（高中物理）物理高考能力突破52动能定理及其应用

1、(40分钟 100分)一、单项选择题(此题共4小题，每题7分，共28分，每题只有一个选项符合题意)1.(预测题)在地面上某处将一金属小球竖直向上抛出，上升一定高度后再落回原处，假设不考虑空气阻力，那么以下列图象能正确反映小球的速度、加速度、位移和动能随时间变化关系的是(取向上为正方向)( )2.(·模拟)一人乘竖直电梯从1楼到12楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，那么以下说法正确的选项是( )a.电梯对人做功情况是：加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功b.电梯对人做功情况是：加速和匀速时做正功，减速时做负功3.如下列图，斜面高h，质量为m的物块，在沿斜面向上的

2、恒力f作用下，能匀速沿斜面向上运动，假设把此物块放在斜面顶端，在沿斜面向下同样大小的恒力f作用下物块由静止向下滑动，滑至底端时其动能的大小为( )a.mgh4.(·模拟)如图d、e、f、g为地面上水平间距相等的四点,三个质量相同的小球a、b、c分别在e、f、g的正上方不同高度处,以相同的水平初速度向左抛出,最后均落到d点.假设不计空气阻力,那么可判断a、b、c三个小球( )232323d.从抛出到落地过程中,动能的变化量之比为123二、不定项选择题(此题共3小题，每题7分，共21分，每题至少一个选项符合题意)5.(·马模拟)如下列图，跳水运发动最后踏板的过程可以简化为下述模

3、型：运发动从高处落到处于自然状态的跳板(a位置)上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点(b位置).对于运发动从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，以下说法中正确的选项是( )a.运发动到达最低点时，其所受外力的合力为零b.在这个过程中，运发动的动能一直在减小c.在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加d.在这个过程中，运发动所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功6.(易错题)如下列图，长为l的长木板水平放置，在木板的a端放置一个质量为m的小物块.现缓慢地抬高a端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，那么在整个过程中(

4、 )小物块做功为mglsin7.(创新题)如下列图，质量相等的物体a和物体b与地面间的动摩擦因数相等，在力f的作用下，一起沿水平地面向右移动x，那么( )a.摩擦力对a、b做功相等b.a、b动能的增量相同三、计算题(本大题共3小题，共51分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)8.(·模拟)(16分)在半径r=5 000 km的某星球外表,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由直轨道ab和圆弧轨道bc组成,将质量m=0.2 kg的小球从轨道ab上高h处的某点静止滑下,用力传感器测出小球经过c点时对轨道的压力f,改变h的大小,可测出相应f的大小

5、,f随h的变化如图乙所示.求:(1)圆轨道的半径.(2)该星球外表的重力加速度.(3)该星球的第一宇宙速度.9.(易错题)(17分)在如下列图的装置中，两个光滑的定滑轮的半径很小，外表粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为=30°，用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向=60°.现同时释放甲、乙两物体，乙物体将在竖直平面内振动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动.乙物体的质量为m=1 kg，假设取重力加速度g=10 m/s2.求甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力.

6、10.(创新题)(18分)一滑块(可视为质点)经水平轨道ab进入竖直平面内的四分之一圆弧形轨道bc.滑块的质量m=0.50 kg，滑块经过a点时的速度va=5.0 m/s,ab长x=4.5 m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数=0.10,圆弧形轨道的半径r=0.50 m，滑块离开c点后竖直上升的最大高度h=0.10 m.取g=10 m/s2.求：(1)滑块第一次经过b点时速度的大小；(2)滑块刚刚滑上圆弧形轨道时，对轨道上b点压力的大小；(3)滑块在从b运动到c的过程中克服摩擦力所做的功.答案解析1.【解析】选a.小球运动过程中加速度不变，b错；速度均匀变化先减小后反向增大，a对；位移和动能与时间

7、不是线性关系，c、d错.2.【解析】选d.电梯向上加速、匀速、再减速运动的过程中，电梯对人的作用力始终向上，故电梯始终对人做正功，a、b均错误；由动能定理可知，电梯对人做的功和重力对人做的功的代数和等于人动能的增加量，故d正确，c错误.3.【解析】选b.物块匀速向上运动，即向上运动过程中物块的动能不变，由动能定理知物块向上运动过程中外力对物块做的总功为0，即物块向下运动过程中，恒力f与摩擦力对物块做功与上滑中相同，设滑至底端时的动能为ek，由动能定理将式变形有,代入有ek=2mgh.4. 【解析】选b.由于平抛运动的水平位移x=v0t,a、b、c三球的运动时间之比tatbtc=123.根据h=

