2022年新教材高考物理一轮复习 考点规范练17 动能和动能定理（含解析）新人教版.docx

1、考点规范练17动能和动能定理一、单项选择题1.下列有关动能的说法正确的是()A.物体只有做匀速运动时,动能才不变B.物体的动能变化时,速度不一定变化C.物体做平抛运动时,水平速度不变,动能不变D.物体做自由落体运动时,物体的动能增加2.一个质量为0.3 kg的弹性小球,在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同,则下列碰撞前后小球速度变化量的大小v和碰撞过程中小球的动能变化量Ek正确的是()A.v=0B.v=12 m/sC.Ek=1.8 JD.Ek=10.8 J3.光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静止开始滚下,抵达光滑水平面上的B点

2、时速度大小为v0。光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的活动阻挡条,如图所示,小球越过n条活动阻挡条后停下来。若让小球从h高处以初速度v0滚下,设小球每次越过活动阻挡条时损失的动能相等,则小球能越过的活动阻挡条的条数是()A.nB.2nC.3nD.4n4.(2021湖北武汉月考)物块在水平面上以初速度v0直线滑行,前进x0后恰好停止运动,已知物块与水平面之间的动摩擦因数为,且的大小与物块滑行的距离x的关系为=kx(k为常数),重力加速度为g。则()A.v0=kgx02B.v0=2kgx02C.v0=kgx022D.v0=2kgx025.(2021广东深圳月考)如图所示,物块从

3、固定斜面的最高点由静止滑下,冲上右侧光滑曲面,经过最低点连接处时无能量损失。已知物块与斜面的动摩擦因数=0.25,斜面高度h=1.20 m,斜面倾角=37,g取10 m/s2,sin 37=0.6,物块在曲面上升的最大高度为()A.0.70 mB.0.80 mC.0.96 mD.1.20 m6.(2021湖北学业水平选择性考试模拟演练)如图所示,两倾角均为的光滑斜面对接后固定在水平地面上,O点为斜面的最低点。一个小物块从右侧斜面上高为h处由静止滑下,在两个斜面上做往复运动。小物块每次通过O点时都会有动能损失,损失的动能为小物块当次到达O点时动能的5%。小物块从开始下滑到停止的过程中运动的总路程

4、为()A.49hsinB.39hsinC.29hsinD.20hsin7.某景点的滑草场有两个坡度不同的滑道AB和AB(均可看作斜面),甲、乙两名质量相等的游客分别乘两个完全相同的滑草装置从A点由静止开始分别沿AB和AB滑下,最后都停在水平草面上,其中乙停在了C点处,如图所示。设滑草装置和草面间的动摩擦因数处处相同,斜面与水平面连接处均可认为是圆滑的,滑草者保持相同的姿势坐在滑草装置上不动,则甲最终停在了()A.C点的左侧B.C点处C.C点的右侧D.条件不足,无法判断二、多项选择题8.(2021山东青岛高三开学检测)航天器的“半弹道跳跃式返回”,是指在返回器第一次进入大气层一定“深度”后,借助

5、大气层的作用力再次升高,其速度会进一步降低,然后再次降低高度返回地面。如图,嫦娥五号返回器在距地面高度约120 km处,接近第二宇宙速度(约11.2 km/s)高速进入地球大气层外层A点,减速下降至预定高度B点附近(图中B点为AC段的最低点),在大气层的作用下,向上跃出大气层,到达最高点D后又开始下降,之后再次进入大气层外层,到达图中E点时速度约为7.9 km/s。在降至距地面约10 km高度时,打开降落伞完成最后阶段减速并保持姿态稳定,最终平稳着陆在内蒙古四子王旗预设区域(图中F点)。其中A、C、E在同一高度上,高度120 km之外空气阻力可忽略不计。返回器质量设为300 kg,且保持不变,

6、下列说法正确的是()A.从A点到E点的过程中返回器克服大气层阻力做功约为9.45109 JB.从C点到E点的过程中,返回器机械能守恒C.返回器在D点的瞬时加速度为零D.返回器在从E点到F点的过程中始终处于失重状态9.下图为过山车的大回环轨道的结构图,一质量m=40 kg的车厢(可视为质点)从高h0=12 m处的A点由静止沿光滑轨道AB滑下,进入半径r=4 m的竖直圆轨道,车厢与圆轨道的动摩擦因数处处相同,当到达圆轨道的顶点C时,车厢对圆轨道的压力恰好为零。之后车厢继续沿CFB滑下,进入光滑轨道BD,且上升高度为h时速度为零,g取10 m/s2,则下列说法正确的是()A.车厢在圆轨道最高点时的速

7、度为210 m/sB.车厢在圆轨道最高点时的速度为10 m/sC.h的值可能为8.0 mD.h的值可能为8.5 m10.从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点,该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得()A.物体的质量为2 kgB.h=0时,物体的速率为20 m/sC.h=2 m时,物体的动能Ek=40 JD.从地面至h=4 m,物体的动能减少100 J三、非选择题11.如图甲所示,高h0=1 m的桌面上固定一竖直平面内的半径R=0.8 m的四分之一光滑圆弧轨道AB,轨道末端B与桌面边缘

