动能定理经典例题高考热点探究

1、图2动能定理经典例题高考热点探究考题展示1 . 2022海南9一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t = 0时起，第1秒内受到2 N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1 N的外力作用以下判断正确的选项是9A . 02 s内外力的平均功率是 4 W5B 第2秒内外力所做的功是J J4C.第2秒末外力的瞬时功率最大4D 第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是：52 . 2022新课标全国16如图1所示，在外力作用下某质点运动的 图象为正弦曲线从图中可以判断A .在0t1时间内，外力做正功B在0t1时间内，外力的功率逐渐增大C.在t2时刻，外力的功率最大D .在t1t3时间内，外力做的总

2、功为零二、重力做功重力势能3. 2022课标全国16蹦极运发动身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距 水面还有数米距离假定空气阻力可忽略，运发动可视为质点，以下说法正确的选项是 A .运发动到达最低点前重力势能始终减小B 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C.蹦极过程中，运发动、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关三、动能定理与机械能守恒定律的应用4. 2022天津10如图2所示，小球 A系在细线的一端，线的另一端 固定在 O点，O点到水平面的距离为 h.物块B质量是小球的5倍, 置于粗糙的水平面上且位于 O点正下方

3、，物块与水平面间的动摩擦因数为仏现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰碰撞时间极短，反弹后上升至最高点时到水平面的距离为£.小球与物块均t.视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g,求物块在水平面上滑行的时间5. (2022山东卷24)如图3所示，在高出水平地面h = 1.8 m的光滑平台上放置一质量M = 2kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度li= 0.2 m且外表光滑，左段外表粗糙.在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量m= 1 kg.B与A左段间动摩擦因数 尸0.4.开始时二者均静止，现对 A施加F = 20 N水平向右的恒力，

4、待 B脱离A(A尚未露出平台) 后，将A取走.B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x= 1.2 m .(取g = 10 m/s2)求:图3(1) B离开平台时的速度 vB.(2) B从开始运动到刚脱离 A时，B运动的时间tB和位移xb.(3) A左端的长度12.6.(2022江苏14)如图4所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30。角固定放置.将一质量为m的小球固定在管底，用一轻质光滑细 线将小球与质量为 M = km的小物块相连，小物块悬挂于管口.现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过图4管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变.(1) 求

5、小物块下落过程中的加速度大小；(2) 求小球从管口抛出时的速度大小；(3) 试证明小球平抛运动的水平位移总小于2 L.(重力加速度为g).四、功能关系能量守恒7. (2022山东22)如图5所示，倾角0= 30。的粗糙斜面固定在地面 上，长为I、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜 面上，其上端与斜面顶端齐平用细线将物块与软绳连接，物图5块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中A 物块的机械能逐渐增加一一 1B .软绳重力势能共减少了 4mgl审题答题迪读地析 an匕中最答題规葩C.物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D 软绳重力势能的

6、减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和ams找薩运动过程 连橫点 深 挖廨會条ft抿突轅标准解答步步得分解析 对小物块由A到B有：vy= 2gh2分在 B 点：tan 0= vy2 分解得 vi = 3 m/s1 分2由A到0,根据动能定理有：1 12mv0 2mv2= mgh+ R Rcos 02 分 在 O 点：Fn mg = mR1 分解得：vo= 33 m/s由于碰撞不损失能量，物块在小车上重复做匀减速和匀加速运动，相对小车始终向左运动,物体与小车最终静止，摩擦力做功使动能全部转化为内能，故有：1 F f 相=2M + mv2得 l 相=5.5 m2 分小车从物块碰撞后开始匀减速运

7、动，每个减速阶段加速度a不变aM= 0.5 m/s2s2 分vt= aMt 得 t =Fn= 43 N1 分答案 13 m/s 243 N 35.5 m点评对于多运动过程问题的分析，应紧紧抓住运动转折点的速度搞突破故压力Fn ' = 43 N1分V0 vtt到达的共同速度为 vt,贝y t=三=3摩擦力Ff =卩m=1 N物块滑上小车后经过时间得 Vt=亠 3- m/s2 分3宙吕示俐】1羽讥妾權省趣示華乌中畧植瑕岸晔劭好血图b所血廃址为的吋视九蘭点的d砌戊焯豊故血水甲匀趟延功的桂退帝上俯P点隨将遇伶远型列A恵“倉平字祚*=1.0 m .凹卩討应时闵心第fl JJ53-, XA=1*

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9、怎为财-工“的足轉怏的水伽:喘业用転点o克tii虬 并eojtmi小1r,姬动SI陣罔韵Q处时匀Q观咗丸机惊能崔賢的蘿JI -flEH調物块和小车口姫肿矗此*也«尊后畅境艸燧隼不走一曲小耶町時討后培砌小*1：运曲过探呻利bS面而丽兄切同矗命题研究邊視禹考准嘲祀翼境斗方向试题分析机械能守恒定律和功能关系是高考的必考内容，具有非常强的综合性，题目类型以计算题为主，选择题为辅，大局部试题都与牛顿运动定律、圆周运动、动量守恒定律及电磁学等 知识相互联系，综合出题许多试题思路隐蔽、过程复杂、灵活性强、难度较大.命题特征本章的根本概念包括功和功率的概念、机车功率问题.根本规律是动能定理、机械能守

