作业(二十) 动能定理的应用-【精讲精练】2024-2025学年高中物理必修第二册知能达标训练（人教版2019）

11.解析如图所示，开始时，铁链重心在A 10.C 点，铁链将要离开滑轮时，重心在B点， E= 1 剧此过程中铁链重心下降距离 Ee 2 △h=0.5m, E 1 重力做功Wc=mg△h=10×10×0.5J B 2 =50J, ,C对 重心下降，重力做正功，故铁链重力势能 减少50J。 答案50J重力势能减少50J 12.解析(1)在第2s末小球所处的高度 11.AD 物体的合力为ma=2mg,向下运动h时合力做 h=-2g2=-合×10×2m=-20m. 功2mgh,根据动能定理物体的动能增加了mg, 重力势能E。=mgh=0.2×10×(一20)J=-40J。 E。<0说明了物体在参考平面的下方。 A正确，B错误；向下运动h的过程中重力做功mgh, 物体的重力势能减少了mgh,C错误，D正确。 (2)在第3s末小球所处的高度 12.解析 k=-782=-2×10X32m=-45m F 第3s内重力做功 F-h W=mg(h-h)=0.2×10×(-20+45)J=50J, 即小球的重力势能减少了50J。 答案(1)-40J(2)50J减少了50J 法一可将物体运动分成两个阶段进行求解 作业（十九）动能和动能定理 物体开始做匀加速运动位移为x1, 1.A根据E=之m2知，E=25J,Ea=25J,而且动 根据动能定理：Fx1一mg四=2mu2-0, ① 能是标量。所以EkA=EkB,A项正确， 撒去外力F后，物体做匀减速运动位移为x2, 2.A设小球抛出瞬间的速度大小为0，抛出后，某时刻( 一mgx2=0-2mw12, 小球的递度v=功一贴，故小球的动能瓦=弓m心 即Fx1一mgx1-mgx2=0-0, ② 1 之m(6一gt)2,结合数学知识知，选项A正确。 (F-umg)x1 x2= umg 3.D动能的变化等于各个力单独做功的代数和，A错 法二对从静止开始加速，然后减速为零的全过程进 误：根据动能定理，决定动能是否改变的是总功，而不是 行分析求解。 某一个力做的功，B错误：动能定理既适用于直线运动， 根据动能定理：Fx1一umg(x1十x2)=0-0 也造用于曲线运动，既适用于恒力做功的情况，又适用 于变力做功的情况，C错误，D正确。 得x2= (F-umg)x1 1 tng 4.C由动能定理得mgh-Wf=乞m心2，故W=mgh一 答案 (F-jmg)x 2m=1×10X5J-号×1X62J=32J.C正确. umg 13.解析由于平抛运动的水平位移3=，竖直位移 5.B由A到B,合外力对物体做的功W=mgh,物体的 A=之®2，解得家车高开水平直线轨道的选度 动能变化△Ek=E一2m2,根据动能定理得物体在 v=3m/s。 B点的动能E=之mw2十mgA,B王确。 对AB段，根据动能定理： 6,C设金属块与水平面间的动摩擦因数为μ。 P-FL=2m2-0, 则由动能定理得 代入数据解得'=3s -mgs=-mw2 ① 答案38 作业（二十）动能定理的应用 -2mg·=-号×2mX(2w)2 ② :1.B设在AB段物块克服摩擦力做的功为W,则物块由 由①②得s=4s,C正确。 A到B运用动能定理可得 7.A由动能定理得，人对球做的功W= 2m2-0= mgR-W=之mmg2 合×1×102J=50J,A正确。 物块由B到C运用动能定理可得 1 8.A根据动能定理，合外力做的功等于物体动能的变 一mgR=0-2mvg2 化，0一1s内，动能增加，所以合外力做正功，A正确： 联立解得W=mgR(1一)，故B正确，ACD错误。 0一2s内动能先增加后减少，合外力先做正功后做负 2.B小球到达最低点时对绳子的拉力大小为2.5mg,则 功，B错误：1一2s内，动能减少，合外力做负功，C错误： 0一3s内，动能变化量为零，合力做功为0，D错误。 