高中物理高考题_动能

动能动能 动能定理动能定理 2009 年高考试题 1 2009 全国卷 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 D 2 0 2 2 1 v f g mg 和 0 mg v mgf 解析解析 选 A 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 2 2 2 1 2 1 2 o mvmvmgh 解得 v 0 mgf v mgf A 正确 2 2009 上海高考 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 在下落至离地面高度 h 处 小球的势能是 动能的两倍 则 h 等于 A H 9B 2H 9 C 3H 9 D 4H 9 解析解析 选 D 由动能定理 在小球上升至最高点过程中 2 0 1 0 2 mgHfHmv 在小球上升 至离地高度 h 处过程中 22 10 11 22 mghfhmvmv 又 2 1 1 2 2 mvmgh 在小球上升至最高点后又下 降至离地高度 h 处过程中 22 20 11 2 22 mghfHhmvmv 又 以上各式联立 解得 4 9 hH 答案 D 正确 3 2009 广东高考 物体在合外力作用下做直线运动的 v t 图象如图所示 下列表述正确的是 mghmv 2 2 2 1 2 A 在 0 1s 内 合外力做正功 B 在 0 2s 内 合外力总是做负功 C 在 1 2s 内 合外力不做功 D 在 0 3s 内 合外力总是做正功 解析解析 选 A 根据物体的速度图象可知 物体 0 1s 内做匀加速运动合外力做正功 A 正确 1 3s 内 做匀减速运动合外力做负功 根据动能定理 0 到 3s 内 1 2s 内合外力做功为零 4 2009 上海高考 质量为 5 103 kg 的汽车在 t 0 时刻的速度 v0 10m s 随后以 P 6 104 W 的 额定功率沿平直公路继续前进 经 72s 达到最大速度 设汽车受恒定阻力 其大小为 2 5 103N 求 1 汽车的最大速度 vm 2 汽车在 72s 内经过的路程 s 解析解析 1 当达到最大速度时 P Fv fvm vm m s 24m s P f 6 104 2 5 103 2 从开始到 72s 时刻依据动能定理得 Pt fs mvm2 mv02 解得 s 1252m 1 2 1 2 2Pt mvm2 mv02 2f 答案 答案 1 24m s 2 1252m 5 2009 宁夏高考 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 解析解析 设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为 1 S 所受摩擦力的大小为 1 f 在 被毛刷擦过的冰面上 滑行的距离为 2 S 所受摩擦力的大小为 2 f 则有 1 S 2 S S 式中 S 为投掷线到圆心 O 的距离 11 fmg 22 fmg 设冰壶的初速度为 0 v 由功能关系 得 2 11220 1 2 fSfSmv 联立以上各式 解得 2 10 2 12 2 2 gSv S g 代入数据得 2 10Sm 答案答案 10m 6 2009 福建高考 如图甲 在水平地面上固定一倾角为 的光滑绝缘斜面 斜面处于电场强度 大小为 E 方向沿斜面向下的匀强电场中 一劲度系数为 k 的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端 整根 弹簧处于自然状态 一质量为 m 带电量为 q q 0 的滑块从距离弹簧上端为 s0处静止释放 滑块在运 动过程中电量保持不变 设滑块与弹簧接触过程中没有机械能损失 弹簧始 终处在弹性限度内 重力加速度大小为 g 1 求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间 t1 2 若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为 vm 求滑 块从静止释放到速度大小为 vm过程中弹簧的弹力所做的功 W 3 从滑块静止释放瞬间开始计时 请在乙图中画出滑块在沿斜面向 下运动的整个过程中速度与时间关系 v t 图象 图中横坐标轴上的 t1 t2及 t3 分别表示滑块第一次与弹簧上端接触 第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻 纵坐标轴上 的 v1为滑块在 t1时刻的速度大小 vm是题中所指的物理量 本题不要求写出计算过程 解析解析 本题考查的是电场中斜面上的弹簧类问题 