.75s，此过程所用总时间为t＝t1＋t2＝(2＋5.75)s＝7.75s.答案：(1)15m/s (2)7.75s12．(2022·潍坊模拟)2022年伦敦奥运会女子10米(即跳台距水面10m)跳台比赛中，我国小将陈若琳技压群芳夺得冠军．设运动员质量为m＝50kg，其体形可等效为长度L＝1.0m，直径d＝0.3m的圆柱体，不计空气阻力，当她跳起到达最高点时，她的重心离跳台台面的高度为0.70m，在从起跳到接触水面过程中完成一系列动作，入水后水的等效阻力F(不包括浮力)作用于圆柱体的下端面，F的数值随入水深度y变化的函数图象如图所示，该直线与F轴相交于F＝2.5mg处，与y轴相交于y＝h(某一未知深度)处，为了确保运动员的安全，水池必须有一定的深度，已知水的密度ρ＝1×103kg/m3，g取10m/s2，根据以上的数据估算：(1)起跳瞬间所做的功；6\n(2)从起跳到接触水面过程的时间；(3)跳水池至少应为多深？(保留两位有效数字)解析：(1)起跳瞬间做功W＝mgh1，h1＝0.70m－＝0.2m，代入数据得W＝100J.(2)从起跳到接触水面为竖直上抛运动，mv＝mgh1，代入数据得v0＝2m/s，据位移公式：－h2＝v0t－gt2，h2＝10m，代入数据得t＝1.63s.(3)由F－y图象可知，阻力F随y均匀变化，故平均阻力为.从起跳到入水至最低点，设水池至少深为h，根据动能定理得W＋mg(h2＋h)－－－F浮(h－L)＝0－0，式中F浮＝ρgV＝ρgL代入数据，得h＝6.6m.答案：(1)100J (2)1.63s (3)6.6m6
