2023學年完整公開課版2022動能定理

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2022年05月22日303191319的高中物理組卷(掃描二維碼可查看試題解析)一．選擇題（共13小題）1．（2022?山東模擬）如圖甲所示，為測定物體沖上粗糙斜面能達到的最大位移x與斜面傾角θ的關系，將某一物體每次以不變的初速率v0沿足夠長的斜面向上推出，調節(jié)斜面與水平方向的夾角θ，實驗測得x與斜面傾角θ的關系如圖乙所示，g取10m/s2，根據(jù)圖象可求出（）A．物體的初速率v0=3m/sB．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=C．取不同的傾角θ，物體在斜面上能達到的位移x的最小值xmin=D．當某次θ=30°時，物體達到最大位移后將沿斜面下滑2．（2022?陜西模擬）質量分別為2m和m的A、B兩物體分別在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面運動，撤去F1、F2后受摩擦力的作用減速到停止，其V﹣t圖象如圖所示，則下列說法正確的是（）A．F1和F2大小相等B．F1和F2對A、B做功之比為2：1C．A、B所受摩擦力大小相等D．全過程中摩擦力對A、B做功之比為1：23．（2022?廣東一模）一物體自t=0時開始做直線運動，其速度圖線如圖所示，下列選項正確的是（）A．在0～6s內，物體經(jīng)過的路程為40mB．在0～6s內，物體離出發(fā)點最遠為30mC．在0～4s內，物體的平均速度為sD．在5s～6s內，物體所受的合外力做負功4．（2022?河南一模）5．（2022?浙江校級二模）質量為m的小球被系在輕繩的一端，在豎直平面內做半徑為R的圓周運動，運動過程中小球受到空氣阻力的作用．設某一時刻小球通過軌道的最低點，此時繩子的張力為7mg，此后小球繼續(xù)做圓周運動，經(jīng)過半個圓周恰能通過最高點，則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功為（）A．B．C．D．mgR6．（2022?奉賢區(qū)一模）如圖所示，一物體以某一初速度v0從固定的粗糙斜面底端上滑至最高點又返回底端的過程中，以沿斜面向上為正方向．若用h、x、v和Ek分別表示物塊距水平地面高度、位移、速率和動能，t表示運動時間．則可能正確的圖象是（）A．B．C．D．7．（2022?嘉峪關校級二模）起重機用鋼繩吊起一質量為m的重物，從靜止開始豎直向上做勻加速直線運動，上升高度為h時速度達到v．不計空氣的阻力，下列說法正確的是（）A．鋼繩的拉力做的功等于mghB．鋼繩的拉力做的功等于mv2C．鋼繩克服重力做的功等于mghD．鋼繩的拉力做的功等于mv2+mgh8．（2022?淮安三模）如圖甲所示，固定斜面AC長為L，B為斜面中點，AB段光滑．一物塊在恒定拉力F作用下，從最低點A由靜止開始沿斜面上滑至最高點C，此過程中物塊的動能Ek隨位移s變化的關系圖象如圖乙所示．設物塊由A運動到C的時間為t0，下列描述該過程中物塊的速度v隨時間t、加速度大小a隨時間t、加速度大小a隨位移s、機械能E隨位移s變化規(guī)律的圖象中，可能正確的是（）A．B．C．D．9．（2022?南昌校級二模）如圖所示，一個小滑塊（可視為質點）從離B點高H=12m處，由靜止開始通過光滑弧形軌道AB，進入半徑R=4m的豎直圓環(huán)，且滑塊與圓環(huán)動摩擦因數(shù)處處相等．當?shù)竭_環(huán)頂C時，剛好對軌道壓力為零：沿CB圓弧滑下后，進入光滑弧形軌道BD，且到達離B點高h的D點時，速度為零．則h不可能為（）A．12mB．9mC．D．7m10．（2022?青浦區(qū)二模）如圖所示，長為L的輕繩一端固定在O點，另一端系一質量為m的小球，在最低點給小球一水平初速度v0，同時對小球施加一大小不變，方向始終垂直于繩的力F，小球沿圓周運動到繩水平時，小球速度大小恰好也為v0．則正確的是（）A．小球在向上擺到45°角時速度達到最大B．F=mgC．速度大小始終不變D．F=11．