【突破高考】福建省2022年高考物理 能力专项突破课时提能演练 5.2动能定理及其应用（含解析）

【突破高考】福建省2022年高考物理能力专项突破课时提能演练5.2动能定理及其应用（含解析）(40分钟100分)一、选择题(本大题共8小题，每小题9分，共72分.每小题只有一个选项正确)1.在地面上某处将一金属小球竖直向上抛出，上升一定高度后再落回原处，若不考虑空气阻力，则下列图象能正确反映小球的速度、加速度、位移和动能随时间变化关系的是(取向上为正方向)()2.(2022·泉州模拟)一人乘竖直电梯从1楼到12楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则下列说法正确的是()A.电梯对人做功情况是：加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B.电梯对人做功情况是：加速和匀速时做正功，减速时做负功C.电梯对人做的功等于人动能的增加量D.电梯对人做的功和重力对人做的功的代数和等于人动能的增加量3.(易错题)如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块.现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中()A.支持力对小物块做功为0B.支持力对小物块做功为mgLcosαC.摩擦力对小物块做功为mgLsinαD.滑动摩擦力对小物块做功为4.如图为质量相等的两个质点A、B在同一直线上运动的v-t图象，由图可知()A.在t时刻两个质点在同一位置B.在t时刻两个质点速度相等-6-\nC.在0～t时间内质点B比质点A位移小D.在0～t时间内合外力对两个质点做功不相等5.(易错题)如图所示，斜面高h，质量为m的物块，在沿斜面向上的恒力F作用下，能匀速沿斜面向上运动，若把此物块放在斜面顶端，在沿斜面向下同样大小的恒力F作用下物块由静止向下滑动，滑至底端时其动能的大小为()A.mghB.2mghC.2FhD.Fh6.(2022·福州模拟)如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点(B位置).对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的是()A.运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零B.在这个过程中，运动员的动能一直在减小C.在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加D.在这个过程中，运动员所受重力对他做的功大于跳板的作用力对他做的功7.(创新题)如图所示，质量相等的物体A和物体B与地面间的动摩擦因数相等，在力F的作用下，一起沿水平地面向右移动x，则()A.摩擦力对A、B做功相等B.A、B动能的增量相同C.F对A做的功与F对B做的功相等D.合外力对A做的功与合外力对B做的功不相等8.(2022·三明模拟)如图所示，固定斜面倾角为θ,整个斜面长分为AB、BC两段，AB=2BC.小物块P(可视为质点)，与AB、BC两段斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2.已知P由静止开始从A点释放，恰好能滑动到C点而停下，那么θ、μ1、μ2间应满足的关系是()-6-\nA.B.C.tanθ=2μ1-μ2D.tanθ=2μ2-μ1二、非选择题(本大题共2小题，共28分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9.(创新题)(14分)在如图所示的装置中，两个光滑的定滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为θ=30°，用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向α=60°.现同时释放甲、乙两物体，乙物体将在竖直平面内振动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动.已知乙物体的质量为m=1kg，若取重力加速度g=10m/s2.求:甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力.10.(预测题)(14分)一轻弹簧左端固定在墙壁上，右端自由，一质量为m的滑块从距弹簧右端L0的P点以初速度v0正对弹簧运动，如图所示，滑块与水平面的动摩擦因数为μ,在与弹簧碰后又反弹回来，最终停在距P点为L1的Q点，求：在滑块与弹簧的碰撞过程中弹簧的最大压缩量为多少？