2020版高考物理一轮复习全程训练计划课练15动能和动能定理含解析

故C错误；物体上升过程中，克服摩擦力做功，机械能减少，减少的机械能等于克服摩擦力做的功，ΔE＝－μmgcosαhsinα，得μ＝0.5，故B错误；物体上升过程中，由牛顿第二定律得mgsinα＋222μmgcosα＝ma，得a＝gsinα＋μgcosα＝10×0.6 m/s＋0.5×10×0.8 m/s＝10 m/s，故A正确；由图象可知，物体上升过程中摩擦力做功为W＝30 J－50 J＝－20 J，在整个过程中由动能定理得2W＝Ek－Ek0，则有Ek＝Ek0＋2W＝50 J＋2×(－20) J＝10 J，故D正确． 7. (多选)如图是某缓冲装置，劲度系数足够大的轻质弹簧与直杆相连，直杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f，直杆质量不可忽略．一质量为m的小车以速度v0撞击弹簧，最终以速度v弹回．直杆足够长，且直杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计小车与地面间的摩擦．则( ) A．小车被弹回时速度v一定小于v0 1?1212?B．直杆在槽内移动的距离等于?mv0－mv? 2?f?2C．直杆在槽内向右运动时，小车与直杆始终保持相对静止 D．弹簧的弹力可能大于直杆与槽间的最大静摩擦力 答案：BD 解析：小车在向右运动的过程中，弹簧的形变量若始终小于时，直杆和槽间无相对运动，小车被弹回时速度v一定等于v0；若形变量大于时，杆和槽间出现相对运动，克服摩擦力做功，小车的动能减小，所以小车被弹回时速度v一定小于v0，A错误；对整个过程应用动能定理得fs＝ΔEk，1?1212?直杆在槽内移动的距离s＝?mv0－mv?，B正确；直杆在槽内向右运动时，开始小车速度比杆的2?f?2大，所以不可能与直杆始终保持相对静止，C错误；当弹力等于最大静摩擦力时，直杆开始运动，此时小车的速度大于直杆的速度，弹簧进一步被压缩，弹簧的弹力大于最大静摩擦力，D正确． 8．(多选)如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以不变的初速度沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示，重力加速度大小g取10 m/s，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，根据图象可求出( ) 2fkfk

A．物体的初速率为3 m/s B．物体与斜面间的动摩擦因数为0.75 C．取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x的最小值为1.44 m D．当θ＝45°时，物体达到最大位移后将停在斜面上 答案：BC 解析：由题图乙可知，当夹角θ＝0°时，位移为2.40 m，而当夹角为90°时，位移为1.80 m，则由竖直上抛运动规律可知v0＝2gh，解得v0＝2gh＝6 m/s，故A错误；当夹角为0°时，由动能1212定理可得μmgx＝mv0，解得μ＝0.75，故B正确；－mgxsinθ－μmgxcosθ＝0－mv0，解得x＝222v202gθ＋μcosθ(m)＝183θ＋cosθ4(m)＝18510×4θ＋α(m)，当θ＋α＝90°时，sin(θ＋α)＝1，此时位移最小，x＝1.44 m，故C正确；若θ＝45°时，物体受到重力的分力为mgsin45°＝232232mg，最大静摩擦力f＝μmgcos45°＝mg，mg＞mg，故物体达到最2828大位移后会下滑，故D错误． 9．[2019·广东佛山一中段考] 如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平．一质量为m的质点自P点上方高为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4mg，g为重力加速度的大小．用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功．则( ) 1A．W＝mgR，质点恰好可以到达Q点 21B．W>mgR，质点不能到达Q点 21C．W＝mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离 21D．W0，所以质点到达Q点后，继续上升一段距离．故C正确，A、B、D错误． 210．[2019·陕西渭南模拟](多选)一质量为m的物体以速度v0在足够大的光滑水平面上运动，3从零时刻起，对该物体施加一水平恒力F，经过时间t，物体的速度大小减小到最小值v0，此后速5度大小不断增大．则( ) 2mv0A．水平恒力F大小为 5tB．水平恒力作用2t时间，物体速度大小为v0 82C．在t时间内，水平恒力做的功为－mv0 253D．若水平恒力大小为2F，方向不变，物体运动过程中的最小速度仍为v0 5答案：BCD 3解析：由物体速度减小到最小值v0，可知恒力F的方向与速度v0的方向间的夹角为钝角，将5v0沿F的方向和垂直于F的方向进行分解，可知垂直于F方向的速度大小vx＝v0，平行于F方向4vy4mv0的速度大小vy＝v0，根据牛顿第二定律可知F＝m＝，A错误；水平恒力作用2t时间，垂直5t5t34于F方向的速度大小vx＝v0不变，平行于F方向的速度大小vy＝v0，物体速度大小为v0，B正确；55121282在t时间内，水平恒力做的功为W＝mvx－mv0＝－mv0，C正确；若水平恒力大小为2F，方向不22253变，物体运动过程中的最小速度仍为v0，D正确． 5二、非选择题 11．如图所示，粗糙的斜面AB下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，整个装置竖直放置，C是最低点，圆心角θ＝37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R＝1 m，斜面长L＝4 m，现有一个质量m＝0.1 kg的小物体P从斜面AB上端A点无初速度下滑，物体P与斜面AB之间的动摩擦因数μ＝0.25.不计空气阻力，g＝10 m/s，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：

235 (1)物体P第一次通过C点时的速度大小vC； (2)物体P第一次通过C点时对轨道的压力大小； (3)物体P第一次离开D点后在空中做竖直上抛运动到最高点E，接着从空中又返回到圆弧轨道和斜面，在这样多次反复的整个运动过程中，物体P对C点处轨道的最小压力． 答案：(1)6 m/s (2)4.6 N (3)1.4 N 解析：(1)物体P从A下滑经B到C过程中根据动能定理有mgL·sin37°＋mgR(1－cos37°)12－μmgcos37°·L＝mvC－0，解得vC＝6 m/s. 2v2C(2)物体P在C点，根据牛顿第二定律有N－mg＝m， R解得N＝4.6 N. 根据牛顿第三定律，物体P通过C点时对轨道的压力为4.6 N. (3)物体P最后在B和与其等高的圆弧轨道上来回运动时，经C点压力最小，由B到C由动能1v′C2定理有mgR(1－cos37°)＝mv′C，解得v′C＝2 m/s，则Nmin＝mg＋m＝1.4 N. 2R根据牛顿第三定律，物体P对C点处轨道的最小压力为1.4 N. 12. 小物块A的质量为m，物块与坡道间的动摩擦因数为μ，水平面光滑，坡道顶端距水平面高度为h，倾角为θ，物块从坡道进入水平滑道时，在底端O点处无机械能损失，重力加速度为g.将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点，如图所示．物块A从坡顶由静止滑下，求： (1)物块滑到O点时的速度大小； (2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能； (3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度． 答案：(1)2gh－μcotθ (2)mgh－μmghcotθ (3)－μcotθ1＋μcotθ2h 12解析：(1)由动能定理有mgh－μmghcotθ＝mv， 2得v＝2gh－μcotθ. 12(2)在水平滑道上由能量守恒定律有mv＝Ep， 2得Ep＝mgh－μmghcotθ.

(3)设物块A能够上升的最大高度为h1，物块A被弹回过程中，由能量守恒定律有Ep＝－μcotθ1＋μcotθμmgh1cotθ＋mgh1，得h1＝

h.