（2022?奉賢區(qū)一模）如圖所示，一質量為m的小球套在光滑豎直桿上，輕質彈簧一端固定于O點，另一端與該小球相連．現(xiàn)將小球從A點由靜止釋放，沿豎直桿運動到B點，已知OA長度小于OB長度，彈簧處于OA、OB兩位置時彈力大小相等．彈簧的形變量相同時彈性勢能相同．則小球在此過程中（）A．加速度等于重力加速度g的位置有兩個B．彈簧彈力的功率為零的位置有兩個C．彈簧彈力對小球所做的正功等于小球克服彈簧彈力所做的功D．彈簧彈力做正功過程中小球運動的距離等于小球彈簧彈力做負功過程中小球運動的距離12．（2022春?重慶校級月考）一質量為m的物體在水平恒力F的作用下沿水平面運動，在t0時刻撤去力F，其v﹣t圖象如圖所示已知物體質量為m，并與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，則下列關于力F的大小和力摩擦力做功W的大小關系式正確的是（）A．F=3μmgB．F=2μmgC．W=μmgv0t0D．W=μmgv0t013．（2022?南開區(qū)一模）在奧運比賽項目中，高臺跳水是我國運動員的強項．質量為m的跳水運動員進入水中后因受到水的阻力而做減速運動，設水對他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降高度為h的過程中（g為當?shù)氐闹亓铀俣龋铝姓f法正確的是（）A．他的動能減少了FhB．他的重力勢能減少了mghC．他的機械能減少了（F﹣mg）hD．他的機械能減少了Fh二．解答題（共17小題）14．（2022?資陽模擬）如圖所示，一粗糙斜面AB與光滑圓弧軌道BCD相切，C為圓弧軌道的最低點，圓弧BC所對圓心角θ=37°．已知圓弧軌道半徑為R=，斜面AB的長度為L=．質量為m=1kg的小物塊（可視為質點）從斜面頂端A點處由靜止開始沿斜面下滑，從B點進入圓弧軌道運動恰能通過最高點D．sin37°=，cos37°=，重力加速度g=10m/s2．求：（1）物塊經(jīng)C點時對圓弧軌道的壓力Fc；（2）物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ．15．（2022?桂林校級模擬）如圖所示，設AB段是距水平傳送帶裝置高為H=的光滑斜面，水平段BC使用水平傳送帶裝置，BC長L=5m，與貨物包的動摩擦因數(shù)為μ=，皮帶輪的半徑為R1=，轉動的角度為ω=15rad/s．設質量為m=1kg的小物塊由靜止開始從A點下滑，經(jīng)過B點的拐角處無機械能損失．小物塊隨傳送帶運動到C點后水平拋出，恰好無碰撞地沿圓弧切線從D點進入豎直光滑圓弧軌道下滑．D、E為圓弧的兩端點，其連線水平．已知圓弧半徑R2=圓弧對應圓心角θ=106°，O為軌道的最低點．（g=10m/s2，sin37°=，cos37°=）試求：（1）小物塊在水平傳送帶BC上的運動時間；（2）水平傳送帶上表面距地面的高度；（3）小物塊經(jīng)過O點時對軌道的壓力．16．（2022?廣州校級模擬）如圖，AB平臺末端有擋板，一個被壓縮彈簧末端連接擋板，一端與一個質量為m=的小球接觸，小球一開始靜止于A點，AB之間的距離S=1m，小球與平臺動摩擦因素為u1=，CD為半徑等于r=豎直放置的光滑細圓管，O為細圓管的圓心，CO與豎直線的夾角為45°；一上表面粗糙木板DE放在光滑水平面上，末端與光滑斜面DE通過長度可忽略的光滑圓弧連接．現(xiàn)釋放彈簧，彈簧的彈性勢能全部轉化為小球的動能，從B點水平拋出，恰好能垂直于OC從C點進入細圓管，小球從進入小球從進入圓管開始受到始終豎直向上的力F=5N的作用，當小球運動到圓管的末端C時作用力F立即消失，能平滑的沖上粗糙長木板DE，已知DE的長度L=1m，斜面高度h=，DEF質量M=．（1）小球在B點水平拋出的初速度v0；（2）彈簧一開始具有的彈性勢能；（3）要使小球在EF上與M達到共同速度，求小球與長木板DE的動摩擦因素的取值范圍．17．（2022秋?如皋市月考）如圖所示，在同一豎直平面內，一輕質彈簧一端固定，靜止斜靠在光滑斜面上，另一自由端恰好與水平線AB齊平，一長為L的輕質細線一端固定在O點，另一端系一質量為m的小球，O點到AB的距離為2L．