2010高考物理真题“对点”精练精析：动能定理

用心 爱心 专心 考点 8 动能定理 一 选择题一 选择题 1 2007 广东理科基础 7 2 分 人骑自行车下坡 坡长ml500 坡高 h 8m 人和车总质 量为 100kg 下坡时初速度为 4m s 人不踏车的情况下 到达坡底时车速度为 10m s g 取 10m s2 则下坡过程中阻力所做的功为 A 4000JB 3800J C 5000JD 4200J 2 2008 广东理科基础 11 2 分 一个 25kg 的小孩从高度为 3 0m 的滑梯顶端由静止开始滑下 滑到底端时的速度为 2 0m s 取 g 10m s2 关于力对小孩做的功 以下结果正确的是 A 合外力做功 50JB 阻力做功 500J C 重力做功 500JD 支持力做功 50J 3 2009 海南物理 7 4 分 一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动 合外力方向 不变 大小随时间的变化如图所示 设该物体在 0 t和 0 2t时刻相对于出发点的位移分别 是 1 x和 2 x 速度分别是 1 v和 2 v 合外力从开始至 o t时刻做的 功是 1 W 从 0 t至 0 2t时刻做的功是 2 W 则 A 21 5xx 21 3vv B 1221 9 5xxvv C 2121 5 8xxWW D 21 21 39vvWW 4 2009 全国理综 20 6 分 以初速度 v0竖直向上抛出一质量为 m 的小物体 假定物块所受的空气阻力 f 大小不变 已知重力加速度为 g 则物体上升的最大高度和 返回到原抛出点的速率分别为 A 2 0 2 1 v f g mg 和 0 mgf v mgf B 2 0 2 1 v f g mg 和 0 mg v mgf C 2 0 2 2 1 v f g mg 和 0 mgf v mgf 用心 爱心 专心 D 2 0 2 2 1 v f g mg 和 0 mg v mgf 5 2008 江苏物理 9 4 分 如图所示 一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球 a 和 b 跨 在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上 质量为 3m 的 a 球置于地面上 质量为 m 的 b 球从水平位置静止释放 当 a 球对地面压力刚好为零时 b 球摆过的角度为 下列结 论正确的是 A 90 B 45 C b 球摆动到最低点的 过程中 重力对小球做功的功率先增大 后减小 D b 球摆动到最低点的过程中 重力对小球做功的功率一直增 大 6 2009 上海物理 5 4 分 小球由地 面竖直上抛 上升的最大高度为 H 设所受阻力大小恒定 地面为零势能面 在上升至 离地高度 h 处 小球的动能是势能的两倍 在下落至离高度 h 处 小球的势能是动能的 两倍 则 h 等于 A H 9 B 2H 9 C 3H 9 D 4H 9 7 2009 山东理综 22 4 分 图示为某探究活动小组设计的节能运动系统 斜面轨道倾角 为 30 质量为 M 的木箱与轨道的动摩擦因数为 3 6 木箱在轨道端时 自动装货装置 将质量为 m 的货物装入木箱 然后木箱载着货物沿轨道无初速 滑下 与轻弹簧被压缩至最短时 自动卸货装置立刻将货物卸 下 然后木箱恰好被弹回到轨道顶端 再重复上述过程 下列 选项正确的是 A m M B m 2M C 木箱不与弹簧接触时 上滑的加速度大于下滑的加速度 D 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中 减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性 势能 二 非选择题二 非选择题 8 2007 宁夏理综 23 15 分 倾斜雪道的长为 25m 顶端高为 15m 下端经过一小圆弧过渡 后与很长的水平雪道相接 如图 14 1 所示 一 滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度 smv 8 0 飞出 在落到倾斜雪道上时 运动 员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度面不弹起 除缓冲过程外运动员可 视为质点 过渡圆弧光滑 其长度可忽略 设滑雪板与雪道的动摩擦因数2 0 求 运动员在水平 雪道上滑行的距离 取 2 10smg 用心 爱心 专心 9 2007 江苏单科 19 16 分 如图 13 1 所示 一轻绳吊着粗细均匀的棒 棒下端离地面高 H 上端套着一个细环 棒和环的质量均为 m 相互间最大静摩擦力等 于滑动摩擦力 1 kkmg 断开轻绳 棒和环自由下落 