1、第5题动能定理与功能关系的应用(限时：45分钟)1 (单选)质量为1 kg的物体静止于光滑水平面上，t0时刻起，物体受到向右的水平拉力F作用，第1 s内F2 N，第2 s内F1 N下列判断正确的是()A2 s末物体的速度为4 m/sB2 s内物体的位移为3 mC第1 s末拉力的瞬时功率最大D第2 s末拉力的瞬时功率最大答案C解析由牛顿第二定律知第1 s内物体的加速度大小为2 m/s2，第2 s内的加速度大小为1 m/s2，则第1 s末物体的速度大小为v1a1t12 m/s，第2 s末物体的速度大小为v2v1a2t23 m/s，选项A错误；2 s内物体的位移为xa1t(v1t2a2t)3.5 m
2、，选项B错误；第1 s末拉力的瞬时功率为P1F1v14 W，第2 s末拉力的瞬时功率为P2F2v23 W，选项C正确，选项D错误2 (单选)如图1所示是质量为1 kg的滑块在水平面上做直线运动的vt图象下列判断正确的是()图1A在t1 s时，滑块的加速度为零B在4 s6 s时间内，滑块的平均速度为2.5 m/sC在3 s7 s时间内，合力做功的平均功率为2 WD在5 s6 s时间内，滑块受到的合力为2 N答案C解析由题图可知，t1 s时，滑块的加速度大小为2 m/s2，A选项错误.4 s6 s时间内，滑块的位移x(411) m6 m，所以平均速度为3 m/s，B选项错误.3 s7 s时间内，合
3、力做功Wmv2142 J8 J，所以合力做功的平均功率 W2 W，C选项正确.5 s6 s时间内Fma4 N选项D错误3 (多选)如图2所示，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为Ff，用水平的恒定拉力F作用于滑块，当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s，滑块速度为v1，木板速度为v2，下列结论中正确的是()图2A上述过程中，F做功大小为mvmvB其他条件不变的情况下，M越大，s越小C其他条件不变的情况下，F越大，滑块到达木板右端所用时间越长D其他条件不变的情况下，Ff越大，滑块与木板间产生的热量越多答案BD解析由功能
4、关系可知，上述过程中，F做功的大小等于二者增加的动能与系统产生的热量之和，选项A错；其他条件不变的情况下，M越大，木板的加速度越小，s越小，选项B对；其他条件不变的情况下，F越大，滑块的加速度越大，滑块到达木板右端所用时间越短，选项C错；滑块与木板间产生的热量QFfs相对FfL板，选项D对4 (多选)如图3甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内)，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则
5、()图3At1时刻小球的速度为零Bt2t3这段时间内，小球的动能先增加后减少Ct2时刻小球的加速度为零Dt2t3这段时间内，小球的动能与重力势能之和在增加答案BD解析t2t3时间内，小球向上运动，先加速后减速，小球的动能先增加后减少，弹簧的形变量减小，弹性势能减小，选项B、D正确t2时刻，小球在最低点，加速度不为零，选项C错误5 (多选)空中花样跳伞是流行于全世界的一种极限运动假设某跳伞运动员从静止在空中的飞机上无初速跳下，沿竖直方向下落，运动过程中，运动员受到的空气阻力随着速度的增大而增大，运动员的机械能与位移的关系图象如图4所示，其中0x1过程中的图线为曲线，x1x2过程中的图线为直线根据
6、该图象，下列判断正确的是()图4A0x1过程中运动员受到的空气阻力是变力，且不断增大Bx1x2过程中运动员做匀速直线运动Cx1x2过程中运动员做变加速直线运动D0x1过程中运动员的动能不断增大答案ABD解析根据功能关系，阻力对运动员做的功等于运动员机械能的减少量，则有EE0Ffx.图线为曲线时阻力是变力，图线为直线时阻力是恒力，可见0x1过程中运动员加速下降，阻力不断增大，选项A、D正确；x1x2过程中运动员匀速下降，选项B正确，C错误6 (单选)一质量为2 kg的物体，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止
7、运动，图5中给出了拉力随位移变化的关系图象已知重力加速度g 10 m/s2，则根据以上信息不能精确得出或估算得出的物理量有()图5A物体与水平面间的动摩擦因数B合外力对物体所做的功C物体匀速运动时的速度D物体运动的时间答案D解析根据题意及图象所给信息可知，当水平拉力为7 N时物体匀速运动，即滑动摩擦力大小为7 N，所以可求物体与水平面间的动摩擦因数；合外力对物体做的功即为拉力和摩擦力做功之和，由图象可得物体减速阶段的位移，所以摩擦力的功可求，再由图象面积的物理意义估算水平拉力做的功，合外力对物体做的功可求；由动能定理可得物体匀速运动时的速度；因为物体减速阶段为非匀变速运动，所以不能求物体运动的