涉及到匀变速直线运动 运用动能定理处理变 力功问题 最大速度问题和运动过程分析 1 滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动 设加速度大小为 a 则有 qE mgsin ma 2 10 2 1 ats 联立 可得 sin 2 0 1 mgqE ms t 2 滑块速度最大时受力平衡 设此时弹簧压缩量为 0 x 则有 0 sinkxqEmg 从静止释放到速度达到最大的过程中 由动能定理得 0 2 1 sin 2 0 mm mvWxxqEmg 联立 可得 sin sin 2 1 0 2 k qEmg sqEmgmvW m s 3 如图 答案 答案 1 sin 2 0 1 mgqE ms t 2 sin sin 2 1 0 2 k qEmg sqEmgmvW m 3 7 2009 安徽高考 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 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 2 0mR 2 1 4mR 一个质量为1 0m kg 的小球 视为质点 从轨道的左侧 A 点以 0 12 0m sv 的初速度沿轨道向右运动 A B 间距 1 6 0L m 小球与水平轨道间的动摩擦因数0 2 圆形轨道是光滑的 假设水平轨道足够长 圆形轨道间不相互重叠 重力加速度取 2 10m sg 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时 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 如果要使小球不能脱离轨道 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 解析解析 1 设小球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 由牛顿第二定律得 2 2 2 R v mmg 由动能定理 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 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 小球最终停留点与起始点 A 的距离为L 则 2 0 2 1 0mvLmg m36 0 L 当m27 9m1 0 3 R时 小球最终停留点与起始点 A 的距离为L 则 m026 22 1 LLLLL 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 2008 年高考试题 1 2008 山东高考 山东高考 质量为 1500kg 的汽车在平直的公路上运动 v t 图象如图所示 由此可求 A 前 25s 内汽车的平均速度 B 前 10s 内汽车的加速度 C 前 10s 内汽车所受的阻力 D 15 25s 内合外力对汽车所做的功 解析解析 选 ABD 通过图象的面积就是物体的位移 所以能求出面积 还知道时间 所以能求vt 出平均速度 A 对 图象的斜率就是物体的加速度 所以能得到 10 秒内的加速度 B 对 不知道汽vt 车的牵引力 所以得不出受到的阻力 C 错 15 到 25s 汽车的初速度和末速度都知道 由动能定理 可 以得出合外力做的功 D 对 2 2008 广东高考 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 50J B 阻力做功 500J C 重力做功 500J D 支持力做功 50J 解析解析 选 A 根据动能定理 合外力做功等于小孩动能的变化量 即 50J 选 K WE f合 m gh w 项 A 正确 重力做功 750J 阻力做功 250J 支持力不做功 选项 B C D 错误 3 2008 广东高考 某实验小组采用如图所示的装置探究 动能定理 图中小车中可放置砝码 实验中 小车碰到制动装置时 钩码尚未到达地面 打点计时器工作频率为 50 Hz 1 实验的部分步骤如下 在小车中放入砝码 把纸带穿过打点计时器 连在小车后端 用细线连接小车和钩码 将小车停在打点计时器附近 小车拖动纸带 打点计时器在纸带上打下 一列点 改变钩码或小车中砝码的数量 更换纸带 重复 的操作 2 下图是钩码质量为 0 03 kg 砝码质量为 0 02 kg 时得到的一条纸带 在纸带上选择起始点 O 及 A B C D 和 E 五个计数点 可获得各计数点到 O 的距离 s 及对应时刻小车的瞬时速度 v 请将 C 点 的测量结果填在表 1 中的相应位置 3 在上车的运动过程中 对于钩码 