第四章 第2讲 动能和动能定理-2023高考物理一轮复习【导与练】高中总复习第1轮课时巩固word （新教材，鲁科版，福建专用）

第2讲　动能和动能定理 1.在光滑水平面上,有一质量为10 kg的滑块,在变力F的作用下沿s轴做直线运动,F-s关系如图,4～8 m 和12～16 m的两段曲线关于坐标点(10,0) 对称。滑块在坐标原点处速度为1 m/s,则滑块运动到 16 m处的速度大小为(　A　) A.3 m/s B.5 m/s C.2 m/s D.4 m/s 解析:图像与坐标轴围成的面积表示变力F做的功,所以根据动能定理得W=10×4 J=mv2-m,解得v=3 m/s,故选项A正确。 2.(2021·湖南长沙一模)质量为2 kg的物体以一定的初速度沿倾角为30°的斜面向上滑行,在向上滑行的过程中,其动能随位移的变化关系如图所示,则物体返回到出发点时的动能为(g取10 m/s2) (　A　) A.34 J B.56 J C.92 J D.196 J 解析:物体上滑的过程中重力与摩擦力都做负功,由动能定理得-mgssin 30°-fs=0-E0,下滑的过程中重力做正功,摩擦力做负功,得mgssin 30°-fs=E-0,代入数据得E=34 J,故选A。 3.2021年2月10日,“天问一号”成功被火星捕获,进入环火星轨道。探测器被火星俘获后经过多次变轨才能在火星表面着陆。若探测器在半径为r的轨道1上绕火星做圆周运动,动能为Ek,变轨到轨道2上做圆周运动后,动能增加了ΔE,则轨道2的半径为(　A　) A. r B. r C. r D. r 解析:根据牛顿第二定律得G=m=,解得r=G,由此可知,轨道半径与动能成反比,则有r′= r,选项A正确。 4.如图所示,已知物体与三块材料不同的地毯间的动摩擦因数分别为μ、2μ和3μ,三块材料不同的地毯长度均为l,并排铺在水平地面上,该物体以一定的初速度v0从a点滑上第一块,则物体恰好滑到第三块的末尾d点停下来,在物体运动过程中地毯保持静止。若让物体从d点以相同的初速度水平向左运动,则物体运动到某一点时的速度大小与该物体向右运动到该位置的速度大小相等,则这一点是(　C　) A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 解析:对物体从a运动到c,由动能定理得-μmgl-2μmgl=m-m,对物体从d运动到c,由动能定理得-3μmgl=m-m,解得v2=v1,选项C正确。 5.如图所示,小物块从倾角为θ的倾斜轨道上A点由静止释放滑下,最终停在水平轨道上的B点,小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同,A、B两点的连线与水平方向的夹角为α,不计物块在轨道转折时的机械能损失,则动摩擦因数为(　B　) A.tan θ B.tan α C.tan(θ+α) D.tan(θ-α) 解析:如图所示,设B、O间距离为s1,A点离水平面的高度为h,A、O间的水平距离为s2,物块的质量为m,在物块下滑的全过程中,应用动能定理可得mgh-μmgcos θ·-μmg·s1=0,解得μ==tan α,故选项B正确。 6.如图所示,两质量均为m=1 kg的小球1、2(可视为质点)用长为L=1.0 m的轻质杆相连,水平置于光滑水平面上,且小球1恰好与光滑竖直墙壁接触,现用力F向上拉动小球1,当杆与竖直墙壁夹角θ=37° 时,小球2的速度大小v=1.6 m/s,取sin 37°=0.6,g取10 m/s2,则此过程中外力F所做的功为(　C　) A.8 J B.8.72 J C.10 J D.9.28 J 解析:当杆与竖直墙壁夹角θ=37°时,设小球1的速度为v1,将小球1、2的速度沿杆方向和垂直杆方向分解,则有v1cos 37°=vcos 53°,所以v1=v=1.2 m/s,取两小球和轻质杆为整体,则由动能定理知WF-mgLcos 37°=m+mv2,联立并代入数值得WF=10 J,C正确。 7.如图所示AB和CDO都是处于竖直平面内的光滑圆弧形轨道,OA处于水平位置。AB是半径为 R=1 m 的圆周轨道,CDO是半径为r=0.5 m的半圆轨道,最高点O处固定一个竖直弹性挡板(可以把小球弹回,不损失能量,图中没有画出),D为CDO轨道的中点。BC段是水平粗糙轨道,与圆弧形轨道平滑连接。已知BC段水平轨道长L=2 m,与小球之间的动摩擦因数μ=0.2。现让一个质量为m=1 kg 的小球从A点的正上方距水平线OA高H的P处自由落下。(g取 10 m/s2) (1)当H=2 m时,求此时小球第一次到达D点对轨道的压力大小; (2)为使小球仅仅与弹性挡板碰撞一次,且小球不会脱离CDO轨道,求H的取值范围。 解析:(1)设小球第一次到达D的速度为vD,对小球从P到D点的过程,根据动能定理得 mg(H+r)-μmgL=m-0 在D点轨道对小球的支持力FN提供向心力,则有 FN=m 联立解得FN=84 N 由牛顿第三定律得,小球对轨道的压力为 FN′=F