8、gt2可知,三球抛出点的高度比hahbhc=149.a错.三球落地时竖直方向的速度据v=gt可知,vavbvc=123,故由p=mgv知,三球落地时重力的瞬时功率之比papbpc=123,b正确.由mgh=mv2-mv02得，小球落地时的速度大小v=,故vavbvc=mgh=ek知,ekaekbekc=hahbhc=149,d错.5.【解析】选c、d.运发动到达最低点时，其所受外力方向向上，合力一定大于零，选项a错误；从开始与跳板接触到运动至最低点的过程中，运发动的动能先增大后减小，跳板的弹性势能一直在增加，选项b错误,c正确；从开始与跳板接触到运动至最低点的过程中，由动能定理可知运发动所受重

9、力对他做的功与跳板的作用力对他做的功之和等于动能的变化，即运发动所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功，选项d正确.6.【解析】选b、d.缓慢抬高过程中，静摩擦力始终跟运动方向垂直，不做功，支持力与重力做功的代数和为零，所以支持力做的功等于mglsin;下滑过程支持力跟运动方向始终垂直，不做功，由动能定理可得：,解得；综上所述，b、d正确.【变式备选】如下列图，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面.设物体在斜面最低点a的速度为v，压缩弹簧至c点时弹簧最短，c点距地面高度为h,那么从a到c的过程中弹簧弹力做功是( )a.b.c.-mghd.【解析】选a.由a到

10、c的过程运用动能定理可得：，所以，故a正确.7.【解析】选b.因f斜向下作用在物体a上，a、b受的摩擦力不相同，因此，摩擦力对a、b做的功不相等，a错误；但a、b两物体一起运动，速度始终相同，故a、b动能增量一定相同，b正确；f不作用在b上，因此力f对b不做功，c错误；合外力对物体做的功应等于物体动能的增量，故d错误.【总结提升】应用动能定理解题的技巧(1)研究对象的选择用动能定理解题时，所选取的研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统.假设选系统为研究对象时，一定要分析系统内力做的功是否为零.如果不为零时，不仅要分析外力对系统做的功，也要分析内力做的功.建议这种情况下选单个物体研究

11、.(2)研究过程的选择假设单物体多过程运动时，要确定运动过程不同阶段的受力情况和做功情况.分析各个过程的初末速度,分段列式求解.也可以选择全过程列方程求解.但选全过程时一定要把合外力在全过程中做的总功求出.假设多物体多过程运动时，最好用隔离法分别研究，画出运动的草图.8.【解析】(1)设该星球外表的重力加速度为g0,圆轨道的半径为r,由图知当h=0.5 m时,f=0,那么有:mg0=(2分)mg0(h-2r)=mv2(2分)由可得：r=0.2 m(2分)(2)当h=1.0 m时，f=5 n,设此时小球到达最高点的速度为v1,有：mg0+f=m(2分)mg0(h-2r)=mv12(2分)由可得：

12、g0=5 m/s2(2分)(3)由于mg0= (2分)该星球的第一宇宙速度v2= =5 km/s(2分)答案：(1)0.2 m(2)5 m/s2(3)5 km/s9.【解析】设甲物体的质量为m，所受的最大静摩擦力为ff，那么当乙物体运动到最高点时，绳子上的弹力最小，设为，对乙物体 (2分)此时甲物体恰好不下滑，有: (2分)得：mgsin=ff+mgcos(1分)当乙物体运动到最低点时，绳子上的弹力最大，设为对乙物体由动能定理： (2分)又由牛顿第二定律： (2分)此时甲物体恰好不上滑，那么有： (2分)得：mgsin+ff=mg(3-2cos) (2分)可解得： (2分) (2分)答案：2.5 kg7.5 n10.【解题指南】解答此题时应注意以下两点：(1)滑块对轨道上b点的压力与轨道对滑块的支持力的关系;(2)滑块在从b运动到c的过程中受到的摩擦力为变力.【解析】(1)滑块由a到b的过程中，应用动能定理得： (3分)又ff