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2019版高考物理一轮复习 精选题辑: 课练15 动能和动能定理

2022-09-04 来源:星星旅游
课练15 动能和动能定理

1.(2018·浙江模拟)如图所示,足球从草皮上的①位置被踢出后落在草皮上③位置,空中到达的最高点为②位置,则( )

A.②位置足球动能等于0

B.①位置到③位置过程只有重力做功

C.①位置到②位置的过程足球的动能全部转化为重力势能 D.②位置到③位置过程足球动能的变化量等于合力做的功 答案:D 解析:由题图可知,足球由②到③过程中具有水平位移,则说明足球在②位置存在速度,故A错误;由图可知,①到②的水平位移大于②到③的水平位移,则说明足球受到空气阻力,故B错误;因存在阻力做功,故①位置到②位置的过程足球的动能转化为重力势能和内能,故C错误;根据动能定理可得,②位置到③位置过程足球动能的变化量等于合力做的功,故D正确.

2.(2018·江西模拟)

(多选)质量为m的物块在水平恒力F的推动下,从山坡(粗糙)底部的A处由静止开始运动至高为h的破顶B处.到达B处时物块的速度大小为v,A、B之间的水平距离为s,重力加速度为g.不计空气阻力,则物块运动过程中( )

A.重力所做的功是mgh

12

B.合外力对物块做的功是mv

212

C.推力对物块做的功是mv+mgh

212

D.阻力对物块做的功是mv+mgh-Fs

2

答案:BD

解析:重力所做的功是WG=-mgh,选项A错误;根据动能定理,合外力对物块做的功

1212

是W合=WF-mgh+Wf=mv,选项B正确;WF=mgh-Wf+mv,选项C错误;WF=Fs=mgh-

22

11

Wf+mv2,则Wf=mgh+mv2-Fs,选项D正确.

22

3.(2018·天津五区县联考)(多选)如图所示,竖直平面内有一光滑圆环,半径为R,圆心为O,B为最低点,C为最高点,圆环左下方开一个小口与光滑斜面相切于A点,∠AOB=37°,小球从斜面上某一点由静止释放,经A点进入圆轨道,不计小球由D到A的机械能损失,(sin37°=0.6,cos37°=0.8)则要保证运动过程中小球不离开轨道,小球释放的位

置到A点的距离可能是( )

A.R B.2R C.3R D.4R 答案:AD

v212C解析:若使小球恰能经过最高点C,则mg=m,根据动能定理有mg(h-2R)=mvC,解

R2

5h-R-得h=R,小球释放的位置到A点的距离是x=;若使小球恰能经过与

sin37°

圆心O等高的一点,则释放的高度h′=R,此时小球释放的位置到A点的距离是x′=h′-R-4

=R;要保证运动过程中小球不离开轨道,小球释放的位置到A点的

sin37°3

234

距离应满足:x≥R或x′≤R,A、D正确.

63

2

4.(2018·辽宁铁岭协作体联考)如图所示,竖直平面内放一直角杆MON,OM水平,ON竖直且光滑,用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上,B球的质量为2 kg,在水平力F的作用下,A、B均处于静止状态,此时OA=0.3 m,OB=0.4 m,改变水平力F的大小,使A球向右加速运动,已知A球向右运动0.1 m时速度大小为3 m/s,则在

2

此过程中绳对B球的拉力所做的功为(g取10 m/s)( )

A.11 J B.16 J C.18 J D.9 J 答案:C

22

解析:A球向右运动0.1 m时,由几何关系得,B上升距离h=0.4 m-0.5-0.4m=

343

0.1 m,此时细绳与水平方向夹角的正切值tanθ=,则得cosθ=,sinθ=,由运动的

455

合成与分解知识可知vBsinθ=vAcosθ,可得vB=4 m/s;以B球为研究对象,由动能定理

12

得WF-mgh=mvB,代入数据解得WF=18 J,即绳对B球的拉力所做的功为18 J.故选C.