假设棒足够长 与地面发生碰撞时 触地时间极短 无动能损失 棒在整个运动过程 中始终保持竖直 空气阻力不计 求 1 棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中 环的加速度 2 从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间 棒运动的路程 s 3 从断开轻绳到棒和环都静止 摩擦力对环及棒做的总功 W 10 2009 安徽理综 24 20 分 过山车是游乐场中常见的设施 下图是一种过山车的简易模型 它由 水平轨道盒和在竖直平面内的三个圆形轨道组成 B C D 分别是三 个圆形轨道的最低点 B C 间距与 C D 间距相等 半径 1 R 2 0 m 2 R 1 4 m 一个质 量为 m 1 0 kg 的小球 视为质点 从轨道的左侧 A 点以 0 v 12 m s 的初速度沿轨道向 右运动 A B 间距 1 L 6 0 m 小球与水平轨道间的动摩擦因数 0 2 圆形轨道式光滑 的 假设水平轨道足够长 圆形轨道间不相互重叠 重力加速度 g 10 m 2 s 计算结果 保留小数点后一位数字 试求 1 小球在经过第一个圆形轨道的最高点是 轨道对小球作用力的大小 2 如果小球恰能通过第二个圆形轨道 B C 间距 L 应是多少 3 在满足 2 的条件下 如果要使 小球不脱离轨道 在第三个圆形轨道的设计 中 半径 3 R应满足的条件 小球最终停留点 与起点 A 的距离 11 2009 宁夏理综 24 14 分 冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目 比赛场地示意如图 比赛时 运动员从起滑 架处推着冰壶出发 在投掷线 AB 处放手让冰壶以一定的速度滑出 使冰壶的停止位置 尽量靠近圆心 O 为使冰壶滑行得更远 运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面 使冰 壶与冰面间的动摩擦因数减小 设冰壶与冰面间的动摩擦因数为 1 0 008 用毛刷擦冰 面后动摩擦因数减少至 2 0 004 在某次比赛中 运动员使冰壶 C 在投掷线中点处以 2m s 的速度沿虚线滑出 为使冰壶 C 能够沿虚线恰好到达圆心 O 点 运动员用毛刷擦 冰面的长度应为多少 g 取 10m s2 用心 爱心 专心 高考真题答案与解析 物 理 考点 8 动能定理 一 选择题 1 答案 B 解析 由动能定理可得 2 1 2 0 2 1 vvmWmgh f 解得 JvvmmghWf3800 2 1 2 0 2 1 故 B 正确 2 答案 A 解析 由动能定理可求得合外力做的功等于物体动以变化 HmvEk 22 0 225 2 1 2 1 50J A 选项正确 重力做功1025 mghWGJ0 3 J750 C 选项错误 支持力的方 向与小孩的运动方向垂直 不做功 D 选项错误 阻力做功 W阻 W合 WG 50 750 J 700J B 选项错误 3 答案答案 AC 解析 根据 F t 图像面积意义和动量定理有 m 1 v F0t0 m 2 v F0t0 2F0t0 则 21 3vv 应用位移公式可知 1 x 1 2 v 0 t 2 x 12 2 vv 0 t 1 2 v 0 t 则 21 5xx B 错 A 对 在第 一个 o t内对物体应用动能定理有 1 W 2 1 2 mv 在第二个 o t内对物体应用动能定理有 2 W 22 21 22 mvmv 则 21 8WW D 错 C 对 4 答案 A 解析 本题考查动能定理 上升的过程中 重力做负功 阻力f做负功 由动能定理得 2 2 1 o mvfhmgh h 2 0 2 1 v f g mg 求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重 力做功为零 只有阻力做功为有 2 2 2 1 2 1 2 o mvmvmgh 解得 v 0 mgf v mgf A 正确 用心 爱心 专心 5 答案 AC 解析 考查向心加速度公式 动能定理 功率等概念和规律 设 b 球的摆动半径为 R 当摆过角度 时的速度为 v 对 b 球由动能定理 mgRsin mv2 此时绳子拉力为 1 2 T 3mg 在绳子方向由向心力公式 T mgsin m 解得 90 A 对 B 错 故 b 球 v2 R 摆动到最低点的过程中一直机械能守恒 竖直方向的分速度先从零开始逐渐增大 然后 逐渐减小到零 故重力的瞬时功率 Pb mgv竖 先增大后减小 C 对 D 错 6 答案 D 解析 小球上升至最高点过程 2 0 1 0 2 mgHfHmv 小球上升至离地高度 h 处过程 22 10 11 22 mghfhmvmv 又 2 1 1 2 2 mvmgh 小球上升至最高点后 又下降至离地高度 