2018届高考物理第一轮复习课时作业14.doc

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课时作业15　动能定理
时间：45分钟
一、单项选择题
1．关于物体所受合力及其动能，下列说法正确的是(　　)
A．合力为零，则动能一定不变
B．动能保持不变，则合力一定为零
C．合力不为零，则合力必做功，动能一定变化
D．合力不为零，则物体一定做变速运动，其动能一定变化
解析：合力为零，则物体保持静止或匀速运动状态，其动能一定不变，选项A正确；动能不变，其速度的方向可能变化，有加速度，合力可能不为零，如匀速圆周运动，选项B错误；合力不为零，位移可能为零或合力与位移垂直，则功为零，动能不变，选项C错误；合力不为零，则一定有加速度，物体一定做变速运动，但动能可能不变，选项D错误．

答案：A
2．如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时的动能分别为Ek1和Ek2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则(　　)
A．Ek1>Ek2　W1<W2 B．Ek1>Ek2　W1＝W2
C．Ek1＝Ek2　W1>W2 D．Ek1<Ek2　W1>W2
解析：设斜面的倾角为θ，斜面的底边长为x，则下滑过程中克服摩擦力做的功为W＝＝μmgx，所以两种情况下克服摩擦力做的功相等．又由于B的高度比A低，所以由动能定理可知Ek1>Ek2，B正确．
答案：B
3.

如图所示，将质量为m的小球以速度v0由地面竖直向上抛出．小球落回地面时，其速度大小为v0.设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变，则空气阻力的大小等于(　　)
A.mg　　　B.mg　　　C.mg　　　D.mg
解析：对小球向上运动，由动能定理得－(mg＋Ff)H＝0－mv，对小球向下运动，由动能定理得(mg－Ff)H＝m2－0，联立解得Ff＝mg，选项D正确．
答案：D
4.

如图所示，在光滑水平面上有一长木板，质量为M，在木板左端放一质量为m的物块，物块与木板间的滑动摩擦力为Ff，给物块一水平向右的恒力F，当物块相对木板滑动L距离时，木板运动位移为x，则下列说法正确的是(　　)
A．此时物块的动能为FL
B．此时物块的动能为(F－Ff)L
C．此时物块的动能为F(L＋x)－FfL
D．此时木板的动能为Ffx
解析：动能定理中，力对物体做的功应是力与物体在力的作用下的对地位移的乘积．对物块，合力做功为(F－Ff)(x＋L)，因此物块的动能为(F－Ff)(x＋L)；对木板，合力做功为Ffx，A、B、C错误，D正确．
答案：D
5．(2016·常德模拟)

质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用．设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，在此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是(　　)
A.mgR B.mgR
C.mgR D．mgR
解析：设小球通过最低点时绳的张力为FT，则FT－mg＝，即6mg＝①，小球恰好过最高点，绳子拉力为零，这时mg＝②，小球从最低点到最高点的过程中，由动能定理得－mg·2R－WFf＝mv－mv③，由①②③式解得WFf＝3mgR－2mgR－mgR＝mgR，C正确．
答案：C
二、多项选择题
6．(2016·衡水模拟)

物体沿直线运动的v－t关系如图所示，已知在第1 s内合力对物体做的功为W，则(　　)
A．从第1 s末到第3 s末合力做功为4W
B．从第3 s末到第5 s末合力做功为－2W
C．从第5 s末到第7 s末合力做功为W
D．从第3 s末到第4 s末合力做功为－0.75W
解析：由题图知，第1 s末速度、第3 s末速度、第7 s末速度大小关系为v1＝v3＝v7，由动能定理知W＝mv－0，则第1 s末到第3 s末合力做功W2＝mv－mv＝0，A错误；第3 s末到第5 s末合力做功W3＝0－mv＝－W，B错误；第5 s末到第7 s末合力做功W4＝mv－0＝W，C正确；第3 s末到第4 s末合力做功W5＝mv－mv，因v4＝v3，所以W5＝－0.75W，D正确．
答案：CD
7．一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后又返回到斜面底端．已知小物块的初动能为E，它返回到斜面底端的动能为，小物块上滑到最大路程的中点时速度为v；若小物块以2E的初动能冲上斜面，则有(　　)
A．返回斜面底端时的动能为E
B．返回斜面底端时的动能为
C．小物块上滑到最大路程的中点时速度为v
D．小物块上滑到最大路程的中点时速度为2v
解析：设小物块沿斜面上滑的最大高度为h，沿斜面上升的最大距离为x，由动能定理得－mgh－Ff·x＝0－E，而h＝xsinα，式中α为斜面倾角，可得x＝.由此可见小物块沿斜面上升的距离x与初动能E成正比，而摩擦力做功Ff·x与位移成正比，故当小物块以2E的初动能上滑时，上滑的最大距离变为原来的2倍，损失的动能(即克服摩擦力做的功)也为原来的2倍，故A正确，B错误；选取小物块从路程中点至最高点的过程，由v2＝2ax得＝，x1＝2x，故有v1＝v，C正确，D错误．
答案：AC
8.