2

5.(2018·吉林省实验中学二模)(多选)如图所示,在竖直平面内两处分别固定A、B1

两枚钉子,A、B之间的距离为l,A、B连线与水平方向的夹角为θ.A处的钉子系一根长为

2

l的细线,细线的另一端系一个质量为m的小球,将细线拉直,让小球的初始位置在P点处,P点与A点处于同一高度,小球由静止释放,细线与B处钉子接触后,小球继续下降.取B点为参考平面,重力加速度为g,当小球运动到B点正下方的Q点时,下列说法正确的是( )

A.小球的速率为2gl

1

B.小球的动能为mgl(sinθ+1)

2

C.重力对小球的功率为0

D.小球对绳的拉力为3mg 答案:BC

1

解析:小球从P点到Q点,重力对小球做的功为mgl(sinθ+1),根据动能定理有WG2

1112

=WkQ-EkP,所以小球在Q点的动能为mgl(sinθ+1),选项B正确;由mgl(sinθ+1)=mv222可得v=glθ+

,选项A错误;在Q点小球速度方向是水平的,重力对小球做功

mv2

的功率为0,选项C正确;根据F-mg=,解得F=mg(2sinθ+3),由牛顿第三定律可知

l2

选项D错误.

6.(多选)

如图所示,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,再将铁块放回A处,并轻推一下使之沿新斜面向下滑动.关于此情况下铁块运动情况的描述,正确的是( )

A.铁块一定能够到达P点

B.铁块的初速度必须足够大才能到达P点 C.铁块能否到达P点与铁块质量有关 D.铁块能否到达P点与铁块质量无关 答案:AD

解析:设A距离水平面BC的高度为h,小铁块与该板材间的动摩擦因数为μ.斜面AB的倾角为α,对全过程运用动能定理有mgh-μmgs1cosα-μmgs2=0,整理得mgh-μmg(s1cosα+s2)=0,而s1cosα+s2等于OP的长度,即h-μOP=0,与斜面的倾角无关,故小铁块一定能够到达P点,且与铁块的质量无关.故A、D正确.

7.已知一足够长的传送带与水平面的夹角为θ,以一定的速度匀速运动.某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图甲所示),以此时为t=0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系,如图乙所示(图中取沿传送带向上的运动方

2

向为正方向,其中|v1|>v2).已知传送带的速度保持不变,g取10 m/s,则( )

A.0~t1内,物块对传送带做正功

B.物块与传送带间的动摩擦因数为μ,μ1212

C.0~t2内,传送带对物块做的功为W=mv2-mv1

22

D.系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小 答案:D

解析:由图知,物块先向下运动后向上运动,则知传送带的运动方向应沿顺时针.0~t1

内,物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向下,则物块对传送带做负功,故A错误;在t1~t2内,物块向上加速运动,则有μmgcosθ>mgsinθ,得μ>tanθ, 故B错误;0~t2内,

由v—t图线与t轴所围“面积”等于位移可知,物块的总位移沿斜面向下,高度下降,重

12121

力对物块做正功,设为WG,根据动能定理得W+WG=mv2-mv1,则传送带对物块做的功W≠

222

12

mv2故C错误;物块的重力势能减小量和动能减小量都转化为系统产生的内能,则由2-mv1,

2

能量守恒定律知,系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小,故D正确.

8.(多选)如图甲所示,物体以一定初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动,上升的最大高度为3.0 m.选择地面为参考平面,上升过程中,物体的机械能E随高度h的

2

变化关系如图乙所示.(g取10 m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8.)则( )

A.物体上升过程的加速度大小a=10 m/s B.物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.4 C.物体的质量m=0.67 kg

D.物体回到斜面底端时的动能Ek=10 J 答案:AD

2

解析:物体到达最高点时,机械能为E=Ep=mgh,由图知Ep=30 J,得m==

E30

kggh10×3

=1 kg,故C错误;物体上升过程中,克服摩擦力做功,机械能减少,减少的机械能等于克服摩擦力做的功,ΔE=-μmgcosα

,得μ=0.5,故B错误;物体上升过程中,由

sinα

2

牛顿第二定律得mgsinα+μmgcosα=ma,得a=gsinα+μgcosα=10×0.6 m/s+

22

0.5×10×0.8 m/s=10 m/s,故A正确;由图象可知,物体上升过程中摩擦力做功为W=30 J-50 J=-20 J,在整个过程中由动能定理得2W=Ek-Ek0,则有Ek=Ek0+2W=50 J+2×(-20) J=10 J,故D正确.