2.5mg一mg=m二，从释放至摆到最低点过程中号m 9.BD由W=Fs知，拉力的大小相同，物体的位移也相 1 同，所以拉力对两物体做的功一样多，故A错误，B正 一0=mgL一W熊，解得W鱼=mgL,故选B。 确；由动能定理可以知道，在光滑水平面上的木块，拉力 对物体做的功等于物体的动能变化，在粗糙水平面上的 灯3，BC对汽车运动的全过程，由动能定理得：W一W2 木块，拉力对物体做正功的同时，摩擦力对物体做了负 △Ek=0,所以W1=W2,选项B正确，D错误；设加速位 功，所以在光滑水平面上的物体获得的动能要大于在粗 移为x1,总位移为x2,由图像知x1x2=1:4,由动能 糙水平面上物体的动能，即甲物体获得的动能比乙的 定理得Fx1一Fx2=0,所以F:F=4：1,选项A错 大，故C错误，D正确。 误，C正确。 45 ⑧© 4.AC由题意知，发动机功率不变，故t时间内发动机做 设工件经过位移x与传送带达到共同速度，由匀变速 功W=P,所以A正确：车做加速运动，故牵引力大于 %2 22 阻力F,故B错误；根据动能定理有W一F:s= 直线运动规体可得工=雾若-2.5m=08m<点。 2 mum2-1 1 2mo2,所以C正确，D错误。 =4m。 故工件先以2.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，运 212 5A设圆轨道的半径为R,在最高点mg十F1=m尺， 动0.8m与传送带达到共同速度2m/s后做匀速直线 运动。 在最低点F2-mg=m?,联立解得F+F, (2)在工件从传送带底端运动至h=2m高处的过程 中，设摩擦力对工件做功W:,由动能定理得W:一mgh m告，在与属心等高的位里F=m员小球由C R 2m2, 点运动到B点的过程，根据动能定理mgR=m,2 可得W1=mgh+7mw2=10×10×2J+合×10× m,小球由A点运动到C点的过程，根搭动能定理 22J=220J。 答案(1)见解析(2)220J mgR=宫m-名m3,解得F=B士，t选A ! 11.解析(1)物体由C点到最高点，根据动能定理得 2 -mgh+R)=0-2mc2, 6.D最大诡度= P f 0.1mg =60m/s,根据动能定理 代入数据解得c=4m/s。 (2)物体由A点到C点，根据动能定理得 之mam2-0=Pt-0.1mgx,解得x=3000m,故选D. 1 1 2 mvc2-0-mgH-umgluc, 7.B根据图像斜率绝对值等于加速度大小，则A物 代入数据解得H=1.02m。 体加速度大小为aA=,B物体加速度大小为aB= : (3)从物体开始下滑到停下，根据动能定理得 mg H-umgs=0, 器，可得aA:aB=3:1.根据牛顿第二定律可得fA= 代入数据解得s-5.1m。 由于3=4lc十0.7m, mAaA,fB=mBdB,可得fA:fB=mAaA:mBaB= 所以物体最终停止的位置到C点的距离为 9:1,故A错误，B正确：根据t图像与横轴围成的 △x=0.4m。 “面积”表示位移，可知4=之w,5B=之0·3，可得 答案(1)4m/s(2)1.02m(3)0.4m 12。解析)滑块在斜面上做匀加送运动，根据动能定理 xA1xB=1:3,根据W:=一∫x,可得WA:WB= 一fAxA:一fBxB=3:1,故CD错误。 得mgL1sin30°=mvg2,代入数据解得vg=2m/s 8.AB当牵引力与阻力相等时，速度最大，根据P=fvm (2)从A到C根据动能定理可得mgL1sin30°一umgL2 知，最大速度=号故A正确：当起克的速度为口时， =0,解得L2=1m。 (3)从A到C根据动能定理可得 根据牛额第二定徘得a=F-⊥，故B正确；根据动能定 mgli sin 30'-jmg ()mvc m 物体离开B后做平抛运动，根据平抛运动的规律可得 1 理得Pt-f3=m2,则1=2”2十 1 一，故C错误；因 h=2g2,x=观 为在运动的过程中，功率不变，速度增大，则牵引力减 联立并代入数据解得△L=0.64m。 