2019版高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律第15讲动能定理及其应用实战演练.doc

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1、第15讲动能定理及其应用1.(2017·江苏卷)一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处.小物块初动能为Ek0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,小物块的动能Ek与位移x关系的图线是( C )解析 依据动能定理,上升过程中F升=mgsinα+μmgcosα大小恒定,下降过程中F降=mgsinα-μmgcosα大小恒定.说明在Ek-x图象中,上升、下降阶段图线的斜率均恒定,图线均为直线,则选项B、D错误.物块能够返回,返回过程位移减小,而动能增加,则选项A错误.因整个过程中摩擦力做负功,则Ekt

2、.一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动.当物块的初速度为v时,上升的最大高度为H,如图所示;当物块的初速度为时,上升的最大高度记为h,重力加速度大小为g.则物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( D )A.tanθ和B.(-1)tanθ和C.tanθ和D.(-1)tanθ和解析 根据动能定理,以速度v上升时,mv2=μmgcosθ+mgH,以速度上升时,m()2=μmgcosθ+mgh,解得h=,μ=(-1)tanθ,所以选项D正确.3.如图所示,在竖直平面内,滑道ABC关于B点对称,且A、B、C三点在同一水平线上.若小滑块第一

3、次由A滑到C,所用的时间为t1,第二次由C滑到A,所用的时间为t2,小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行,小滑块与滑道的动摩擦因数恒定,则( A )A.t1t2D.无法比较t1、t2的大小解析 设初速度为v0,第一次到达B点的速率为vB1,到达C点的速率为vC1,A到C由动能定理可得-WfAB1=mv-mv,-WfBC1=mv-mv;第二次到达B点的速率为vB2,到达A点的速率为vA2,C到A由动能定理可得-WfBA2=mv-mv,-WfCB2=mv-mv,因为小滑块对滑道的

4、压力与速度有关,对于BC部分,速度越大,压力越大,摩擦力越大,所以WfBC1vB2,vC1>vA2,可以判断出t1

5、正功后做负功B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C.弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零D.小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差解析 小球在从M点运动到N点的过程中,弹簧的压缩量先增大,后减小,到某一位置时,弹簧处于原长,再继续向下运动到N点的过程中,弹簧又伸长.弹簧的弹力方向与小球速度的方向的夹角先大于90°,再小于90°,最后又大于90°,因此弹力先做负功,再做正功,最后又做负功,选项A错误;弹簧与杆垂直时,小球的加速度等于重力加速度,当弹簧的弹力为零时,小球的加速度也等于重力加速度,选项B正确

6、;弹簧长度最短时,弹力与小球的速度方向垂直,这时弹力对小球做功的功率为零,选项C正确;由于在M、N两点处,弹簧的弹力大小相等,即弹簧的形变量相等,根据动能定理可知,小球从M点到N点的过程中,弹簧的弹力做功为零,重力做功等于动能的增量,即小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差,选项D正确.5.我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.如图所示,质量m=60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6m/s2匀加速滑下,到达助滑道末端B时速度vB=24m/s,A与B的竖直

7、高度差H=48m.为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接,其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧.助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m,运动员在B、C间运动时阻力做功W=-1530J,取g=10m/s2.(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小;(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍,则C点所在圆弧的半径R至少应为多大.解析 (1)运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动,设AB的长度为x,则有v=2ax,①由牛顿第二定律有mg-Ff=ma,②联立①②式,代入数据解得Ff

8、=144N.③(2)设运动员到达C点时的速度为vC,在由B到达C的过程中,由动能定理有mgh+W=mv-mv,④设运动员在C点所受的支持力为FN,由牛顿第二定律有FN-mg=m,⑤由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍,即FN=6mg,联立④⑤式,代入数据解得R=12.5m.答案 (1)144N (2)12.5

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