10、 恒定律以及各种功能关系重力的功和重力势能、弹力的功和弹性势能等功能关系及利用功 能关系研究实际问题是高考热点.能量的转化和守恒定律是分析、解决一般问题的重要方法，动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律更是本章的主干知识和重要规律.方法强化1. 学会各种求功的方法是解决本章问题的根底，涉及功的求解的主要方法有：根本公式 法、图象法、等效恒力法、动能定理法、能量转化法等.2. 多种运动组合的多运动过程问题是近几年高考试题中的热点题型，往往应用动能定理 或机械能守恒定律、能量守恒定律等规律，需要在解题时冷静思考，弄清运动过程，注意不同过程连接点速度的关系，对不同过程运用不同规律分析解决.3. 高考

11、试题中常有功、能与电场、磁场联系的综合问题，这类问题以能量守恒为核心考查重力、摩擦力、电场力、磁场力的做功特点，以及动能定理、机械能守恒定律和能量守恒 定律的应用.分析时应抓住能量核心和各种力做功的不同特点，运用动能定理和能量守恒定 律进行分析预测演练1.如图7所示，游乐列车由许多节车厢组成.列车全长为L,圆|'形轨道半径为R, (R远大于一节车厢的高度h和长度I，但图7L>2 R).列车的车轮是卡在导轨上的光滑槽中只能使列车沿着圆周运动，在轨道的任何地方都不能脱轨.试问：在没有任何动力的情况下，列车在水平轨道上应具有多大初速度vo，才能使列车通过圆形轨道而运动到右边的水平轨道上

12、？2 .质量为0.02 kg的小球，用细线拴着吊在沿直线行驶着的汽车顶 棚上，在汽车距车站 15 m处开始刹车，在刹车过程中，拴球的 细线与竖直方向夹角0= 37°保持不变，如图8所示，汽车到车站恰好停住.求：(1) 开始刹车时汽车的速度；汽车进站停住以后，拴小球的细线的最大拉力.(取g = 10 m/s2, sin 37 = 0.6, cos 37=0.8)3. 如图9所示，ABCD为一竖直平面的轨道，其中 BC水平，A点比BC高出10 m, BC长1 m, AB和CD轨道光滑.一 质量为1 kg的物体，从A点以4 m/s的速度开始运动，经过BC后滑到高出C点10.3 m的D点速度

13、为零.求：g= 10 m/s经过多长时间铁块运动到木板的左端； 在铁块到达木板左端的过程中，恒力F对铁块所做的功; 在铁块到达木板左端时，铁块和木板的总动能.)物体与BC轨道的动摩擦因数；(2) 物体第5次经过B点时的速度；(3) 物体最后停止的位置(距B点).ftA4. 小球在外力作用下， 由静止开始从 A点出发做匀加速直线运动，到B点时撤去外力.然后，小球冲上竖直平面内半径为 R的光滑半圆 环，恰能维持在圆环上做圆周运动，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点 A处，如图10所示，试求小球在 AB段运动的加速度为多10 大？5 如图11所示，半径分别为 R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道

14、安 置在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD相通，一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过动摩擦因数为的CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道.假设小球在两圆轨道的最高点对轨道压力都图11 恰好为零，试求水平 CD段的长度.图126如图12所示，斜面和水平面由一小段光滑圆弧连接，斜面的倾 角为37°, 一质量为0.5 kg的物块从距斜面底端 B点5 m处的A 点由静止释放物块与水平面和斜面的动摩擦因数均为0.3.(sin 37 = 0：6, cos 37 =0.8, g = 10 m/s2)(1) 物块在水平面上滑行的时间为多少？假设物块开始静止在水平面上距B点10 m的C点处，用

15、大小为4.5 N的水平恒力向右拉该物块，到B点撤去此力，物块第一次到A点时的速度为多大？假设物块开始静止在水平面上距B点10 m的C点处，用大小为4.5 N的水平恒力向右拉该物块，欲使物块能到达A点，水平恒力作用的最短距离为多大？ 7 如图13所示，质量为mo= 4 kg的木板静止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一个质量m= 1 kg，大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的动摩擦因数=0.4,在铁块上施加一个水平向左的恒力1*f亠右左"""h貳蕃"Z'ZXCjThZXXZF = 8 N，铁块在长L=6 m的木板上滑动.取图13g = 10 m/s2.求:答案考题展示1 . AD2. AD4.,2gh4 tig5. (1)2 m/s (2)0.5 s 0.5 m (3)1.5 m2k-1 k26. 2(k