8、水平相切。将一质量m=0.05 kg的小球从轨道顶端A处由静止释放,小球落入地面固定的球筐中。已知球筐的高度h=0.2 m,球筐的直径比球稍大,与轨道半径R、桌面高h0等相比可忽略,空气阻力忽略不计,g取10 m/s2。(1)求小球运动到B处时对轨道的压力大小。(2)求球筐距B处的水平距离。(3)把圆弧轨道撤去,让小球在桌面上从B处水平抛出。有人认为“为防止球入筐时弹出,小球落入球筐时的动能越小越好”。若只改变桌面的高度,求出该动能的最小值。12.如图所示,质量m=100 g的滑块(可视为质点),在F=1 N的水平推力作用下从A点由静止开始运动,一段位移后撤去推力F,当滑块由平台边缘B点飞出后

9、,恰能从C点沿切线方向进入圆弧管道,滑块略小于管道内径。已知AB间的距离l=2.1 m,滑块与平台间的动摩擦因数=0.5,B、C两点间水平距离s=1.2 m、竖直高度差h=0.8 m,CD、DF是半径均为R=0.5 m的光滑圆弧管道,C、D等高,E为DF管道的最高点,FG是长度d=10 m、倾角=37的粗糙直管道,在G处有一反弹膜,能无机械能损失地反弹滑块,各部分管道在连接处均相切,cos 37=0.8,sin 37=0.6。(1)求滑块在平台上运动时水平推力F作用的位移大小。(2)求滑块第一次到达E点时对轨道的作用力。(3)要使滑块反弹一次后能停在管道FG上,求滑块与管道FG之间动摩擦因数的

10、取值范围。考点规范练17动能和动能定理1.D解析:物体只要速率不变,动能就不变,A错误。物体的动能变化时,速度的大小一定变化,B错误。物体做平抛运动时,速率增大动能就会增大,C错误。物体做自由落体运动时,其速率增大,物体的动能增加,D正确。2.B解析:速度是矢量,规定反弹后速度方向为正,则v=6m/s-(-6m/s)=12m/s,故B正确,A错误。动能是标量,速度大小不变,动能不变,则Ek=0,C、D错误。3.B解析:设每条阻挡条对小球做的功为W,当小球在水平面上滚动时,由动能定理得nW=0-12mv02,对第二次有NW=0-12mv22=0-(12mv02+mgh),又因为12mv02=mg

11、h,联立解得N=2n,选项B正确。4.A解析:动摩擦因数与x成正比,故在前进x0的过程中,平均动摩擦因数为=kx02,在整个前进过程中,根据动能定理可得-mgx0=0-12mv02,解得v0=kgx02,故A正确,B、C、D错误。5.B解析:设物块在曲面上升的最大高度为h。对物块从开始到运动至曲面最高点的过程,由动能定理得mg(h-h)-mgcoshsin=0,解得h=0.80m,故A、C、D错误,B正确。6.B解析:由题意知,小物块第一次到达O点,由动能定理可得mgh=Ek,此时小物块的路程s1=hsin,第一次通过O点后动能Ek1=95%Ek=95%mgh,此时利用动能定理知小物块上升高度

12、h1=95%h,第二次到达O点滑下的路程s2=2h1sin=95%2hsin,同理第二次离开O点到第三次到达O点所走路程s3=(95%)22hsin,故小物块运动的总路程s总=s1+s2+sn=hsin+95%2hsin+(95%)22hsin+(95%)n-12hsin,n无穷大时,可得s总=39hsin(等比数列求和),故B正确。7.B解析:设任一倾斜滑道的倾角为,高度为h,滑草装置和草面间的动摩擦因数为。乙由A点滑到C点的过程中,由动能定理有mgh-mgcoshsin-mglBC=0,即h-(hcot+lBC)=0,其中hcot+lBC是A点与C点间的水平距离,可知,hcot+lBC=h

13、,与无关,所以甲最终停在C点处,故B正确。8.AB解析:A、E在同一高度上,从A点到E点过程中嫦娥五号返回器的速度从11.2km/s降到7.9km/s,重力做功为零,根据动能定理得-Wf=12mvE2-12mvA2,其中vA=11.2km/s=1.12104m/s,vE=7.9km/s=7.9103m/s,m=300kg,解得返回器克服大气层阻力做功Wf=9.45109J,故A正确。从C点到E点过程中,空气阻力可忽略不计,只有重力做功,返回器机械能守恒,故B正确。返回器在D点的合力等于重力,瞬时加速度为重力加速度,不为零,故C错误。返回器从E点到F点的过程中,在减速阶段,返回器处于超重状态,故

14、D错误。9.AD解析:在最高点C,车厢对圆环轨道的压力恰好为零,根据牛顿第二定律可得mg=mvC2r,解得vC=210m/s,故A正确,B错误。在ABEC过程中,根据动能定理可得mg(h0-2r)-W1=12mvC2-0,解得W1=800J。设CFB过程克服摩擦力做的功为W2,因该过程车厢与轨道的平均压力小于BEC过程,则摩擦力也小于BEC过程的摩擦力,则有0W2W1。在CFBD过程中,由动能定理得-mg(h-2r)-W2=-12mvC2,解得8mhmgsin解得0.75由反弹一次可得12mvE2+mg(R-Rcos37+dsin37)mgdcos37解得0.75时,EkF=12mvE2+mg(R-Rcos37)=1.15Jmg2dcos37滑块无法返回P点。综上所述,滑块与管道FG之间动摩擦因数的取值范围为0.750.89。答案:(1)1.5 m(2)3.2 N,方向竖直向上(3)0.750.89