小，可知牵引力不是恒力，不能通过W=Fs求解牵引力 答案(1)2m/s(2)1m(3)0.64m 做功的大小，所以牵引力做功不等于Fs,因为功率不 作业（二十一）机械能守恒定律 变，知牵引力做功W=Pt,故D错误。 1.C 一个物体所受合外力为零时，物体机械能也可能变 9.解析(1)由题意可知重物下降过程中受力平衡，设此 化，做匀速运动，机械能也可能变化，如匀速上升的物 时P绳中拉力的大小为Fp、Q绳中拉力的大小为FQ, 体，合力为零，机械能增加，故A错误，B错误：机械能守 恒的条件是只有重力或弹力做功，所以物体的合外力肯 则在竖直方向上有Fpcos a=Focos十mg 定不为零，所以合外力不为零，它的机械能可能守恒，如 在水平方向上有Fpsin a=Fosin 8 自由下落的物体，只受重力，机械能守恒，故C正确：机 联立并代入数据解得Fp=1200N,Fa=900N。 械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，所以除了重力 (2)重物下降到地面的过程，根据动能定理有 以外其余力对物体做功为零，机械能一定守恒，故D mgh十W越=0，代入数据解得W总=一4200J. 错误。 答案(1)1200N900N(2)-4200J 2.B质点的机械能守恒，可知除重力做功外，力F不做 10.解析(1)工件刚放上传送带时受滑动摩擦力 F-umgcos 0, 功，即力F方向垂直MN,对质点受力分析可得E 机g 工件开始做匀加速直线运动，由牛顿运动定律得 cos60,F=之mg,故选B。 F-mgsin 0=ma, 3.D竖直上抛物体、沿斜面运动的物体，上升到最高，点 可得a= gsin 0 时，速度均为0，由机械能守恒得mgh=2mo2,解得h =g(ucos 0-sin 0) -%2 =10×(3cos30°-sin30m/s3 ,斜上抛物体在最高点速度不为家，设为，则 mghg=之mw2-之m2,故h1=hg>h,故D正确. 1 =2.5m/s2。 46作业(二十) 动能定理的应用 [基础训练] 5.(2024·吉林白城校考)如图所 1.如图所示,用同 示,光滑圆轨道固定在竖直面 内,一个小球沿圆轨道做竖直平 种材料制成的一 面内的圆周运动,在最高点A点 个轨道,AB段为 对轨道的压力大小为F,在最 1圆狐,半径为 低点B点对轨道的压力大小为 B F.,则当小球运动到与圆心等高的C点时,对轨 R,水平放置的BC段长度为R。一小物块质量为 道的压力大小为 ( ) n,与轨道间的动摩擦因数为u,当它从轨道顶端 P+F。 B.F-E# A. A由静止下滑时,恰好运动到C点静止,那么物 2 2 块在AB段克服的摩擦力做的功为 ( F。十F C.F。一F D.七 A. mgR B.mgR(1-) C.]ungR## D.1nR# 2 6.质量为1.5t的汽车在平直路面上以恒定功率 P=90kW启动,经过80s达到最大速度,已知汽 2.(2024·云南保山校考)如图所示, 70) 车所受阻力为车重的0.1倍,重力加速度g 质量为n的小球与长度为L的细 10m/s{,则此80s内汽车位移为 ) A.2400m 线连接,另一端系于O点,现将小 B.2500m C.2800m 。 D.3000 m 球拉至水平方向,小球由静止开始 释放,已知小球到达最低点时对绳子的拉力大小 7.(教材本章复习与提高B组第2题变式)A、B两 物体质量之比m。;n。一3:1,它们以相同的初 为2.5mg,则小球由释放至摆到最低点过程中克 速度v。在水平面上做匀减速直线运动,直到停 服空气阻力做功为 C 1ng. B.1r.## 止,其t图像如图所示。物体的加速度为a,位 移为x,摩擦力为f,摩擦力做功为W。