-6-\n答案解析1.【解析】选A.小球运动过程中加速度不变，B错；速度均匀变化先减小后反向增大，A对；位移和动能与时间不是线性关系，C、D错.2.【解析】选D.电梯向上加速、匀速、再减速运动的过程中，电梯对人的作用力始终向上，故电梯始终对人做正功，A、B均错误；由动能定理可知，电梯对人做的功和重力对人做的功的代数和等于人动能的增加量，故D正确，C错误.3.【解析】选D.缓慢抬高过程中，静摩擦力始终跟运动方向垂直，不做功，支持力与重力做功的代数和为零，所以支持力做的功等于mgLsinα;下滑过程支持力跟运动方向始终垂直，不做功，由动能定理可得：mgLsinα+Wf=,解得Wf=-mgLsinα；综上所述，D正确.【变式备选】如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面.设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h,则从A到C的过程中弹簧弹力做功是()A.mgh-B.-mghC.-mghD.-(mgh+)【解析】选A.由A到C的过程运用动能定理可得-mgh+W=0-，所以W=mgh-，故A正确.4.【解析】选B.首先由图象可以看出，t时刻两质点的速度相等，B正确；根据位移由v-t图象中面积表示，在0～t时间内质点B比质点A位移大，A、C错误；根据动能定理，合外力对质点做的功等于动能的变化，D错误.5.【解析】选B.物块匀速向上运动，即向上运动过程中物块的动能不变，由动能定理知物块向上运动过程中外力对物块做的总功为0，即WF-mgh-Wf=0①物块向下运动过程中，恒力F与摩擦力对物块做功与上滑中相同，设滑至底端时的动能为Ek，由动能定理WF+mgh-Wf=Ek-0②将①式变形有WF-Wf=mgh,代入②有Ek=2mgh.-6-\n6.【解析】选C.运动员到达最低点时，其所受外力方向向上，合力一定大于零，选项A错误；从开始与跳板接触到运动至最低点的过程中，运动员的动能先增大后减小，跳板的弹性势能一直在增加，选项B错误,C正确；从开始与跳板接触到运动至最低点的过程中，由动能定理可知运动员所受重力对他做的功与跳板的作用力对他做的功之和等于动能的变化，即运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功，选项D错误.7.【解析】选B.因F斜向下作用在物体A上，A、B受的摩擦力不相同，因此，摩擦力对A、B做的功不相等，A错误；但A、B两物体一起运动，速度始终相同，故A、B动能增量一定相同，B正确；F不作用在B上，因此力F对B不做功，C错误；合外力对物体做的功应等于物体动能的增量，故D错误.【总结提升】应用动能定理解题的技巧(1)研究对象的选择用动能定理解题时，所选取的研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统.若选系统为研究对象时，一定要分析系统内力做的功是否为零.如果不为零时，不仅要分析外力对系统做的功，也要分析内力做的功.建议这种情况下选单个物体研究.(2)研究过程的选择若单物体多过程运动时，要确定运动过程不同阶段的受力情况和做功情况.分析各个过程的初末速度,分段列式求解.也可以选择全过程列方程求解.但选全过程时一定要把合外力在全过程中做的总功求出.若多物体多过程运动时，最好用隔离法分别研究，画出运动的草图.8.【解析】选B.由动能定理可得,化简整理得tanθ=.9.【解析】设甲物体的质量为M，所受的最大静摩擦力为f，则当乙物体运动到最高点时，绳子上的弹力最小，设为T1，对乙物体T1=mgcosα(2分)此时甲物体恰好不下滑，有:Mgsinθ=f+T1(2分)得：Mgsinθ=f+mgcosα(1分)当乙物体运动到最低点时，绳子上的弹力最大，设为T2对乙物体由动能定理：mgl(1-cosα)=(2分)又由牛顿第二定律：T2-mg=(2分)此时甲物体恰好不上滑，则有：Mgsinθ+f=T2(2分)得：Mgsinθ+f=mg(3-2cosα)(1分)可解得：M==2.5kg(1分)f=mg(1-cosα)=7.5N(1分)-6-\n答案：2.5kg7.5N10.【解析】对滑块来回过程利用动能定理列式求解.设弹簧最大压缩量为x，在滑块向左运动的过程中，由动能定理可得：-μmg(x+L0)-W弹=0-①(5分)在滑块返回的过程中，由动能定理得：W弹-μmg(x+L0+L1)=0②(5分)由①②得：.(4分)答案：-6-