第五章 第2讲 动能定理及其应用-2021高考物理【创新教程】艺考生高考总复习课时冲关

第2讲　动能定理及其应用 1.(动能公式的应用)一质点做初速度为v0的匀加速直线运动，从开始计时经时间t质点的动能变为原来的9倍．该质点在时间t内的位移为(　　) A．v0t　　　　　　　 B．2v0t C．3v0t D．4v0t[来源:学科网ZXXK] 答案：B 2．(2020·济南模拟)(动能定理的应用)静止在地面上的物体在不同合外力F的作用下通过了相同的位移x0，下列情况中物体在x0位置时速度最大的是(　　) 答案：C 3．(动能定理的应用)在篮球比赛中，某位同学获得罚球机会，如图所示，他站在罚球线处用力将篮球投出，篮球以约为1 m/s的速度撞击篮筐。已知篮球质量约为0.6 kg，篮筐离地高度约为3 m，忽略篮球受到的空气阻力，则该同学罚球时对篮球做的功大约为(　　) A．1 J B.10 J C．50 J D．100 J 答案：B 4．(动能定理的应用)如图所示，两个半径不等的光滑半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高，两个质量不等的球(从半径大的轨道下落的小球质量大，设为大球，另一个为小球，且均可视为质点)分别自轨道左端由静止开始下落，在各自轨迹的最低点时，下列说法正确的是(　　) A．大球的速度可能小于小球的速度 B．大球的动能可能小于小球的动能 C．大球所受轨道的支持力等于小球所受轨道的支持力 D．大球的向心加速度等于小球的向心加速度 解析：D　[由动能定理得mgR＝eq \f(1,2)mv2－0，解得v＝eq \r(2gR)，半径大的圆形轨道，球到达底端时的速度大，所以大球的速度一定大于小球的速度，故A错误；大球质量大，到达底端时的速度大，动能一定大，故B错误；根据a＝eq \f(v2,R)＝2g知，两球的向心加速度相等，故D正确；在底端时，由牛顿第二定律得，FN－mg＝ma，解得FN＝3mg，由于大球的质量大，则大球所受的支持力大，故C错误．] 5．(动能定理中的图像问题)水平面上甲、乙两物体，在某时刻动能相同，它们仅在摩擦力作用下停下来．甲、乙两物体的动能Ek随位移大小s的变化的图像如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，则甲的质量较大 B．若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，则乙的质量较大 C．甲与地面间的动摩擦因数一定大于乙与地面的动摩擦因数 D．甲与地面间的动摩擦因数一定小于乙与地面的动摩擦因数 解析：A　[甲、乙两物体的初动能和末动能都相同，都只受摩擦力作用，根据动能定理可知摩擦力对甲、乙两物体做的功相等，即μ甲m甲gs甲＝μ乙m乙gs乙，由图可知s甲＜s乙，所以μ甲m甲g＞μ乙m乙g，即甲所受的摩擦力一定比乙大，若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，由Ff＝μmg可知，则甲的质量较大，故A正确，B错误；μ甲m甲g＞μ乙m乙g，由于质量关系未知，故无法直接确定动摩擦因数之间的关系，故C、D错误．] 6．(动能定理中的图像问题)质量m＝10 kg的物体只在变力F作用下沿水平方向做直线运动，F随坐标x的变化关系如图所示．若物体从坐标原点处由静止出发，则物体运动到x＝16 m处时的速度大小为(　　)[来源:学科网] A．3 m/s B.4 m/s C．2eq \r(2) m/s D.eq \r(17) m/s 解析：C　[F­x图线与x轴围成的面积表示力F所做的功，则这段过程中，外力做功为W＝eq \f(1,2)×(4＋8)×10 J－eq \f(1,2)×4×10 J＝40 J，根据动能定理得W＝eq \f(1,2)mv2，解得v＝eq \r(\f(2W,m))＝eq \r(\f(2×40,10)) m/s＝2eq \r(2) m/s，故C正确，A、B、D错误．] 7．(多过程问题)如图，在竖直平面内有由eq \f(1,4)圆弧AB和eq \f(1,2)圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在最低点B平滑连接．AB弧的半径为R，BC弧的半径为eq \f(R,2).一小球在A点正上方与A相距eq \f(R,4)处由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动． (1)求小球在B、A两点的动能之比． (2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点．[来源:学科网ZXXK] 解析：(1)小球下落过程由动能定理得： 小球下落至A点的过程：mg·eq \f(R,4)＝EkA－0 小球下落至B点的过程：mgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R,4)＋R))＝EkB－0 由以上两式联立解得：eq \f(EkB,EkA)＝5 (2)小球恰好经过C点时，由牛顿第二定律得：[来源:Zxxk.Com] mg＝meq \f(v\o\al(2,0),\f(R,2))解得：v0＝eq \r(\f(gR,2)) 小球由开始下落至C点的过程，由动能定理得： mg·