专题11 动能定理应用中的图像和多过程问题--2022-2023学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第二册）

第八章　机械能守恒定律 专题11：动能定理应用中的图像和多过程问题 一、选择题 1.(2022江苏连云港期中)从地面竖直向上抛出一个小球，小球运动一段时间后落回地面。抛出时小球的动能为Ek0，忽略空气阻力，则运动过程中，小球的动能Ek与小球距地面的高度h的关系图像是 (　　 ) 2.(2021湖北襄阳五中模拟)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x轴做直线运动，F-x图像如图，4~8 m和12~16 m内的两段曲线关于坐标点(10 m，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.3 m/s　　　　　　　　　 B.5 m/s C.2 m/s　　　　　　　　　 D.4 m/s 3.(2022浙江平湖期中)某物体同时受到两个在同一直线上的力F1、F2的作用，由静止开始做直线运动，力F1、F2与位移x的关系图像如图所示，在物体开始运动后的前4.0 m内，物体具有最大动能时对应的位移是 (　　 ) A.4.0 m　　　　　B.3.0 m　　　　　C.2.0 m　　　　　D.1.0 m 4.(2021浙江名校协作体开学考试)一滑块在水平方向仅受恒定摩擦阻力的情况下在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1 m/s。此时在滑块上施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲、乙所示。则 (　　 ) A.滑块质量为2 kg B.滑块所受摩擦力大小为2 N C.前2 s内力F的平均功率为2 W D.前2 s内滑块所受合力做的功为2 J 5.(2022江苏苏州三中月考，改编)一质量为2 kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的a-t图像如图所示，t=0时其速度大小为2 m/s。滑动摩擦力大小恒为2 N，则 (　　 ) A.在t=6 s时刻，物体的速度为18 m/s B.在0~6 s内，合力对物体做的功为400 J C.在0~6 s内，拉力对物体做的功为396 J D.在t=6 s时刻，拉力F的功率为200 W 6.(2022江苏无锡期中)如图所示为一倾角为θ的固定斜面，将斜面分成3等份，从下到上依次为AB、BC、CD。质量为m的小球从A点以初速度v向上运动，斜面光滑时，刚好到达D点。若只有A、B间有摩擦(小球与AB间的动摩擦因数μ为一定值)，小球仍以初速度v上滑，刚好到达C点，然后下滑到A点，在此过程中，下列说法正确的是 (　　 ) A.整个过程中克服摩擦力做的功等于mv2 B.小球到达C点后开始下滑，动能先增加后减小 C.在上滑过程中重力、滑动摩擦力对小球做的总功为mv2 D.小球从B运动到A的过程中只有重力势能与内能之间的相互转化 二、非选择题 7.(2022江苏海门中学期中)2022年2月16日，我国运动员齐广璞在北京冬奥会男子自由式滑雪空中技巧赛上获得冠军。如图甲为某运动员比赛时的场景，现将部分赛道简化，如图乙所示，运动员从雪道上的A点由静止滑下后沿切线从B点进入半径R=15 m的竖直圆弧轨道BDC，从轨道上的C点飞出。A、B之间的高度h=27 m，OB与OC互相垂直，∠BOD=37°。运动员和装备的总质量m=60 kg，且可视为质点，摩擦和空气阻力不计。重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。求： (1)在轨道最低点D时，运动员对轨道的压力大小； (2)运动员滑至C点的速度大小； (3)运动员滑离C点后在空中飞行过程中距D点的最大高度。 8.(2022广东佛山一中期中)如图所示，光滑轨道槽ABCD与粗糙轨道槽GH通过光滑圆轨道EF平滑连接(D、G处在同一高度)，组成一套完整的平滑轨道，其中GH足够长，整个装置位于竖直平面内，且固定在水平地面上。现将一质量m=1 kg的小球从AB段距地面高h0=2 m处由静止释放，已知CD、GH与地面的夹角为θ=37°，小球与GH段之间的动摩擦因数为μ=0.25，圆轨道的半径R=0.4 m，圆轨道的最高点E点离地面的高度为3R(重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)。 (1)通过计算分析，说明小球从D点进入圆轨道后能否通过E点； (2)若小球从AB段离地面高h处自由释放后，小球又能沿原路径返回到AB段，试求h的取值范围。 答案全解全析 1.B　由于忽略空气阻力，小球抛出后只有重力做功，根据动能定理有-mgh=Ek-Ek0，可得Ek=-mgh+Ek0，故小球的动能Ek与小球距地面的高度h成一次函数关系，故B正确。 2.A　由题图可知，F-x图线与横轴所围面积表示变力做的功，4~16 m内力F做功为零，所以0~16 m内力F做功为W=10 N×4 m=40 J；滑块在运动过程中只