h 处过程 22 20 11 2 22 mghfHhmvmv 又mghmv 2 2 2 1 以上各式联立解得 4 9 hH 答案 D 正确 7 答案 BC 考点 能量守恒定律 机械能守恒定律 牛顿第二定律 受力分析 解析 受力分析可知 下滑时加速度为cosgg 上滑时加速度为cosgg 所以 C 正确 设下滑的距离为 l 根据能量守恒有 coscossinmM glMglmgl 得 m 2M 也可以根据除了重力 弹性 力做功以外 还有其他力 非重力 弹性力 做的功之和等于系统机械能的变化量 B 正确 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中 减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内 能 所以 D 不正确 提示 能量守恒定律的理解及应用 二 非选择题 8 答案 74 8m 解析 如图选坐标 斜面的方程为 xxy 4 3 tan 运动员飞出后做平抛运动tvx 0 2 2 1 gty 联立 式 解得飞行时间 t 1 2s 落点的x坐标mtvx6 9 01 落点离斜面顶端的距离m x s12 cos 1 1 用心 爱心 专心 落点距离地面的高度 msLh8 7sin 11 接触斜面前的x轴方向分速度smv 8 1 y轴方向分速度smgtvy 12 沿斜面的速度大小为 smvvv yx 6 13sincos 该运动员在水平雪道上运动的距离为 2 s 由功能关系得 21 2 1 cos 2 1 mgssLmgmvmgh H 解得ms 8 74 2 9 答案 1 a环 k 1 g 方向竖直上 2 H k k s 1 3 3 1 2 k kmgH W 解析 1 设棒第一次上升过程中 环的加速度为 a环 一半受合力mgkmgF 环 由牛顿第二定律 环环 maF 由 得 a环 k 1 g 方向竖直向上 2 设以地面为零势能面 向上为正方向 棒第一次落地的速度大小为 v1 由机械能守恒mgHmv22 2 1 2 1 解得gHv2 1 设棒弹起后的加速度为 a棒 由牛顿第二定律 a棒 k 1 g 棒第一次弹起的最大高度 棒 a v H 2 2 1 1 解得 1 1 k H H 棒运动的路程H k k HHs 1 3 2 1 3 解法一 棒第一次弹起经过 t1时间 与环达到相同速度 1 v 环的速度 111 tavv 环 棒的速度 111 tavv 棒 环的位移 2 1111 2 1 tatvh 环环 棒的位移 用心 爱心 专心 2 1111 2 1 tatvh 棒棒 111棒环 hhx 解得 k H x 2 1 棒环一起下落至地 1 2 1 2 2 2 棒 ghvv 解得 k gH v 2 2 同理 环第二次相对棒的位移 2 222 2 k H hhx 棒环 n n k H x 2 环相 对棒的总位移 n xxxx 21 kmgxW 得 1 2 k kmgH W 解法二 设环相对棒滑动的距离为 l 根据能量守恒kmgllHmgmgH 摩擦力对棒及环做的总功kmglW 解 得 1 2 k kmgH W 10 答案 1 10 0N 2 12 5m 3 当m4 0 3 R0时 m36 0 L 当m27 9m1 0 3 R时 m026 L 解析 1 设小于经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v1根据动能定理 2 0 2 111 2 1 2 1 2mvmvmgRmgL 小球在最高点受到重力mg和轨道对它的作用力F 根据牛顿第二定律 1 2 1 R v mmgF 由 得 10 0NF 2 设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v2 由题意 2 2 2 R v mmg 2 0 2 21 2 1 2 1 2mvmvmgRLLmg 2 由 得 m12 5 L 3 要保证小球不脱离轨道 可分两种情况进行讨论 I 轨道半径较小时 小球恰能通过第三个圆轨道 设在最高点的速度为v3 应满足 3 3 R v mmg 2 2 0 2 31 2 1 2 1 2mvmvmgRL2Lmg 3 由 得 m R340 II 轨道半径较大时 小球上升的最大高度为R3 根据动能定理 用心 爱心 专心 2 01 2 1 2mv0mgRL2Lmg 3 解得 m1 0 3 R 为了保证圆轨道不重叠 R3最大值应满足 2 23 2 2 32 RRLRR 解得 R3 27 9m 综合 I II 要使小球不脱离轨道 则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件 m4 0 3 R0 或 m27 9m1 0 3 R 当m4 0 3 R0时 小球最终焦停留点与起始点 A 的距离为L 则