【高考突破方案】第五章 第2讲动能　动能定理 -强化训练（解析版）高考物理一轮复习

第五章 机械能
第2讲　动能　动能定理
　1.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】 B　在运动过程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功与路径有关，根据动能定理－f·2πL＝0－mv，可得摩擦力的大小f＝，故选B.
　2.如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度.木箱获得的动能一定(　　)
A.小于拉力所做的功
B.等于拉力所做的功
C.等于克服摩擦力所做的功
D.大于克服摩擦力所做的功　　
【解析】 A　由题意知，W拉－W阻＝ΔEk，则W拉＞ΔEk，故A正确，B错误；W阻与ΔEk的大小关系不确定，故C、D错误.
　3.如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h.若摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c点，c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2，该摩托车恰能越过坑到达b点.等于(　　)
A.20 B.18 C.9.0 D.3.0
【解析】 B　摩托车经过a点的动能为E1时，有E1＝mv，根据平抛运动规律有h＝gt，h＝v1t1；摩托车经过a点的动能为E2时，有E2＝mv，根据平抛运动规律有h＝gt，3h＝v2t2.联立以上各式可解得＝18，故B正确.
　4.某同学参加2021年秋学校运动会立定跳远项目比赛，从起跳至着地的整个过程如图所示，测量得到比赛成绩是2.4 m，目测空中脚离地最大高度约为0.8 m.已知他的质量约为60 kg，重力加速度g＝10 m/s2，忽略空气阻力，则起跳过程该同学所做的功约为(　　)
A.90 J B.480 J C.800 J D.1250 J
【解析】 C　该同学起跳后做抛体运动，从起跳至达到最大高度的过程中，其在竖直方向做加速度为g的匀减速直线运动，则有t＝＝ s＝0.4 s，故竖直方向初速度为vy＝gt＝4 m/s；其在水平方向做匀速直线运动，则有v0＝＝ m/s＝3 m/s.根据速度的合成可知起跳时的速度为v＝＝5 m/s，因该同学的质量约为60 kg，根据动能定理得起跳过程该同学所做的功约为W＝mv2＝750 J，最接近800 J，选项C正确，A、B、D错误.
　5.从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面.忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是(　　)
【解析】 A　小球做竖直上抛运动，设初速度为v0，则v＝v0－gt，小球的动能Ek＝mv2，把速度v代入得，Ek＝mg2t2－mgv0t＋mv，Ek与t为二次函数关系.
　6.如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h.若将小球A换为质量为3m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g，不计空气阻力)(　　)
A. B. C. D.　　
【解析】 B　小球A下降h过程小球克服弹簧弹力做功为W1，根据动能定理，有mgh－W1＝0；小球B下降过程，由动能定理有3mgh－W1＝·3mv2－0，解得v＝，故B正确.
　7.(多选)在有大风的情况下，一小球自A点竖直上抛，其运动轨迹如图所示(小球的运动可看作竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的初速度为零的匀加速直线运动的合运动)，小球运动轨迹上的A、B两点在同一水平直线上，M点为轨迹的最高点.若风力的大小恒定，方向水平向右，小球在A点抛出时的动能为4 J，在M点时它的动能为2 J，落回到B点时动能记为EkB，小球上升时间记为t1，下落时间记为t2，不计其他阻力，则(　　)
A.x1∶x2＝1∶3 B.t1C.EkB＝6 J D.EkB＝12 J
【解析】 AD　由小球上升与下落时间相等即t1＝t2得，x1∶(x1＋x2)＝1∶22＝1∶4，即x1∶x2＝1∶3，A正确，B错误；A→M应用动能定理得－mgh＋W1＝mv－mv2，竖直方向有v2＝2gh，联立得W1＝2 J，A→B风力做功W2＝4W1＝8 J，A→B由动能定理W2＝EkB－EkA，可求得EkB＝12 J，C错误，D正确.
　8.如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103 kg的汽车(可视为质点)，正以10 m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的vt图像如图乙所示(在t＝15 s处水平虚线与曲线相切)，运动过程中汽车发动机的输出功率保持20 kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小.求：
(1)汽车在AB路段上运动时所受阻力f1的大小；
(2)汽车刚好开过B点时加速度a的大小；
(3)BC路段的长度.
【解析】 (1)汽车在AB路段做匀速直线运动，根据平衡条件，有F1＝f1，P＝F1v1，解得f1＝＝ N＝2000 N.
(2)t＝15 s时汽车处于平衡状态，有
F2＝f2，P＝F2v2，
解得f2＝＝ N＝4000 N.
刚好开过B点时汽车的牵引力仍为F1，
根据牛顿第二定律，有f2－F1＝ma，
解得a＝1 m/s2.
(3)对于汽车在BC路段运动，由动能定理得
Pt－f2s＝mv－mv，
解得s＝68.75 m.