砝码和小车组成的系统 做正功 做负功 4 实验小组根据实验数据绘出了图中的图线 其中 v2 v2 v20 根据图线可获得的结论是 要验证 动能定理 还需要测量的物理量是摩擦力是 表 1 纸带的测量结果 解析解析 在纸带上打点时应先接通电源再释放小车 打完纸 带后立即断开开关 钩码带动小车运动过程中 钩码下落 其重力做正功 小车受到的摩擦力做负功 根据题目所给图象可以看出 v2与 s 成正比 本实验验证动能定理的表达式为 所以实验中除了测 m砝外 还需测量小车的质量 m车 钩 2 答案答案 1 接通电源 释放小车 断开开关 2 5 06 0 49 3 钩砝的重力 小车受摩擦阻力 4 小车初末速度的平方差与位移成正比 小车的质量 4 2008 上海高考 上海高考 总质量为 80kg 的跳伞运动员从离地 500m 的直升机上跳下 经过 2s 拉开绳索 开启降落伞 如图所示是跳伞过程中的 v t 图 试根据图象求 g 取 10m s2 1 t 1s 时运动员的加速度和所受阻力的大小 2 估算 14s 内运动员下落的高度及克服阻力做的功 3 估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间 解析解析 1 从图中可以看出 在 t 2s 内运动员做匀加速运 动 其加速度大小为 m s2 8m s2 16 2 t v a t 设此过程中运动员受到的阻力大小为 f 根据牛顿第二定律 有 mg f ma 得f m g a 80 10 8 N 160N 2 从图中估算得出运动员在 14s 内下落了 39 5 2 2m 158m 根据动能定理 有 2 1 2 f mgh Wmv 所以有 80 10 158 80 62 J 1 25 105J 2 1 2 f Wmghmv 1 2 3 14s 后运动员做匀速运动的时间为 s 57s 500 158 6 Hh t v 测量点 s cmr m s 1 O0 000 35 A1 510 40 B3 200 45 C D7 150 54 E9 410 60 2 2 1 vmmmfsgsm 车砝钩钩 运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间 t总 t t 14 57 s 71s 答案 1 160N 2 1 25 105J 3 71s 5 2008 山东高考 某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道 其 中 2008 四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成 固定在竖直 平面内 所有数字均由圆或半圆组成 圆半径比细管的内径大得多 底端与水平地面相切 弹射装置将一个小物体 可视为质点 以 Va 5m s 的水平初速度由 a 点弹出 从 b 点进入轨道 依次经过 8002 后从 p 点水平抛出 小物体与地面 ab 段间的动摩擦因数 0 3 不计其它机械能损失 已知 ab 段长 L l 5m 数字 0 的半径 R 0 2m 小物体质量 m 0 0lkg g 10m s2 求 1 小物体从 p 点抛出后的水平射程 2 小物体经过数字 0 的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向 解析解析 1 设小物体运动到 p 点时的速度大小为 v 对小物体由 a 运动到 p 过程应用动能定理得 小物体自 P 点做平抛运动 设运动时间为 t 水平射程为 s 则 s vt 联立 式 代入数据解得 s 0 8m 2 设在数字 0 的最高点时管道对小物体的作用力大小为 F 取竖直向下为正方向 联立 式 代入数据解得 F 0 3N 方向竖直向下 答案 1 0 8m 2 0 3N 竖直向下 2007 年高考试题 1 2007 全国卷 假定地球 月球都静止不动 用火箭从地球沿地月连线向月球发射一探测器 假定探测器在地面附近脱离火箭 用 W 表示探测器从脱离火箭处飞到月球的过程中克服地球引力做 的功 用 Ek表示探测器脱离火箭时的动能 若不计空气阻力 则 A Ek必须大于或等于 W 探测器才能到达月球 B Ek小于 W 探测器也可能到达月球 C Ek W 2 探测器一定能到达月球 D Ek W 2 探测器一定不能到达月球 解析解析 选 B D 在探测器由脱离火箭处飞到月球的过程中月球引力做功 W月 根据动能定理 W月 W地 0 Ek 得 Ek W地 W月W月时更不能飞越地月中点到达月球 故 C 错误 D 正确 2 2 20072007 山东高考 山东高考 如图所示 一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动 圆盘