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课时跟踪检测(二十一)
应用动能定理解决多过程问题
1.2022年在我国举办第二十四届冬奥会,滑雪是冬奥会常见的体
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育项目,具有很强的观赏性。某滑道示意图如图所示,圆弧滑道AB
与水平滑道BC平滑衔接,O是圆弧滑道AB的圆心。运动员从A点
由静止开始下滑,最后运动员滑到C点停下,不计空气阻力。下列说
法正确的是()
A.从A到B的过程中,运动员受重力、支持力、摩擦力和向心力
B.从A到B的过程中,运动员所受的合外力始终指向圆心O
C.从A到C的过程中,运动员的机械能保持不变
D.从A到C的过程中,重力所做的功等于克服摩擦力所做的功
解析:选D向心力是效果力,故A错误:从A到B的过程中,运动员做变速圆周运
动,沿半径方向的合力提供向心力,而切向合力不为零,改变速度的大小,故总的合外力不
会始终指向圆心.故B错误:从A到C的过程中,运动员所受的摩擦力一直做负功,机械
能一直减小,故C错误:对从A到C的全过程,由动能定理得W一%=0一O,即重力所
做的功等干克服摩擦力所做的功.故D正确。
2如图所示,质量为m的小球从离地面H高处由静止释放,落到地面,
陷入泥土中h深处后停止运动,不计空气阻力,重力加速度为9,则下列说
法正确的是()
地面
A.小球落地时的动能等干mg(H+h)
B.小球克服泥土阻力所做的功等干小球刚落到地面时的动能
C.泥土阻力对小球做的功为mg(H+h)
D.小球在泥土中受到的平均阻力大小为mg列avs4al八co1(1十\f(Hh)
解析:选D根据动能定理知,小球落地时的动能等干mgH.A错误:小球从落地到
陷入泥土中h深处的过程.由动能定理得0一12mv2=mgh-W阻,解得W克避=mgh十
12m2,B错误:根据动能定理得mg(H+h)+W阻=0,故泥土阻力对小球做的功W阻=一
mg(H+h),C错误:根据动能定理得mg(H+h)一F阳h=O.解得小球在泥士中受到的平均
阻力大小为F阳=mglalvs4al小co1(1十\f(Hh)).D正确。
3.(2023·武汉联考)如图甲所示,滑沙运动是一项惊险刺激的娱乐活动,可简化为如
图乙所示的模型。B点是斜面与水平地面的连接处.质量为O,4kg的物块(可视为质点)从斜
面上的A点由静止释放,最后停在C点。物块与斜面、地面之间的动摩擦因数均为“。不计
物块经过B点时的能量损失:已知AB=9,物块在斜面上做匀加速直线运动过程的正中
间1s的位移为3m,A、C两点的连线与地面的夹角β=37°,重力加速度g=10m/s2.
sin37°=0.6.cos37°=0.8.下列说法正确的是()
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甲
A.物块沿斜面下滑的加速度大小为0.5m/s2
B.物块与接触面间的动摩擦因数为0.8
C.物块的重力势能的减少量小干7.2J
D.物块从B运动到C,因摩擦产生的热量为72J
解析:选D设物块沿斜面下滑的加速度为a.正中
间1s的位移为3m.则正中间1s的平均速度V=3
m/5,正中间1s的平均速度也是物块沿斜面下滑的平均
速度,由初速度为0的匀加速直线运动规律有V=vB2,
2a×AB=Vg2,解得a=2m/s2,A错误:如图所示.A为A在地面上的投影.设斜面的倾
角为,物块从A到C,由动能定理有mgAA'一umgcos a·AB-umg BC=0,由几何关系
有AB=ABcos a,AC=AB+BC,可得H=AA'A'C,又因为AA'A'C=tanB.则H=tan
=0.75,B错误:设Q1为物块在AB段因摩擦产生的热量,由V=vB2、v=3m/s可得
e=6m/S,在物块沿斜面下滑过程中,由能量守恒定律有mgA4'=Q1+12Vg2,可得重
力势能的减少量为mgAA=Q1十7.2」.即物块重力势能的减少量大干7.2」.C错误:物块
从B运动到C.设Q2为物块在BC段因摩擦产生的热量.由能量守恒定律有Q=12mVg2
=7.2」.D正确。
4.(2021·辽宁高考)(多选)冰滑梯是东北地区体验冰害
螺旋滑道
运动乐趣的设施之一,某冰滑梯的示意图如图所示,螺旋滑道
的摩擦可忽略.倾斜滑道和水平滑道与同一滑板间的动摩擦因
倾斜滑道
水平滑道
数μ相同,因滑板不同满足o≤μ≤1.2o。在设计滑梯时.
L
要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑.且滑行结束时停在水平滑道上,以下L1、L2的组
合符合设计要求的是()
A.L1=h2μ0,2=3h2μ0
B.L1=4h3μ0,L2=h3μ0
C.L1=4h3μ0,L2=2h3μ0
D.L1=3h2μ0.L2=hμ