現(xiàn)將細線拉至水平，小球從位置C由靜止釋放，到達O點正下時，細線剛好被拉斷．當小球運動到A點時恰好能沿斜面方向壓縮彈簧，不計碰撞時的機械能損失，彈簧的最大壓縮量為L（在彈性限度內），重力加速度為g．求：（1）細線所能承受的拉力F的范圍；（2）斜面的傾角θ；（3）彈簧所獲得的最大彈性勢能Ep．18．（2022?銀川校級二模）飛機若僅依靠自身噴氣式發(fā)動機推力起飛需要較長的跑道，某同學設計在航空母艦上安裝電磁彈射器以縮短飛機起飛距離，他的設計思想如下：如圖所示，航空母艦的水平跑道總長l=180m，其中電磁彈射器是一種長度為l1=120m的直線電機，這種直線電機從頭至尾可以提供一個恒定的牽引力F牽．一架質量為m=×104kg的飛機，其噴氣式發(fā)動機可以提供恒定的推力F推=×105N．考慮到飛機在起飛過程中受到的阻力與速度大小有關，假設在電磁彈射階段的平均阻力為飛機重力的倍，在后一階段的平均阻力為飛機重力的倍．飛機離艦起飛的速度v=100m/s，航母處于靜止狀態(tài)，飛機可視為質量恒定的質點．請你求出（計算結果均保留兩位有效數(shù)字）（1）飛機在后一階段的加速度大?。唬?）電磁彈射器的牽引力F牽的大?。?9．（2022春?福州校級期中）如圖所示，斜面和水平面由一小段光滑圓弧連接，斜面的傾角為37°，一質量為的物塊從距斜面底端B點5m處的A點由靜止釋放．已知物塊與水平面和斜面的動摩擦因數(shù)均為．（sin37°=，cos37°=，g=10m/s2）（1）物塊到達B點的速度為多大？（2）物塊在水平面上滑行的距離為多少？（3）若物塊開始靜止在水平面上距B點10m的C點處，用大小為的水平恒力向右拉該物塊，欲使物塊能到達A點，水平恒力作用的最短距離為多大？20．（2022春?湖州期中）如圖，半徑R=的光滑圓弧軌道ABC與足夠長的粗糙傾斜直軌道CD在C處平滑連接，O為圓弧軌道ABC的圓心，B點為圓弧軌道的最低點，半徑OA、OC與OB的夾角分別為53°和37°．將一個質量m=的物體（視為質點）從A點左側上方高為h=處的P點水平拋出，恰從A點沿切線方向進入圓弧軌道．已知物體與軌道CD間的動摩擦因數(shù)μ=，sin37°=，cos37°=．求：（1）物體水平拋出時的初速度大小v0；（2）物體經(jīng)過B點時，對圓弧軌道的最大壓力大小FN；（3）物體在軌道CD上運動時，離開C點的最大距離x及在CD軌道上的運動總路程s．21．（2022春?瑞安市校級期中）如圖所示，某人水平離開平臺邊緣A點時的速度vA=s，恰能無碰撞地沿圓弧切線從B點進入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道滑行．C為軌道的最低點，B、D為軌道與水平地面的連接點．已知人與滑板可視為質點，其總質量m=，滑板與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ=，空氣阻力忽略不計，軌道半徑R=，軌道BCD對應的圓心角θ=74°，g取10m/s2，cos37°=，sin37°=．（1）求人與滑板在B點的速度大??；（2）求運動到圓弧最低點C時軌道對人支持力的大小．22．（2022春?溫州校級期中）如圖所示，粗糙水平軌道AB與半徑為R的光滑半圓形軌道BC相切于B點，現(xiàn)有質量為m的小球（可看作質點）以初速度v0=從A點開始向右運動，并進入半圓形軌道，若小球恰好能到達半圓形軌道的最高點C，最終又落于水平軌道上的A處，重力加速度為g，求：（1）小球落到水平軌道上的A點時速度的大小vA；（2）水平軌道與小球間的動摩擦因數(shù)μ．23．（2022春?余姚市校級月考）質量為m=1kg的小物塊輕輕放在水平勻速運動的傳送帶上的P點，隨傳送帶運動到A點后水平拋出，小物塊恰好無碰撞的沿圓弧切線從B點進入豎直光滑圓孤軌道下滑．B、C為圓弧的兩端點，其連線水平．已知圓弧半徑R=圓弧對應圓心角θ=1060，軌道最低點為O，A點距水平面的高度h=．