第五章 第2讲 动能定理及其应用-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮课时作业word（新教材，人教版）

第2讲　动能定理及其应用 [基础对点练] 1．(动能公式的应用)跳台滑雪是2022年北京冬奥会的比赛项目之一．如图所示，设可视为质点的滑雪运动员，从斜坡顶端O处水平滑出，在空中恰好通过P点，OP连线与水平方向夹角为37°，不计空气阻力，sin37°＝0.6，则滑雪运动员到达P点时的动能与滑出O点时的动能比值为(　　) A.　　 B.　　　 C.　　　 D. 解析：D　[滑雪运动可抽象为物体在斜坡上的平抛运动．设水平位移为x，竖直位移为y，OP＝L，结合几何关系有，水平方向上：x＝Lcos37°＝v0t，竖直方向上：y＝Lsin37°＝gt2，联立可得：运动时间t＝，运动员达到P点的速度v＝＝＝v0＝v0，故滑雪运动员到达P点时的动能与滑出O点时的动能比值为：＝＝，所以D正确，A、B、C错误．] 2．(动能定理的应用)如图所示，人骑自行车在水平路面沿直线行进．当人停止蹬车后，自行车受阻力作用做减速运动，直至速度减为零．此过程中克服阻力做功为W，人停止蹬车时自行车的速度为v，符合实际情况的W－v图像为图中的(　　) 解析：C　[根据动能定理得：－W＝0－ mv2，解得：W＝ mv2，故知W与v成二次函数关系，且抛物线开口向上，故C正确，A、B、D错误．] 3.(动能定理的应用)如图所示，质量为m的滑块从h高处的a点沿圆弧轨道ab滑入水平轨道bc，滑块与轨道的动摩擦因数相同，滑块在a、c两点时的速度大小均为v，ab弧长与bc长度相等，空气阻力不计，则滑块从a到c的运动过程中(　　) A．滑块的动能始终保持不变 B．滑块在bc过程克服阻力做的功一定等于 mgh C．滑块经b点时的速度大于 D．滑块经b点时的速度等于 解析：C　[由题意知，在滑块从b运动到c的过程中，由于摩擦力做负功，动能在减少，故A错误；从a到c根据动能定理mgh－Wf＝0可得，全程克服阻力做功Wf＝mgh，因在ab段、bc段摩擦力做功不同，故滑块在bc段克服阻力做的功一定不等于 mgh，故B错误；在ab段正压力小于bc段的正压力，故在ab段克服摩擦力做功小于在bc段克服摩擦力做功，即从a到b克服摩擦力做功Wf′＜ mgh，设在b点的速度为v′，根据动能定理有mgh－Wf′＝ mv′2－ mv2，所以v′＞ ，故C正确，D错误．] 4.(动能定理的应用)(多选) 如图所示，半径为r的半圆弧轨道ABC固定在竖直平面内，直径AC水平，一个质量为m的物块从圆弧轨道A点正上方P点由静止释放，物块刚好从A点无碰撞地进入圆弧轨道并做匀速圆周运动，到B点时对轨道的压力大小等于物块重力的2倍．重力加速度为g，不计空气阻力，不计物块的大小，则(　　) A．物块到达A点时速度大小为 B．P、A间的高度差为 C．物块从A运动到B所用时间为 π D．物块从A运动到B克服摩擦力做的功为mgr 解析：BCD　[物块从A到B做匀速圆周运动，因此在A点的速度大小与在B点的速度大小相等，设速度大小为v，在B点，2mg－mg＝m ，求得v＝ ，A错误；P、A间的高度差为h＝ ＝ ，B正确；物块从A运动到B所用的时间t＝ ＝ π ，C正确；根据动能定理可知，mgr－Wf＝0，因此物块从A运动到B克服摩擦力做的功为Wf＝mgr，D正确．] 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)如图甲为某型号电动平衡车，其体积小，操控新颖方便，深受年轻人的喜爱．当人站在平衡车上沿水平直轨道由静止开始运动，其v­t图像如图乙所示(除3～10 s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线)．已知人与平衡车质量之和为80 kg,3 s后功率恒为300 W，且整个骑行过程中所受到的阻力不变，结合图像的信息可知(　　) A．0～3 s时间内，牵引力做功585 J B．3～10 s时间内，平衡车的平均速度大小是4.5 m/s C．