高考物理江苏专版总复习课时作业： 十九 动能动能定理及其应用

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课时作业 十九 动能 动能定理及其应用

(限时：45分钟)

(班级________ 姓名________)

1．(多选)一人站在电梯中，当电梯匀加速上升时( )

A．人处于超重状态

B．人对电梯的压力大于电梯对人的支持力 C．电梯对人做的功等于人增加的动能 D．电梯对人做的功等于人增加的机械能

2．在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小( )

A．一样大 B．水平抛的最大

C．斜向上抛的最大 D．斜向下抛的最大

3．在2017年伦敦世锦赛中，中国选手巩立姣以19.94 m夺冠．运动员在比赛时掷铅球的分解动作如图所示，若铅球出手时速度大小约为10 m/s，铅球质量为5 kg，则她在掷铅球过程中对球做的功约为( )

第3题图

A．25 J B．250 J C．70 J D．270 J

第4题图

4．静止在粗糙水平面上的物块在水平向右的拉力作用下做直线运动，t＝4 s时停下，其v-t图象如图所示，已知物块与水平面间的动摩擦因数处处相同，则下列判断正确的是( ) A．整个过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功 B．整个过程中拉力做的功等于零

C．t＝2 s时刻拉力的瞬时功率在整个过程中最大 D．t＝1 s到t＝3 s这段时间内拉力不做功

第5题图

5．如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道如图放置，三点POQ水平．一

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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4 mg，g为重力加速度的大小，用W表示质点从P运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功，则( )

1

A．W＝mgR，质点恰好可以到达Q点

21

B．W>mgR，质点不能到达Q点

2

1

C．W＝mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离

21

D．W

2

6．甲、乙两木块仅在摩擦力作用下沿同一水平面滑动，已知甲的质量大于乙的质量，它们运动的动能－位移(Ek-x)关系如图所示，则两木块运动的速度－时间(v-t)关系的图象可能正确的是( )

第6题图

A B

C D 7．如图所示，高H＝0.8 m的桌面上固定一半径R＝0.45 m的四分之一光滑圆弧轨道AB，轨道末端B与桌面边缘水平相切，地面上的C点位于B点的正下方．将一质量m＝0.04 kg的小球由轨道顶端A处静止释放， g取10 m/s2.求：

(1)小球运动到B点时对轨道的压力大小； (2)小球落地点距C点的距离；

(3)若加上如图所示的恒定水平风力，将小球由A处静止释放，要使小球恰落在C点，作用在小球上的风力应为多大？

第7题图

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8.如图，AB为粗糙的长直斜面，动摩擦因数μ＝0.4，与水平方向的夹角θ＝37°，BC为光滑水平面，CDE为光滑曲面，B、C两接口处均光滑连接．D、E两点离水平地面的高度分别为h1＝8.64 m，h2＝4 m．一质量m＝0.20 kg的滑块由斜面上某一点P从静止开始下滑，在斜面上始终受一水平向右恒力F＝1 N的作用，到达B点时立即撤去拉力F，从P点到达C点共经历t＝3 s．已知PB与BC长度之和为32 m．求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2)

(1)滑块沿AB段运动时加速度a和所用时间t1； (2)若水平向右恒力F大小可调，则恒力F在何范围内可使滑块沿PB、BC运动越过曲面落地．某同学对第二问的解答如下：若要使滑块越过曲面落地，则离开曲面E点时的速度至少为0.从P点至E点列出动能定理．即可求得所需的最小恒力．请判断该同学的解答是否正确，并说明理由，若该同学解答错误则求出正确的恒力范围．

第8题图

9．近来，我国多个城市开始重点治理“中国式过马路”行为．每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起，死亡上千人．只有科学设置交通管制，人人遵守交通规则，才能保证行人的生命安全．如图所示，停车线AB与前方斑马线边界CD间的距离为23 m．质量8 t、车长7 m的卡车以54 km/h的速度向北匀速行驶，当车前端刚驶过停车线AB，该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯．

第9题图

(1)若此时前方C处人行横道路边等待的行人就抢先过马路，卡车司机发现行人，立即制动，卡车受到的阻力为3×104 N．求卡车的制动距离；

(2)若人人遵守交通规则，该车将不受影响地驶过前方斑马线边界CD.为确保行人安全，

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D处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯？

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课时作业(十九) 动能 动能

定理及其应用1.AD 【解析】 当物体具有向上的加速度时，处于超重状态，故A正确．由牛顿第三定律可知，人对电梯的压力等于电梯对人的支持力，故B错误．设人受的112

