2016年遼寧高考物理模擬試題:動能和動能定理

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一、選擇題
    1.一質(zhì)量為m的滑塊,以速度v在光滑水平面上向左滑行,從某一時刻起,在滑塊上作用一向右的水平力,經(jīng)過一段時間后,滑塊的速度變?yōu)?2v(方向與原來相反),在這段時間內(nèi),水平力所做的功為(  )
    A.mv2 B.-mv2
    C.mv2 D.-mv2
    2.一物體速度由0增大到v,再從v增大到2v,外力做功分別為W1和W2,則W1和W2關(guān)系正確的是(  )
    A.W1=W2 B.W2=2W1
    C.W2=3W1 D.W2=4W1
    3.一質(zhì)量為m的小球,用長為l的輕繩懸掛于O點,小球在水平力F作用下,從平衡位置P點很緩慢地移動到Q點,如圖1所示,則力F所做的功為(  )
    A.mglcos θ
    B.Flsin θ
    C.mgl(1-cos θ)
    D.Flcos θ
    4.某人騎自行車下坡,坡長l=500 m,坡高h(yuǎn)=8 m,人和車總質(zhì)量為100 kg,下坡時初速度為4 m/s,人不踏腳踏板的情況下,到達(dá)坡底時車速為10 m/s,g取10 m/s2,則下坡過程中阻力所做的功為(  )
    A.-4 000 J B.-3 800 J
    C.-5 000 J D.-4 200 J
    5.一輛質(zhì)量為m,額定功率為P的小車從靜止開始以恒定的加速度 a啟動,所受阻力為f,經(jīng)時間t,行駛距離x后達(dá)到速度vm,然后勻速運動,則從靜止開始到達(dá)到速度的過程中,機車牽引力所做的功為(  )
    A.Pt B.(f+ma)x
    C.mvm2 D.mvm2+fx
    6.物體在合外力作用下做直線運動的v-t圖象如圖2所示.下列表述正確的是(  )
    A.在0~1 s內(nèi),合外力做正功
    B.在0~2 s內(nèi),合外力總是做負(fù)功
    C.在1 s~2 s內(nèi),合外力不做功
    D.在0~3 s內(nèi),合外力總是做正功
    7.質(zhì)量為m的小車在水平恒力F的推動下,從山坡(粗糙)底部A處由靜止起運動至高為h的坡頂B,獲得的速度為v,AB之間的水平距離為x,重力加速度為g.下列說法不正確的是(  )
    圖3
    A.小車克服重力所做的功是mgh
    B.合外力對小車做的功是mv2
    C.推力對小車做的功是mv2+mgh
    D.阻力對小車做的功是mv2+mgh-Fx
    二、非選擇題
    8.位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道是由一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連接而成,圓形軌道的半徑為R.一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止開始下滑,然后沿圓形軌道運動.要求物塊能通過圓形軌道點,且在該點與軌道間的壓力不能超過5mg(g為重力加速度).求物塊初始位置相對于圓形軌道底部的高度h的取值范圍.
    9.某小區(qū)兒童娛樂的滑滑梯示意圖,其中AB為斜面滑槽,與水平方向夾角為37°,BC為水平滑槽,與半徑為0.2 m的1/4圓弧CD相切,ED為地面.已知通常兒童在滑槽上滑動時的動摩擦系數(shù)是0.5,A點離地面的豎直高度AE為2 m,試求:
    (1)兒童由A處靜止起滑到B處時的速度大小.
    (2)為了兒童在娛樂時不會從C處脫離圓弧水平飛出,水平滑槽BC長至少為多少?(B處的能量損失不計)
    參考答案:
    1.A
    2.C [由動能定理可知
    W1=mv2-0,
    W2=m(2v)2-mv2=mv2,
    故W2=3W1,C正確.]
    3.C [應(yīng)由動能定理求解.
    由動能定理得:WF+WG=0
    又WG=-mgl(1-cos θ)
    所以WF=mgl(1-cos θ),故應(yīng)選C.]
    4.B [由動能定理得:mgh+Wf=mv-mv,故Wf=mv-mv-mgh=-3 800 J,故B正確.]
    5.D [汽車開始做勻加速直線運動,功率不是恒定的,故A錯誤;由牛頓第二定律知,開始的勻加速階段,機車牽引力為f+ma,但達(dá)到速度vm前,有一段變加速過程,牽引力逐漸變小,故B錯誤;由動能定理可得:W牽-fx=mvm2,所以W牽=mvm2+fx,D正確,C錯誤.]
    6.A [根據(jù)物體的速度圖象可知,物體在0~1 s內(nèi)做勻加速運動,合外力做正功,A正確;1 s~2 s內(nèi)做勻減速運動,合外力做負(fù)功,根據(jù)動能定理可知在0~3 s內(nèi)合外力做功為零,B、C、D均錯誤.]
    7.C [小車克服重力做功W=Gh=mgh,A選項正確;由動能定理知,小車受到的合力做的功等于小車動能的增加,W合=ΔEk=mv2,B選項正確;由動能定理,W合=W推+W重+W阻=mv2,所以推力做的功W推=mv2-W阻-W重=mv2+mgh-W阻,C選項錯誤;阻力對小車做的功W阻=mv2-W推-W重=mv2+mgh-Fx,D選項正確.]
    8.R≤h≤5R
    解析 設(shè)物塊在圓形軌道點的速度為v,由機械能守恒定律得
    mgh=2mgR+mv2①
    物塊在點受的力為重力mg、軌道的壓力N.重力與壓力的合力提供向心力,有
    mg+N=m②
    物塊能通過點的條件是
    N≥0③
    由②③式得
    v≥④
    由①④式得
    h≥R⑤
    按題目要求,N≤5mg,由②式得
    v≤⑥
    由①⑥式得
    h≤5R
    h的取值范圍是
    R≤h≤5R
    9.(1)3.46 m/s (2)1.0 m
    解析 (1)對兒童由A到B應(yīng)用動能定理
    mg(hAE-R)-μmgcos 37°=mv
    解得:vB=3.46 m/s
    (2)對兒童,在C處mg≥m
    -μmgxBC=mv-mv
    解得:xBC=1.0 m