小物塊離開C點后恰能無碰撞的沿固定斜面向上運動，后經(jīng)過D點，物塊與斜面間的滑動摩擦因數(shù)為μ1=（g=10m/s2，sin37°=，cos37°=）試求：（1）小物塊離開A點的水平初速度v1（2）小物塊經(jīng)過O點時對軌道的壓力（3）斜面上CD間的距離（4）假設小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ2=，傳送帶的速度為5m/s，則PA間的距離是多少？24．（2022?遼寧校級三模）如圖所示，水平傳送帶的右端與豎直面內的用光滑鋼管彎成的“9”形固定軌道相接，鋼管內徑很?。畟魉蛶У倪\行速度為v0=6m/s，將質量m=的可看作質點的滑塊無初速地放到傳送帶A端，傳送帶長度為L=，“9”字全高H=，“9”字上半部分圓弧半徑為R=，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=，重力加速g=10m/s2，試求：（1）滑塊從傳送帶A端運動到B端所需要的時間；（2）滑塊滑到軌道最高點C時對軌道作用力的大小和方向；（3）若滑塊從“9”形軌道D點水平拋出后，恰好垂直撞在傾角θ=45°的斜面上P點，求P、D兩點間的豎直高度h（保留兩位有效數(shù)字）．25．（2022?保靖縣校級模擬）某同學利用玩具電動車模擬騰躍運動．如圖所示，AB是水平地面，長度為L=6m，BC是半徑為R=12m的圓弧，AB、BC相切于B點，CDE是一段曲面．玩具電動車的功率始終為P=10W，從A點由靜止出發(fā)，經(jīng)t=3s到達B點，之后通過曲面到達離地面h=的E點水平飛出，落地點與E點的水平距離x=．玩具電動車可視為質點，總質量為m=1kg，在AB段所受的阻力恒為2N，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力．求：（1）玩具電動車過B點時對圓弧軌道的壓力：（2）玩具電動車過E點時的速度；（3）若從B點到E點的過程中，玩具電動車克服摩擦阻力做功10J，則該過程所需要的時間是多少？26．（2022?惠安縣模擬）如圖所示，光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點，BC右端連接內壁光滑、半徑為r的細圓管CD，管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，輕彈簧一端固定，另一端恰好與管口D端齊平．質量為m的小球在曲面上距BC的高度為2r處從靜止開始下滑，小球與BC間的動摩擦因數(shù)μ=，進入管口C端時與圓管恰好無作用力，通過CD后壓縮彈簧，在壓縮彈簧過程中速度最大時彈簧的彈性勢能為EP．求：（1）小球達到B點時的速度大小vB；（2）水平面BC的長度s；（3）在壓縮彈簧過程中小球的最大速度vm．27．（2022?濰坊一模）如圖所示，水平地面的B點右側有一圓形擋板．圓的半徑R=4m，B為圓心，BC連線與豎直方向夾角為37°．滑塊靜止在水平地面上的A點，AB間距L=．現(xiàn)用水平拉力F=18N沿AB方向拉滑塊，持續(xù)作用一段距離后撤去，滑塊恰好落在圓形擋板的C點，已知滑塊質量m=2kg，與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=，取g=10m/s2，sin37°=，cos37°=．求：（1）拉力F作用的距離，（2）滑塊從A點運動到圓弧上C點所用的時間．28．（2022?浙江二模）如圖（a），一物體以一定的速度v0沿足夠長斜面向上運動，此物體在斜面上的最大位移與斜面傾角的關系由圖（b）中的曲線給出．設各種條件下，物體運動過程中的摩擦系數(shù)不變．g=10m/s2試求：（1）物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)（2）物體的初速度大小（3）θ為多大時，X值最?。?9．（2022?河西區(qū)二模）如圖所示，在豎直平面內，粗糙的斜面軌道AB的下端與光滑的圓弧軌道BCD相切于B，C是最低點，圓心角∠BOC=37°，D與圓心O等高，圓弧軌道半徑R=，現(xiàn)有一個質量為m=可視為質點的小物體，從D點的正上方E點處自由下落，DE距離h=，物體與斜面AB之間的動摩擦因數(shù)μ=．取sin37