课时跟踪检测(5) 应用动能定理解决三类典型问题（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（鲁科版2019）

课时跟踪检测（五） 应用动能定理解决三类典型问题 1．如图所示，轨道MON的材料处处相同，其中ON水平，OM与ON在O处平滑过渡(物块经过O速率不变)，将一质量为m的物块从倾斜轨道上的M点由静止释放，滑至水平轨道上的N点停下。现使斜面的倾角θ增大，把斜面调至图中虚线OJ位置，为使物块从倾斜轨道上某处由静止释放后仍然在N点停下，则释放处应该是(　 ) A．J点 B．J点与K点之间某一点 C．K点 D．Q点 解析：选D　设物块位置到水平轨道的高度为h，物块位置到O点的水平距离为x，物块与轨道间动摩擦因数为μ，从M到N，根据动能定理可得mgh－μmgcos θ·OM－μmg·ON＝0，即mgh＝μmg·(x＋ON)，当h增大时，x增大；h减小时，x减小。故选D。 2．(2023·福建邵武高一调研)在粗糙的水平面上给滑块一定的初速度，使其沿粗糙的水平面滑动，经测量描绘出了滑块的动能与滑块的位移的变化规律图线，如图所示。用μ表示滑块与水平面之间的动摩擦因数，用t表示滑块在该水平面上滑动的时间，已知滑块的质量为m＝19 kg，g＝10 m/s2，则μ和t分别等于(　 ) A．0.01、10 s B．0.01、5 s C．0.05、10 s D．0.05、5 s 解析：选A　由图像看出：滑块以9.5 J的初动能滑行5 m后停止。对滑块由动能定理得－μmgs＝0－Ek0，代入数据得μ＝0.01，设滑块的初速度大小为v，则由mv2＝9.5 J，解得v＝ m/s＝1 m/s，根据牛顿第二定律，滑块的加速度大小为a＝＝μg＝0.1 m/s2，则滑块运动的时间为t＝＝10 s，故选A。 3．(2021·山东等级考)如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度v0出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为(　 ) A. B. C. D. 解析：选B　对木块由动能定理得：－f·2πL＝0－mv02，解得摩擦力大小为f＝，故B正确，A、C、D错误。 4．(2023·锦州高一检测)北京冬奥会冰壶比赛在“冰立方”举行，比赛场地如图所示。比赛时运动员在P点将冰壶用力推出，作用时间极短可忽略不计，冰壶运动至营垒中的Q点刚好停下，P、Q两点之间的距离L＝40 m。假设冰壶与冰面之间的动摩擦因数为0.02，冰壶的质量为20 kg，g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　 ) A．运动员给冰壶的初速度大小为5 m/s B．克服摩擦力做功的平均功率大小为8 W C．整个过程中摩擦力对冰壶所做的功与运动员对冰壶所做的功之比为2∶1 D．整个过程中摩擦力对冰壶所做的功与运动员对冰壶所做的功之比为3∶2 解析：选B　运动员推出冰壶后，对冰壶根据动能定理有－μmgL＝0－mv02，代入数据，解得运动员给冰壶的初速度大小为v0＝4 m/s，故A错误；运动员推出冰壶后，根据牛顿第二定律，可得冰壶的加速度大小为a＝μg＝0.2 m/s2，则冰壶运动的时间为t＝＝20 s，可得克服摩擦力做功的平均功率大小为＝＝＝ W＝8 W，故B正确；根据动能定理可知，整个过程中摩擦力对冰壶所做的功与运动员对冰壶所做的功的代数和等于冰壶整个过程动能的变化量，则有W－Wf＝0，所以二者大小之比为W∶Wf＝1∶1，故C、D错误。 5.如图所示，小球以初速度v0从A点出发，沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，小球经过轨道连接处无机械能损失，重力加速度为g，则小球返回经过A点的速度大小为(　 ) A. B. C. D. 解析：选D　设小球在由A到B的过程中阻力做功为W，由A到B的过程中由动能定理－mgh＋W＝0－mv02，当小球由B返回到A的过程中，阻力做的功依旧为W，再由动能定理得mgh＋W＝mvA2，以上两式联立可得vA＝，故选D。 6.用传感器研究质量为2 kg的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到0～6 s内物体的加速度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是(　 ) A．0～6 s内物体先向正方向运动，后向负方向运动 B．0～6 s内物体在4 s时的速度最大 C．物体在2～4 s内速度不变 D．0～4 s内合力对物体做的功等于0～6 s内合力对物体做的功 解析：选D　由图像可知，0～6 s内物体速度变化量为正，物体速度方向不变，物体在0～5 s内一直做加速运动，5 s时速度最大，A、B错误；2～4 s内物体的加速度不变，做匀加速直线运动，C错误；由题图可知，t＝4 s时和t＝6 s时物体速度大小相等，由动能定理可知，物体在0～4 s内和0～6 s内动能变化量相等，合力做功也相等，D正确。 7．(2021·湖北高