支持力为F，则有F－mg＝ma，上升高度h时，由动能定理(F－mg)h＝mv22－mv1，得Fh22

1212

＝mgh＋mv2－mv1，所以电梯对人做的功等于人增加的机械能，故C错D对．

22112

2．A 【解析】 由动能定理mgh＝mv22－mv1知，落地时速度v2的大小相等，故A22正确．

3．B 【解析】 对掷铅球的过程，由动能定理得对球做的功为：

112W＝mv20－0＝×5×10J＝250 J．故选B. 22

4．A 【解析】 对物块运动的整个过程运用动能定理得WF－Wf＝0，即拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功，选项A正确，B错误；在0～1 s时间内，拉力恒定且大于摩擦力，物块做匀加速运动，速度增大，t＝1 s时，速度最大，拉力的瞬时功率最大；t＝2 s时，物块匀速运动，拉力等于摩擦力，所以t＝2 s时刻拉力的瞬时功率不是最大的，选项C错误；t＝1 s到t＝3 s这段时间，物块匀速运动，拉力做正功，摩擦力做负功，合外力做功为零，选项D错误．

5．C 【解析】 根据动能定理可得质点在P点的动能EkP＝mgR，在圆弧运动时，沿v2

半径方向的合力提供所需的向心力即FN－mgsinθ＝m，经过N点时，根据牛顿第三定律

R轨道对质点的支持力FN与质点对轨道的压力FN′大小相等为4mg，由牛顿第二定律和向心v23N

力公式有：4mg－mg＝m，得vN＝3gR，所以N点的动能EkN＝mgR，从P到N点过程

R231

由动能定理可得：mg·2R－W＝mgR－mgR，得克服摩擦力做功W＝mgR，滑动摩擦力Ff

22＝μFN，根据功能关系可知质点克服摩擦力做功机械能减少，根据对称性再结合前面可知从

N到Q过程中的速度小于P到N过程中对应高度的速度，轨道弹力小于P到N过程中对应高度的弹力，轨道摩擦力小于P到N过程中对应高度的摩擦力，故从N到Q质点克服摩擦1

力做功WNQ＜W＝mgR，由动能定理可得：

2

112

－mg·R－WNQ＝mv2－mv，得VQ＞0，仍会向上运动一段距离，选项C正确．

2Q2N

第5题图

6．D 【解析】 质量相同的甲、乙两木块仅在摩擦力作用下沿同一水平面滑动，只有摩擦力做功，得：W＝fx，又： W＝Ek－Ek0，得：Ek＝Ek0－fx ①由图象和公式①可知，物体与水平面间的动摩擦因数μ相同，Ek甲＞Ek乙甲、乙两物体的质量相同，所以 v0甲＞v0乙甲乙两物体在水平面上做匀减速运动，加速度a＝μg，相同，速度－时间图象的斜率相同，

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则两个物体的v-t图象平行甲减速到零所用时间大于乙的时间，由图示图象可知，ABC错误，

D正确；故选D.

7．(1)1.2 N (2)1.2 m (3)0.3 N 【解析】

(1)小球由A运动至B，由动能定理得 1mgR＝mv2①

20

mv20

在B点有FN－mg＝②

R

根据牛顿第三定律，轨道压力大小FN′＝FN③ 联①②③解得：FN′＝1.2 N (2)小球从B点飞出做平抛运动 1

竖直方向H＝gt2④

2

水平方向x＝v0t⑤ 解得：x＝1.2 m

(3)设风力大小为F，

小球从A运动至B端，由动能定理得 1

mgR－FR＝mv2⑥

21

小球从B端运动至C处，水平位移x1＝0⑦ 1

x1＝v1t－a1t2⑧

2

水平方向F＝ma1⑨

联立④⑥⑦⑧⑨解得：F＝0.3 N.

8．(1)8 m/s2 2 s (2)该同学回答错误．错误1：至少滑到D点速度为0才可以越过曲面落地 错误2：在斜面上力F不能过大，否则物块将离开斜面运动 0.5 N＜F≤2.67 N

【解析】 (1)由牛顿第二定律Fcosθ＋mgsinθ－μN＝ma① 由垂直斜面方向受力平衡可得N＝mgcosθ－Fsinθ② 联立①②可得加速度a＝8 m/s2

1

s＝s1＋s2＝a1t2＋a1t1(t－t1)得t1＝2 s；

21

(2)从P至D动能定理WG＋WF＋Wf＝ΔEk，

mg(s1sinθ－h1)＋F1s1cosθ－μ(mgcosθ－F1sinθ)s1＝0得F1＝0.5 N F2sinθ＝mgcosθ得F2＝2.67 N

所以恒力F的范围应该为F1＜F≤F2 即0.5 N＜F≤2.67 N.

9．(1)30 m (2)2 s 【解析】 已知卡车质量m＝8 t＝8×103 kg，初速度v0＝54 km/h＝15 m/s.

1

(1)从制动到停车阻力对卡车所做的功为W，由动能定理有W＝－mv2

20

已知卡车所受阻力f＝－3×104 N，设卡车的制动距离s1，有W＝fs1 联立上式，代入数据解得s1＝30 m.

(2)已知车长l＝7 m，AB与CD的距离为s0＝23 m．设卡车驶过的距离为s2，D处人行

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??s2＝s0＋l

横道信号灯至少需经过时间Δt后变灯，有?

?s2＝v0Δt?

联立上式，代入数据解得Δt＝2 s.

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END

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