9.(多选)

h

如图所示,小车上有固定支架,支架上用细线拴一个小球,线长为l(小球可看成质点),小车与小球一起以速度v0沿水平方向向左匀速运动.当小车突然碰到矮墙后车立即停止运动,此后小球升高的最大高度可能是(线未被拉断,不计空气阻力)( )

v2v200

A.大于 B.小于

2g2gv20

C.等于 D.等于2l

2g答案:BCD

解析:如果小球的速度不能使小球做圆周运动,且小球升高竖直高度小于l时,由机械

12v20

能守恒可得mv0=mgh,所以最大高度是,所以A错误、C正确;如果小球升高竖直高度大

22g于l小于2l时,由于小球在最大高度处动能不为零,由机械能守恒定律可知,最大高度小

v20

于,所以B正确;如果小球的速度能使小球做圆周运动,那么最大高度就是圆周运动的直2g径2l,所以D正确.

10.

(多选)中国航母“辽宁舰\\”正式交付海军,这将极大提高我们中国海军的整体作战实力.如图所示是“歼-15飞机”在航母“辽宁舰”上的起降示意图.已知“歼-15飞机”的质量为m,它的发动机额定功率恒定,起飞前在航母上运动过程中所受的摩擦阻力为恒力.“歼-15飞机”以额定功率从静止开始沿航母做直线运动,到航母一端后起飞.设“歼-15飞机”经过时间t运动了位移s时,速度达到最大值v,此时刚好离开航母起飞.则“歼-15飞机”发动机在航母上运动过程所做的功为( )

mv3t12

A. B.mv

vt-s2

2

12mvsmv2sC.mv+ D. 2vt-svt-s答案:AC

12

解析:飞机以额定功率从静止开始沿航母做直线运动,由动能定理得Pt-fs=mv,速

2

mv3

度达到最大值v时,飞机所受合外力为零,即F=f,所以P=fv,解得P=,代

vt-sPmv2mv3t入得f==,所以飞机在航母上运动过程所做的功为W=Pt=,又因

vvt-svt-s1212mv2s为Pt=fs+mv=mv+,所以选项A、C正确.

22vt-s11.

如图所示,粗糙的斜面AB下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B,整个装置竖直放置,C是最低点,圆心角θ=37°,D与圆心O等高,圆弧轨道半径R=1 m,斜面长L=4 m,现有一个质量m=0.1 kg的小物体P从斜面AB上端A点无初速度下滑,物体P与斜面AB之间

2

的动摩擦因数μ=0.25.不计空气阻力,g=10 m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

(1)物体P第一次通过C点时的速度大小vC; (2)物体P第一次通过C点时对轨道的压力大小;

(3)物体P第一次离开D点后在空中做竖直上抛运动到最高点E,接着从空中又返回到圆弧轨道和斜面,在这样多次反复的整个运动过程中,物体P对C点处轨道的最小压力.

答案:(1)6 m/s (2)4.6 N (3)1.4 N

解析:(1)物体P从A下滑经B到C过程中根据动能定理有mgL·sin37°+mgR(1-

12

cos37°)-μmgcos37°·L=mvC-0,解得vC=6 m/s.

2

v2C(2)物体P在C点,根据牛顿第二定律有N-mg=m,

R解得N=4.6 N.

根据牛顿第三定律,物体P通过C点时对轨道的压力为4.6 N.

(3)物体P最后在B和与其等高的圆弧轨道上来回运动时,经C点压力最小,由B到C1v′2C2

由动能定理有mgR(1-cos37°)=mv′C,解得v′C=2 m/s,则Nmin=mg+m=1.4 N.

2R根据牛顿第三定律,物体P对C点处轨道的最小压力为1.4 N.

12.小物块A的质量为m,物块与坡道间的动摩擦因数为μ,水平面光滑,坡道顶端距

水平面高度为h,倾角为θ,物块从坡道进入水平滑道时,在底端O点处无机械能损失,重力加速度为g.将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上,另一自由端恰位于坡道的底端O点,如图所示.物块A从坡顶由静止滑下,求:

(1)物块滑到O点时的速度大小;

(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能; (3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度. 答案:(1)2gh-μcotθ

(2)mgh-μmghcotθ (3)

-μcotθ1+μcotθ

h 12

解析:(1)由动能定理有mgh-μmghcotθ=mv,得v=2gh-μcotθ.