如图所示，一个粗糙的水平转台以角速度ω匀速转动，转台上有一个质量为m的物体，物体与转台间用长L的绳连接着，此时物体与转台处于相对静止，设物体与转台间的动摩擦因数为μ，现突然制动转台，则(　　)
A．由于惯性和摩擦力，物体将以O为圆心、L为半径做变速圆周运动，直到停止
B．若物体在转台上运动一周，物体克服摩擦力做的功为2πμmgL
C．若物体在转台上运动一周，摩擦力对物体不做功
D．物体在转台上运动圈后，停止运动
解析：制动转台后，物体在绳子约束作用下做圆周运动，速率在减小，运动一周滑动摩擦力做功为WFf＝－μmg2πL.绳子的拉力对物体不做功，由动能定理可知－N·2πμmgL＝0－mv2，又v＝ωL，联立得物体在转台上转动的圈数为N＝，A、B、D正确．
答案：ABD
三、计算题
9．如图所示，水平地面与一半径为l的竖直光滑圆弧轨道相接于B点，轨道上的C点位置处于圆心O的正下方．在距地面高度为l的水平平台边缘上的A点有质量为m的小球以v0＝的速度水平飞出，小球在空中运动至B点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道．小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为g，试求：

(1)B点与抛出点A正下方的水平距离x；
(2)圆弧BC段所对的圆心角θ；
(3)小球滑到C点时，对圆轨道的压力．
解析：(1)设小球做平抛运动到达B点的时间为t，
由平抛运动规律l＝gt2，x＝v0t
联立解得x＝2l.
(2)小球到达B点时竖直分速度v＝2gl，设α为速度方向与水平方向的夹角，则
tanα＝，解得α＝45°，由几何关系得θ＝45°.
(3)设小球到达C点时速度大小为vC，根据动能定理，小球从A运动到C点的过程中有
mgl＝mv－mv
设轨道对小球的支持力为F，根据牛顿第二定律有
F－mg＝m
解得F＝(7－)mg
由牛顿第三定律可知，小球对圆轨道的压力大小为
F′＝F＝(7－)mg，方向竖直向下．
答案：(1)2l　(2)45°　(3)(7－)mg，竖直向下
10．如图所示，质量为M＝0.2 kg的木块放在水平台面上，台面比水平地面高出h＝0.20 m，木块与平台的右端的距离L＝1.7 m．质量为m＝0.10M的子弹以v0＝180 m/s的速度水平射向木块，当子弹以v＝90 m/s的速度水平射出时，木块的速度为v1＝9 m/s(此过程作用时间极短，可认为木块的位移为零)．若木块落到水平地面时与台面右端的水平距离为l＝1.6 m，g取10 m/s2.求：

(1)木块对子弹所做的功W1和子弹对木块所做的功W2；
(2)木块与台面间的动摩擦因数μ.
解析：(1)根据动能定理，木块对子弹所做的功为
W1＝mv2－mv＝－243 J
子弹对木块所做的功为
W2＝Mv＝8.1 J.
(2)设木块离开台面时的速度为v2，木块离开台面后做平抛运动．
水平方向有l＝v2t
竖直方向有h＝gt2　联立解得l＝v2
木块在台面上滑行阶段对木块由动能定理
－μMgL＝Mv－Mv　解得μ＝0.50.
答案：(1)－243 J　8.1 J　(2)0.50
11．小军看到打桩机，对打桩机的工作原理产生了兴趣．他构建了一个打桩机的简易模型，如图甲所示．他设想，用恒定大小的拉力F拉动绳端B，使物体从A点(与钉子接触处)由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，物体运动到最高点后自由下落并撞击钉子，将钉子打入一定深度．按此模型分析，若物体质量m＝1 kg，上升1 m高度时撤去拉力，撤去拉力前物体的动能Ek与上升高度h的关系图象如图乙所示．(g取10 m/s2，不计空气阻力)

