2021届高考物理一轮复习4第2讲平抛运动的规律及应用练习含解析.doc

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1、第2讲动能定理及其应用考点一　对动能、动能定理的理解1.(2018·江苏高考)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的关系图象是(　　)【解析】选A。对于整个竖直上抛过程(包括上升与下落)，速度与时间的关系为v=v0-gt，v2=g2t2-2v0gt+，Ek=mv2，可见动能与时间是二次函数关系，由数学中的二次函数知识可判断A正确。2.(2018·全国卷Ⅱ)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

2、力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功【解析】选A。根据动能定理可得：WF+Wf=Ek，又知道摩擦力做负功，即Wf<0，所以木箱获得的动能一定小于拉力所做的功，选项A正确、B错误；根据WF+Wf=Ek，无法确定Ek与-Wf的大小关系，选项C、D错误。10【加固训练】(多选)(2019·唐山模拟)甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离x。如图所示，甲在光滑水平面上，乙在粗糙水平面上，则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是(　　)A.力F对甲物体做功多B.力F对甲、乙两个物体做的功一样多C.甲物体

3、获得的动能比乙大D.甲、乙两个物体获得的动能相同【解析】选B、C。由功的公式W=Fxcosα=Fx可知，两种情况下力F对甲、乙两个物体做的功一样多，A错误，B正确；根据动能定理，对甲有Fx=，对乙有Fx-Ffx=Ek2，可知Ek1>Ek2，即甲物体获得的动能比乙大，C正确，D错误。考点二　动能定理的应用求解直线运动问题【典例1】如图所示，炼钢厂通常用滚筒来传送软钢锭，使具有一定初速度的软钢锭通过滚筒滑上平台。质量为M的软钢锭长为L，上表面光滑，下表面与平台间是粗糙的。现以水平向右的初速度滑上平台，全部滑上平台时的速度为v。此时，在其右端无初速度放上一个质量为m的滑块(视为质

4、点)。随后软钢锭滑过2L距离时速度为零，滑块恰好到达平台。重力加速度取g，空气阻力不计。求：(1)滑块获得的最大加速度(不考虑与平台的撞击过程)。(2)滑块放上后，软钢锭滑动过程克服阻力做的功。10(3)软钢锭处于静止状态时，滑块到达平台的动能。【解析】(1)由于滑块与软钢锭间无摩擦，所以软钢锭在平台上滑过距离L时，滑块脱离软钢锭后做自由落体运动，最大加速度：a=g(2)对软钢锭，由动能定理得：-W=0-Mv2解得：W=Mv2(3)滑块脱离软钢锭后做自由下落到平台的时间与软钢锭在平台最后滑动L的时间相同，设为t。滑块离开软钢锭到软钢锭静止过程，软钢锭做匀减速直线运动，则：μ

5、Mg=Ma由位移公式得：L=at2对软钢锭，从滑上平台到静止的过程，由动能定理得：-μ(M+m)gL-μMgL=0-Mv2滑块落到平台上时的速度：vm=gt滑块到达平台时的动能：Ekm=m解得：Ekm=答案：(1)g　(2)Mv2　(3)求解曲线运动问题【典例2】(多选)(2016·全国卷Ⅲ)如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则(　　)10A.a=　　　B.a=C.N=D.N

6、=【解析】选A、C。由P点到最低点，由动能定理得mgR-W=mv2，再由a=得a=，A正确，B错误；在最低点支持力与重力的合力充当向心力，根据牛顿第二定律得N-mg=m，可得N=，C正确，D错误。求解多过程问题【典例3】如图所示，AB为倾角θ=37°的斜面轨道，轨道的AC部分光滑，CB部分粗糙。BP为圆心角等于143°，半径R=1m的竖直光滑圆弧形轨道，两轨道相切于B点，P、O两点在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在A点，另一自由端在斜面上C点处，现有一质量m=2kg的物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D点后(不拴接)释放，物块经过C点后，从C点运动到B点过程中的位移与时间的关系

7、为x=12t-4t2(式中x单位是m，t单位是s)，假设物块第一次经过B点后恰能到达P点，(sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2)试求：(1)若CD=1m，物块从D点运动到C点的过程中，弹簧对物块所做的功；(2)B、C两点间的距离x。(3)若BC部分光滑，把物块仍然压缩到D点释放，求物块运动到P点时受到轨道的压力大小。【解析】(1)由x=12t-4t2知，物块在C点速度为v0=12m/s，加速度大小a=8m/s2设物块从D点运动到C点的过程中，弹簧对物块所做的功为W，由动能定理得W-mgsi