2

12

(2)在水平滑道上由能量守恒定律有mv=Ep,得Ep=mgh-μmghcotθ.

2

(3)设物块A能够上升的最大高度为h1,物块A被弹回过程中,由能量守恒定律有Ep=μmgh1cotθ+mgh1,

-μcotθh得h1=.

1+μcotθ刷题加餐练

刷高考真题——找规律

1.(2017·新课标全国卷Ⅱ,17)

如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直.一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)( )

v2v2A. B. 16g8g22vvC. D. 4g2g答案:B

解析:设小物块的质量为m,滑到轨道上端时的速度为v1.小物块上滑过程中,机械能

1212

守恒,有mv=mv1+2mgR①

22

12

小物块从轨道上端水平飞出,做平抛运动,设水平位移为x,下落时间为t,有2R=gt②

2

x=v1t③

v2v2联立①②③式整理得x= -4R- 2g2g

2

22

v2v2

可得x有最大值,对应的轨道半径R=.故选B.

2g8g2.(2016·新课标全国卷Ⅱ,21) (多选)如图,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连.现将小球从M点由静止释放,它在下降的过程中经过了N点.已知在M、N两点处,弹簧对小

π

球的弹力大小相等,且∠ONM<∠OMN<.在小球从M点运动到N点的过程中( )

2

A.弹力对小球先做正功后做负功

B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C.弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零

D.小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差 答案:BCD

解析:小球在从M点运动到N点的过程中,弹簧的压缩量先增大,后减小,到某一位置时,弹簧处于原长,再继续向下运动到N点的过程中,弹簧又伸长.弹簧的弹力方向与小球速度的方向的夹角先大于90°,再小于90°,最后又大于90°,因此弹力先做负功,再做正功,最后又做负功,A项错误;弹簧与杆垂直时,小球的加速度等于重力加速度,当弹簧的弹力为零时,小球的加速度也等于重力加速度,B项正确;弹簧长度最短时,弹力与小球的速度方向垂直,这时弹力对小球做功的功率为零,C项正确;由于在M、N两点处,弹簧的弹力大小相等,即弹簧的形变量相等,根据动能定理可知,小球从M点到N点的过程中,弹簧的弹力做功为零,重力做功等于动能的增量,即小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差,D项正确.

3.(2016·四川卷,6)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员.他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J.韩晓鹏在此过程中( )

A.动能增加了1 900 J B.动能增加了2 000 J C.重力势能减小了1 900 J D.重力势能减小了2 000 J 答案:C

解析:由动能定理可知,ΔEk=1 900 J-100 J=1 800 J,故A、B均错.重力势能的减少量等于重力做的功,故C正确、D错.

4.(2016·浙江卷,18)(多选)如图所示为一滑草场.某条滑道由上、下两段高均为h,与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成,滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ.质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑,经过上、下两段滑道后,最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失,sin37°=0.6,cos37°=0.8).则( )

6

A.动摩擦因数μ= 7

2gh 7

C.载人滑草车克服摩擦力做功为mgh B.载人滑草车最大速度为

3

D.载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为g

5

答案:AB

解析:本题考查运动与力的关系问题,意在考查学生对动能定理、牛顿第二定律、匀变速直线运动规律的理解和综合应用能力.由题意根据动能定理有,2mgh-Wf=0,即2mgh-

hh6

μmgcos45°·-μmgcos37°·=0,得动摩擦因数μ=,则A项正确;

sin45°sin37°7

载人滑草车克服摩擦力做的功为Wf=2mgh,则C项错误;载人滑草车在上下两段的加速度分

23

别为a1=g(sin45°-μcos45°)=g,a2=g(sin37°-μcos37°)=-g,则载人滑

1435

草车在上下两段滑道上分别做加速运动和减速运动,则在上段底端时达到最大速度v,由运

hh22

动学公式有2a1·=v,得v=2a1·=gh,故B项正确,D项错误.

sin45°sin45°7

刷仿真模拟——明趋向

5.(2018·山东潍坊模拟)如图所示,固定斜面AE分成等长四部分AB、BC、CD、DE,

小物块与AB、CD间的动摩擦因数均为μ1;与BC、DE间的动摩擦因数均为μ2,且μ1=2μ2.当物块以速度v0从A点沿斜面向上滑动时,刚好能到达E点.当物块以速度从A点沿斜面

2

向上滑动时,则能到达的最高点( )

v0

A.刚好为B点 B.刚好为C点

C.介于A、B之间 D.介于B、C之间 答案:C

解析:设斜面的倾角为θ,AB=BC=CD=DE=s,μ1=2μ2=2μ,则μ2=μ,物块以速度v0上滑过程中,由动能定理得,-mg·sinθ·4s-μmgcosθ·2s-2μmgcosθ·2s1212v01v02112

=0-mv0,则mv0=4mgssinθ+6μmgscosθ,当初速度为时,m()=×mv0=

2222242

3

mgssinθ+μmgscosθ2

A、B之间某点,故选C.