则在此 7. 过程中 C ) 1 3.(多选)在平直公路上,汽车 t/(m-s-t) 由静止开始做匀加速直线 运动,当速度达到后,立 1234s 即关闭发动机直至静止,v- 图像如图所示,设汽车的牵引力为F,受到的摩擦 A.a..a:-1:3 B.fA:fn-9:1 力为F,全程中牵引力做功为W.,克服摩擦力做 C.xA:xg-3:1 功为W,则 ( ) D.W.W-1:9 A.F:F.-1:3 B.W.:W。-1:1 8.(多选)质量为n的坦克在平直的公路上从静止 C.F:F.-4:1 D.W.:W。-1:3 开始加速,前进距离s速度便可达到最大值v。 4.(多选)质量为m的汽车在平直公路上行驶,发动 设在加速过程中发动机的功率恒定为P,坦克所 机的功率P和汽车受到的阻力F,均恒定不变, 受阻力恒为f,当速度为v(<v)时,所受牵引 力为F。以下说法正确的是 C 在时间t内,汽车的速度由v。增大到最大速度 ) v.,汽车前进的距离为s,则此段时间内发动机所 A.坦克的最大速度三 做的功W可表示为 ( _~ F-f A.W-Pt B.坦克速度为v时加速度为a一 n B.W-Fs C.坦克从静止开始达到最大速度v。所用时间 { D.坦克从静止开始达到最大速度v。的过程中 牵引力做功为Fs 39 ·物理·必修 第二册(配RJ版) [能力提升] 10.如图所示,绸紧的传送带在 9.(2024·新课标卷)将重物从高层楼房的窗外运 电动机带动下,始终保持 到地面时,为安全起见,要求下降过程中重物与 v.=2m/s的速度匀速运行 楼墙保持一定的距离。如图所示,一种简单的操 传送带与水平地面的夹角9三30{*},现把一质量 作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳 m=10kg的工件轻轻地放在传送带底端,由传 子P,另一人在地面控制另一根一端系在重物上 送带传送至h一2m的高处。已知工件与传送 的绳子Q,二人配合可使重物缓慢竖直下降。若 带间的动摩擦因数一 # 23,g取10m/s2。 重物的质量n=42kg,重力加速度大小g= (1)通过计算分析工件在传送带上做怎样的 10m/s{。当P绳与竖直方向的夹角a一37*}时, 运动? Q绳与竖直方向的夹角B-53{(sin37*-0.6)。 (2)工件从传送带底端运动至h一2m高处的过 程中摩擦力对工件做了多少功? (1)求此时P、Q绳中拉力的大小 (2)若开始竖直下降时重物距地面的高度人 10m:求在重物下降到地面的过程中,两根绳子 拉力对重物做的总功 40 11.如图所示,光滑斜面AB的倾角0一53{*},BC为水 12.(2024·江苏苏州期末)如图所示,倾角为30*}的 平面,BC长度lnc=1.1m,CD为光滑的-圆 光滑斜劈AB长L.=0.4m,放在离地高h 0.8m的水平桌面上,B点右端接一光滑小圆张 狐,半径R=0.6m。一个质量n=2kg的物 (图上未画出),圆弥右端切线水平,与桌面边缘 体,从斜面上A点由静止开始下滑,物体与水平 的距离为L。。现有一小滑块从A端由静止释 面BC间的动摩擦因数i一0.2,轨道在B、C两 放,通过B点后恰好停在桌面边缘的C点,已知 点光滑连接。当物体到达D点时,继续坚直向 滑块与桌面间的滑动摩擦因数三0.2, 上运动,最高点距离D点的高度h一0.2m。 g取10m/s2。 sin 53*-0.8,cos53{}-0.6。g取10m/s。求 7 C (1)物体运动到C点时速度大小vc (2)A点距离水平面的高度H; (3)物体最终停止的位置到C点的距离△x。 (1)求滑块到达B点速度v。的大小; (2)求B点到桌面边缘C点的距离L。; (3)若滑块仍从将斜壁上的A点静止释放,欲使 滑块在水平面上的P点,且落点P距C点正下 方的O点的距离x三0.64m;应该将斜劈向右平 移一段距离△L,求△L等于多少? 41