2019年高考物理一轮复习 第5章 机械能 练案15 动能定理及其应用 新人教版

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1、练案[15]　动能定理及其应用一、选择题(本题共8小题，1～5题为单选，6～8题为多选)1．(2018·四川成都期中)如图所示，游乐园里，质量为m的小女孩从滑梯上离地面h高处由静止滑下，到地面时的速度为v。不计空气阻力，已知重力加速度g，则小女孩下滑过程中克服摩擦力做的功是(C)A．fh　B．mghC．mgh－mv2　D．mv2－mgh[解析]　设摩擦力做的功为W，对小女孩由动能定理得W＋mgh＝mv2－0，所以有W＝mv2－mgh，因摩擦力做负功，故小女孩滑下过程中克服摩擦力做的功为mgh－mv2，选项C正确。2.(2018·山东济南期中)2017年4月29日，

2、朝鲜在平安南道北昌一带向北疑似试射了一枚弹道导弹，但发射升空数秒内发生爆炸，产生大量残片。如图所示，某一质量为m的残片(下落过程中认为质量不变)从离地面H高处由静止落至地面并陷入泥土一定深度h而停止，设残片受到的空气阻力为f，则下列说法正确的是(C)A．残片落地时动能等于mgHB．残片陷入地下的过程中克服泥土阻力所做的功小于刚落地面时的功能C．整个过程中残片克服阻力做的功等于mg(H＋h)D．残片在泥土中受到的平均阻力为mg(1＋H/h)[解析]　残片下落高度为H的过程中需要克服空气阻力做功，故其落地时的动能为(mg－f)H，选项A错误；设残片刚落地时的动能为Ek

3、，残片在泥土中运动的过程中克服阻力做功为W1，由动能定理得mgh－W1＝0－Ek，解得W1＝mgh＋Ek，选项B错误；设全过程中残片克服阻力做功为W2，则mg(H＋h)－W2＝0，解得W2＝mg(H＋h)，选项C正确；设残片在泥土中运动时，受到的平均阻力为F阻，则全程由动能定理得mg(H＋h)－fH－F阻h＝0，解得f阻＝，选项D错误。3．(2018·河南商丘月考)如图所示，若物体与接触面之间的动摩擦因数处处相同，DO是水平面，AB是斜面。初速度为10m/s的物体从D点出发沿路面DBA恰好可以达到顶点A，如果斜面改为AC，再让该物体从D点出发沿DCA恰好也能达到A

4、点，则物体第二次运动具有的初速度(C)A．可能大于12m/sB．可能等于8m/sC．一定等于10m/sD．可能等于10m/s，具体数值与斜面的倾角有关[解析]　物体从D点滑动到顶点A过程中，由动能定理，可得－mg·xOA－μmg·xDB－μmgcosα·xAB＝0－mv2，由几何关系cosα·xAB＝xOB，因而上式可以简化为－mg·xOA－μmg·xOD＝0－mv2；同理得沿DCA有－mg·xOA－μmg·xOD＝0－mv，解得v2＝v，C选项正确。4．如图所示，竖直面内光滑的3/4圆形导轨固定在一水平地面上，半径为R。一个质量为m的小球从距水平地面正上方h高处

5、的P点由静止开始自由下落，恰好从N点沿切线方向进入圆轨道。不考虑空气阻力，则下列说法正确的是(C)A．适当调整高度h，可使小球从轨道最高点M飞出后，恰好落在轨道右端口N处B．若h＝2R，则小球在轨道最低点对轨道的压力为4mgC．只有h≥2.5R时，小球才能到达圆轨道的最高点MD．若h＝R，则小球能上升到圆轨道左侧离地高度为R的位置，该过程重力做功为mgR[解析]　若小球从M到N做平抛运动，故有：R＝vMt，R＝gt2，所以，vM＝＝；若小球能到达M点，对小球在M点应用牛顿第二定律可得：mg≤m，所以v′M≥，故小球不可能从轨道最高点M飞出后，恰好落在轨道右端口N处

6、，故A错误；设小球在最低点速度为v，对小球从静止到轨道最低点应用动能定理可得：mgh＝mv2；对小球在最低点应用牛顿第二定律可得：FN－mg＝，再由牛顿第三定律，小球在轨道最低点对轨道的压力F′N＝FN＝mg＋m＝mg(1＋)＝5mg，故B错误；对小球从静止到M点应用动能定理可得：mg(h－2R)＝mv′≥mgR，所以，h≥2.5R，故C正确；若h＝R，由动能定理可得：小球能上升到圆轨道左侧离地高度为R的位置，该过程始末位置高度差为零，故重力做功为零，故D错误；故选C。5．(2018·河北邯郸月考)如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径P

7、OQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则(C)A．W＝mgR，质点恰好可以到达Q点B．W＞mgR，质点不能到达Q点C．W＝mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离D．W＜mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离[解析]　根据动能定理可得P点动能EkP＝mgR，经过N点时，半径方向的合力提供向心力，可得4mg－mg＝m，所以N点动能为EkN＝，从P点到N点根据动能定理可得mgR＋W＝－mgR，即摩擦力做

8、功W＝－。