8、时间，本题选D.7 (单选)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，它们的动能位移(Ekx)的关系如图6所示，则两木块的速度时间(vt)的图象正确的是()图6答案D解析由动能定理，FfxEkEk0变化为：EkEk0Ffx.由它们的动能Ek位移x的关系图线可知，甲、乙两木块初动能不同，所受摩擦力Ff相同所以甲、乙两木块初速度不同，加速度相等，两木块的速度时间的图象正确的是D.8 (单选)如图7所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置
9、时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是()图7A弹簧与杆垂直时，小球速度最大B弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大C小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于mghD小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量大于mgh答案B解析弹簧与杆垂直时，弹性势能最小，小球重力势能和动能之和最大，选项A错误，B正确由机械能守恒定律，小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量等于mgh，选项C、D错误9 (多选)如图8甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动通过力传感器和速度传感器监测到推
10、力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示取g10 m/s2.则()图8A物体的质量m1.0 kgB物体与水平面间的动摩擦因数0.20C第2 s内物体克服摩擦力做的功W2.0 JD前2 s内推力F做功的平均功率1.5 W答案CD解析第2 s内，根据速度时间图象可知，物体的加速度为a2 m/s2，第3 s内，物体做匀速直线运动，FFfmg2 N，根据牛顿第二定律有3 Nmgma，解得m0.5 kg，0.40，A、B选项错误；第2 s内物体运动的位移为1 m，摩擦力为2 N，克服摩擦力做的功W2.0 J，C选项正确；前2 s内推力F做功为3 J，平均功率 W1.5 W，D选项正确10(多选)滑板
11、运动已成为青少年所喜爱的一种体育运动，如图9所示，某同学正在进行滑板训练图中AB段路面是水平的，BCD是一段半径R20 m的拱起的圆弧路面，圆弧的最高点C比AB段路面高出h1.25 m，若人与滑板的总质量为M60 kg.该同学自A点由静止开始运动，在AB路段他单腿用力蹬地，到达B点前停止蹬地，然后冲上圆弧路段，结果到达C点时恰好对地面压力等于，不计滑板与各路段之间的摩擦力及经过B点时的能量损失(g取10 m/s2)则()图9A该同学到达C点时的速度为10 m/sB该同学到达C点时的速度为10 m/sC该同学在AB段所做的功为3 750 JD该同学在AB段所做的功为750 J答案BC解析由于到达
12、C点时对地面压力为，故MgM，所以该同学到达C点时的速度为10 m/s，B正确；人和滑板从A点运动到C点的过程中，根据动能定理有：WMghMv，所以该同学在AB段所做的功为3 750 J，C正确11(多选)如图10所示，置于足够长斜面上的盒子A内放有光滑球B，B恰与A前、后壁接触，斜面光滑且固定于水平地面上一轻质弹簧的一端与固定在斜面上的木板P拴接，另一端与A相连，整个装置处于静止状态今用外力沿斜面向下推A使弹簧处于压缩状态，然后由静止释放，则从释放盒子直至其获得最大速度的过程中()图10A弹簧弹性势能的减少量等于A和B的机械能的增加量B弹簧的弹性势能一直减小直至为零CA所受重力和弹簧弹力做功
13、的代数和小于A的动能的增加量DA对B做的功等于B的机械能的增加量答案AD解析弹簧、盒子A、光滑球B和地球组成的系统机械能守恒，从释放盒子直至其获得最大速度的过程中，弹簧弹性势能的减少量等于A和B的机械能的增加量，弹簧的弹性势能一直减小，但速度最大时弹簧弹性势能不等于零，故选项A正确，B错误；由动能定理可知，A所受重力、B对A的弹力和弹簧弹力做功的代数和等于A的动能增加量，又由于B对A的弹力做负功，所以A所受重力和弹簧弹力做功的代数和大于A的动能的增加量，故选项C错误；A对B做的功等于B的机械能的增加量，故选项D正确12(单选)如图11所示，质量为m的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度v0冲上固
14、定斜面，沿斜面上升的最大高度为H.已知斜面倾角为，斜面与滑块间的动摩擦因数为，且tan ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取斜面底端为零势能面，则能表示滑块在斜面上运动的机械能E、动能Ek、势能Ep与上升高度h之间关系的图象是()图11答案D解析滑块在斜面上的重力势能Epmgh，所以Eph图象为一条过原点的直线段，故选项A错误由功能关系W其他E可知滑块克服滑动摩擦力做的功等于滑块机械能的减小量，由于滑动摩擦力大小不变，所以Eh图线为直线段，故选项B错误由动能定理可知，滑块合力的功等于滑块动能的增量，上行时合力大于下行时合力，且合力为恒力，由EkF合h可知Ekh图线为直线段，上行时直线斜率大于下行时直线斜率，故选项C错误，选项D正确
