物理微专题38 动能定理及其应用 试卷

这是一份物理微专题38 动能定理及其应用 试卷，共6页。
微专题38　动能定理及其应用
1．应用动能定理要注意对研究对象进行受力分析、运动分析和各力做功分析.2.列动能定理方程要规范：W1＋W2＋W3＋…＝Ek2－Ek1(注意各功的正负号问题).3.优先选用动能定理的四种情况：(1)不涉及加速度和时间，只涉及速度和位移的问题．(2)有多个物理过程的问题(特别是往复运动)．(3)变力做功问题．(4)曲线运动问题．
1.如图所示，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．等于克服摩擦力所做的功
D．大于克服摩擦力所做的功
答案　A
解析　由动能定理有WF－W克f＝Ek－0，可知木箱获得的动能一定小于拉力所做的功，无法判断动能与克服摩擦力所做的功间的关系，A正确，B、C、D错误．
2．(2023·山东济宁市模拟)已知篮球在空气中运动时所受空气阻力与速度大小成正比．篮球与地面碰撞后以大小为v0的速度竖直弹起后到再次与地面碰撞的过程中，以v表示篮球的速度，t表示篮球运动的时间，Ek表示篮球的动能，h表示篮球的高度，则下列图像可能正确的是(　　)


答案　D
解析　篮球在上升的过程中，速度越来越小，空气阻力越来越小，由mg＋F阻＝ma，可知其加速度越来越小，速度变化越来越慢，v－t图线切线的斜率越来越小，下降过程中，v越来越大，空气阻力就越来越大，由mg－F阻＝ma，可知加速度减小，v－t图线切线的斜率继续减小，A、B错误；上升过程中，h越大，v越小，阻力就越小，合力就越来越小，Ek—h图线切线的斜率越小，下降过程中，h越小，v越大，阻力就越大，合力越小，所以Ek—h图线切线的斜率越小，C错误，D正确．
3．(2023·北京市东城区模拟)复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果．一列质量为m的动车，初速度为v0，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变．下列关于列车在整个过程中的说法正确的是(　　)
A．做匀加速直线运动
B．牵引力的功率P＝Fvm
C．当动车速度为时，其加速度为
D．牵引力做的功等于mvm2－mv02
答案　B
解析　动车以恒定功率运动，根据牛顿第二定律可得－F＝ma，可知随着动车速度的增大，加速度逐渐减小，A错误；当动车的加速度为零时，速度达到最大，根据受力平衡可得F＝F牵＝，解得牵引力的功率P＝Fvm，B正确；当动车速度为时，此时牵引力为F牵′＝＝3＝3F，根据牛顿第二定律可得F牵′－F＝ma1，可得其加速度为a1＝，C错误；假设整个过程动车行驶的位移为x，由动能定理可得W牵－Fx＝mvm2－mv02，解得牵引力做的功为W牵＝mvm2－mv02＋Fx>mvm2－mv02，D错误．
4.(2023·黑龙江省哈尔滨三中检测)一质量为m的物块静止在光滑水平面上，某时刻起受到水平向右的大小随位移变化的力F的作用，F随位移变化的规律如图所示，x0、F0已知，下列说法正确的是(　　)

A．物块先做匀加速运动，后做匀减速运动
B．物块的位移为x0时，物块的速度最大
C．力F对物块做的总功为6F0x0
D．物块的最大速度为
答案　D
解析　物块在光滑水平面上运动，受到的合外力为F，因为F为正，所以物块一直做加速运动，物块的位移为3x0时，速度最大，故A、B错误；由题图可知，合外力做功的大小为图线与x轴围成的面积，所以力F对物块做的总功为W＝×2F0×3x0＝3F0x0，故C错误；物块的位移为3x0时，物块的速度最大，由动能定理可得3F0x0＝mvm2，所以最大速度为vm＝，故D正确．
5.(多选)质量相等的A、B两物体放在同一水平面上，分别受到水平拉力F1、F2的作用从静止开始做匀加速直线运动．经过时间t0和4t0速度分别达到2v0和v0时，分别撤去F1和F2，以后物体继续做匀减速直线运动直至停止，两物体的速度随时间变化的图像如图所示．则下列结论正确的是(　　)

A．A、B物体所受摩擦力Ff1∶Ff2＝2∶1
B．A、B物体所受摩擦力Ff1∶Ff2＝1∶1
C．F1和F2对A、B做的功W1∶W2＝6∶5
D．F1和F2对A、B做的功W1∶W2＝12∶5
答案　BC
解析　从题图可知，两物体做匀减速运动的加速度大小都为a＝，根据牛顿第二定律，匀减速运动中，有Ff＝ma，则两物体所受摩擦力大小相同，故A错误，B正确；v－t图像与时间轴所围成的面积表示物体运动的位移，则两物体位移大小之比为6∶5，对全过程运用动能定理有W1－Ffx1＝0，W2－Ffx2＝0，解得W1＝Ffx1，W2＝Ffx2，所以整个运动过程中F1和F2做功之比为6∶5，故C正确，D错误．
6.如图所示，竖直平面内有一半径为R的圆轨道与水平轨道相切于最低点B.一质量为m的小物块从A处由静止滑下，沿轨道运动至C处停下，B、C两点间的距离为R，物块与圆轨道和水平轨道之间的动摩擦因数相同．现用始终平行于轨道或轨道切线方向的力推动物块，使物块从C处缓慢返回A处，重力加速度为g，设推力做的功至少为W，则(　　)

A．W＝mgR B．mgRW克f′，可得WmgR，综上所述mgR