6.(2018·广西玉林模拟)有两个物体a和b,其质量分别为ma和mb,且ma>mb,它们的初动能相同,若a和b分别受到不变的阻力Fa和Fb的作用,经过相同的时间停下来,它们的位移分别为sa和sb,则( )

A.Fasb B.Fa>Fb且sa>sb C.Fa>Fb且sa解析:设物体的初速度为v,初动能为Ek,所受的阻力为F,通过的位移为s,物体的

122Ekv+0Ek

速度与动能的关系为Ek=mv,得v=,由s=t得,s=t,由题意可知物

2m22m体a、b运动时间和初动能相同,则质量越大,位移越小,ma>mb,所以saFb,故选C.

7.(2018·湖北名校联考)如图所示,一个可视为质点的滑块从高H=12 m处的A点由静止沿光滑的轨道AB滑下,进入半径为r=4 m的竖直圆环,圆环内轨道与滑块间的动摩擦因数处处相同,当滑块到达圆环顶点C时,滑块对轨道的压力恰好为零,滑块继续沿CFB滑下,进入光滑轨道BD,且到达高度为h的D点时速度为零,则h的值可能为(重力加速度

2

大小g=10 m/s)( )

A.8 m B.9 m C.10 m D.11 m 答案:B

v2C解析:滑块到达圆环顶点C时对轨道压力为零,则mg=m,得速度vC=gr,滑块在

rBEC段上克服摩擦力做的功W1=mg(H-2r)-mv2C=mg(H-r),滑块在CFB段克服摩擦力做

12

的功W2满足02

刷最新原创——抓重点

8.(多选)如图是某缓冲装置,劲度系数足够大的轻质弹簧与直杆相连,直杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f,直杆质量不可忽略.一质量为m的小车以速度v0撞击弹簧,最终以速度v弹回.直杆足够长,且直杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计小车与地面间的摩擦.则( )

12

52

A.小车被弹回时速度v一定小于v0

11212

B.直杆在槽内移动的距离等于mv0-mv

2f2

C.直杆在槽内向右运动时,小车与直杆始终保持相对静止 D.弹簧的弹力可能大于直杆与槽间的最大静摩擦力 答案:BD

解析:小车在向右运动的过程中,弹簧的形变量若始终小于时,直杆和槽间无相对运

fkfk擦力做功,小车的动能减小,所以小车被弹回时速度v一定小于v0,A错误;对整个过程应

动,小车被弹回时速度v一定等于v0;若形变量大于时,杆和槽间出现相对运动,克服摩11212

用动能定理得fs=ΔEk,直杆在槽内移动的距离s=mv0-mv,B正确;直杆在槽内向

2f2

右运动时,开始小车速度比杆的大,所以不可能与直杆始终保持相对静止,C错误;当弹力等于最大静摩擦力时,直杆开始运动,此时小车的速度大于直杆的速度,弹簧进一步被压缩,弹簧的弱力大于最大静摩擦力,D正确.

9.(多选)如图甲所示,为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系,将某一物体每次以不变的初速度沿足够长的斜面向上推出,调节斜面与水平方向的夹

2

角θ,实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示,重力加速度大小g取10 m/s,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,根据图象可求出( )

A.物体的初速率为3 m/s

B.物体与斜面间的动摩擦因数为0.75

C.取不同的倾角θ,物体在斜面上能达到的位移x的最小值为1.44 m D.当θ=45°时,物体达到最大位移后将停在斜面上 答案:BC

解析:由题图乙可知,当夹角θ=0°时,位移为2.40 m,而当夹角为90°时,位移

2

为1.80 m,则由竖直上抛运动规律可知v0=2gh,解得v0=2gh=6 m/s,故A错误;当夹

12

角为0°时,由动能定理可得μmgx=mv0,解得μ=0.75,故B正确;-mgxsinθ-

2

12v2180

μmgxcosθ=0-mv0,解得x==(m)=

22gθ+μcosθ3

θ+cosθ

4

18

(m),当θ+α=90°时,sin(θ+α)=1,此时位移最小,x=1.44 m,

510×θ+α

4故C正确;若θ=45°时,物体受到重力的分力为mgsin45°=32=mg,故物体达到最大位移后会下滑,故D错误.