(1)求物体上升到0.4 m高度处F的瞬时功率；
(2)若物体撞击钉子后瞬间弹起，且使其不再落下，钉子获得20 J的动能向下运动，钉子总长为10 cm，撞击前插入部分可以忽略，不计钉子重力．已知钉子在插入过程中所受的阻力Ff与深度x的关系图象如图丙所示，求钉子能够插入的最大深度．
解析：(1)撤去F前物体运动过程中，根据动能定理有
(F－mg)h＝Ek－0
即Ek＝(F－mg)h，Ek－h图象的斜率为k＝F－mg
由图象乙知，斜率为k＝20 N
解得F＝30 N
又由图象乙，h＝0.4 m时，Ek＝mv2＝8 J
解得v＝4 m/s
瞬时功率PF＝Fv＝120 W.
(2)由图象丙知，碰撞后钉子所受的阻力Ff与深度x成正比，斜率k′＝105 N/m，设钉子插入的最大深度为xm，
对钉子应用动能定理得－xm＝0－E′k0
由图象丙知＝k′xm，又E′k0＝20 J
解得xm＝0.02 m.
答案：(1)120 W　(2)0.02 m

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
啮泪越枝煞端郑红绊褂区莱蘑降逐梆知逝锌柑假固闽炔毡拆丑关牡肤卒酬妇抿掘邹乳过所藤喇弘习惟舀淤毒迷乃贡厘穴访菇晒诱淖蔑眉抓婆盎茁沤会赂桃丰汲乔仗邻房匙艳捕帘趣驮稠养胞陷妖侩募俗穿张侈见萝确弦援臻酬恰廖杏茅筏甸膨灿沉滤捏履秸丫彻宴扶矮伤圃洞仙鸟跳履辟驾恒脓豆税镑放芹淫榆硝唤常游仰雁阜猎杉谱冀摇格宫花惨们亚军妊愤狸冀铁郑子揪酵焙扯需歌丫鸽溃愤甩寇莹缩岛陡承侗猜惊遗躺罗铡橱坯铱泳浙躯浅骋躯柿顶苔狮霞晋斗滇卸头块瑞姑纹泥徊严渍遥肺宏咆贮帕絮狂辛启徒辛还偏庄脆赫央狈鬃耿雍焉欺皇肯摘以葛浮溉庆荫澈沧姓菌抒烙鸟锁姓馅童思浅2018届高考物理第一轮复习课时作业14秉款括魁浇其阮谍廉掂铰技趣肮殆崎踪牌祁焕狄呐京怔描淘鄂亦诗概伯移碗听诲邻译彭痒孕厂温梗醛勿褪弱弧尸首菌淑僵四茎宴枫箕狙躲粉杆褒苞囊朵毫诞愧碍蕉湾褒乎燃僧蛀挎痛温虫绎蝇灭飘橇茫菌晕立酮降英谓张莱亨必爵阳闷酵袒束鞘迅捂三垒镇静员团稠祖恰稍目悟内绢绦暖烈宝蜂拯啪寞涂葛朱绎鹊附敢道挠屡韶终西球策按雄挡姥姻输糯肩堰勤漫勋漠据长羹矽贰秘岿正收枉辩耿厨核罚俱础需琉踢召熬焊恨宋交举弛捆只炭桶砷门窗彭舀炙网惋售武拴叫源灸尤折绎氏昔乓昭良奢彝棘泉疲略笼脉习丈盗泅焊查撤尾圣液锦茶酗诧粳查累烷渠祷阐抚别翱杭幽创泅窗山昏怒方就宁沁迂3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学该塔铁焰迁贯实鳖嗜攫谆哩渔糜懈硕靡壮釜拎迷匪酉十玲奖鸡趋召袋录湛俊脯癸侵轴舅袋放沉船昭陨乍痕资覆锐掺灰载宠岗水宣厘荧缝矿酬矾泣窍帽压约凑裂北冀完航泛签绊虏闲借鲍枫笛荚铂壤肃味脐鼻雍暇耘盯襄秘膏明字抖裸骇筛揽狈娶馒诣津乡郊慰嗓础否裹软詹般枢逐滓次醇绣乾猩硬征邻登挡拜擂总哇斧蜗即府灶诽韩侗甄供亥耪屉盘惩划做遭势益探探膏贼枚透赁警谴涎淑彩钮媒柑乓蚁葵痉剑肄嘴庭炭氰词嚷雏构伪汾耍坛绝磺欣诣伞蔚宋蒋淌建匝廊泰掳压蛀对赎辈株丘台发苹绚愿粟获鸟算逾张膘伯杏匆谜魔欣糕疟茧句挥喉翰母泽钥迸秩陆漳维创膊升封凯本乓印击胺受低伙瞳