8

刷易错易误——排难点

易错点1 不熟悉滑动摩擦力做功的特点 10.(2018·广东佛山一中段考)

2

mg,摩擦力f=μmgcos45°2

如图,一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平.一质量为m的质点自P点上方高为R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道.质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小.用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功.则( )

1

A.W=mgR,质点恰好可以到达Q点

21

B.W>mgR,质点不能到达Q点

21

C.W=mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离

21

D.W2答案:C

v2N解析:在N点,根据牛顿第二定律有N-mg=m,解得vN=3gR,对质点从开始下落

R121

至到达N点的过程运用动能定理得mg·2R-W=mvN-0,解得W=mgR.由于质点在PN段的

22

速度大于质点在NQ段的速度,所以质点在NQ段受到的支持力小于PN段受到的支持力,则质点在NQ段克服摩擦力做的功小于在PN段克服摩擦力做的功,小球在NQ段运动时由动能

12121

定理得-mgR-W′=mvQ-mvN,因为W′0,所以质点到达Q点后,继续上

222

升一段距离.故C正确,A、B、D错误.

易错点2 不能确定物体受力方向及物体运动的具体形式

11.(多选)(2018·陕西渭南模拟)一质量为m的物体以速度v0在足够大的光滑水平面

3

上运动,从零时刻起,对该物体施加一水平恒力F,经过时间t,物体的速度减小到最小值

5

v0,此后速度不断增大.则( )

2mv0

A.水平恒力F大小为 5tB.水平恒力作用2t时间,物体速度大小为v0

82

C.在t时间内,水平恒力做的功为-mv0

25

3

D.若水平恒力大小为2F,方向不变,物体运动过程中的最小速度仍为v0

5

答案:BCD

3

解析:由物体速度减小到最小值v0,可知恒力F的方向与速度v0的方向间的夹角为钝

5

3

角,将v0沿F的方向和垂直于F的方向进行分解,可知垂直于F方向的速度大小vx=v0,

5

4vy4mv0

平行于F方向的速度大小vy=v0,根据牛顿第二定律可知F=m=,A错误;水平恒力

5t5t34

作用2t时间,垂直于F方向的速度大小vx=v0不变,平行于F方向的速度大小vy=v0,

55

121282

物体速度大小为v0,B正确;在t时间内,水平恒力做的功为W=mvx-mv0=-mv0,C

2225

3

正确;若水平恒力大小为2F,方向不变,物体运动过程中的最小速度仍为v0,D正确.

5

刷综合大题——提能力 12.

(2018·河北邢台质检)如图所示,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,通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,两小球均可看做质点,且

2

不计滑轮大小的影响,g取10 m/s.现给小球A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)把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中,重力对小球B做的功; (3)把小球B从地面拉到P点正下方C点时,小球A速度的大小; (4)把小球B从地面拉到P点正下方C点时,小球B速度的大小; (5)小球B被拉到离地多高时与小球A速度大小相等. 答案:(1)22 J (2)-6 J (3)0 (4)4 m/s (5)0.225 m

解析:(1)小球B被拉到C点过程中,已知拉力为恒力, 则拉力做功为:WF=Fx 又x=PB-PC

据勾股定理可知PB=0.5 m,而PC=0.1 m, 解得WF=22 J

(2)小球B被拉到C点过程中,重力对小球B做负功,则 WG=-mgR=-6 J

(3)小球B被拉到C点时,B球沿绳方向速度为0,则此时A球的速度也为0; (4)小球B被拉到C点时,据动能定理有:

1

WF+WG=mv2

2

解得:v=4 m/s

(5)当绳与轨道相切时两球速度相等,由相似三角形知识得,

POR= Rh0.3

所以h=0.3× m=0.225 m

0.4

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