2026届高考物理总复习27课下巩固精练卷(十五)　动能定理及其应用

[课下巩固精练卷(十五)]动能定理及其应用

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(选择题每题5分，解答题每题10分，建议用时：50分钟)

考点基础题综合题

动能定理的

1，2，611

理解与简单应用

应用动能定理求变力做功4，7，810

动能定理与图像的结合3，59，12

【基础落实练】

1．(多选)关于动能定理的表达式W＝Ek2－Ek1，下列说法正确的是()

A．公式中的W为不包含重力的其他力做的总功

B．公式中的W为包含重力在内的所有力做的功，也可通过以下两种方式计算：先求每

个力的功再求功的代数和，或先求合外力再求合外力的功

C．公式中的Ek2－Ek1为动能的增量，当W＞0时动能增加，当W＜0时，动能减少

D．动能定理适用于直线运动，但不适用于曲线运动，适用于恒力做功，但不适用于变

力做功

解析：选BC。公式W＝Ek2－Ek1中的“W”为所有力所做的总功，A错误，B正确；若W

＞0，则Ek2＞Ek1，若W＜0，则Ek2＜Ek1，C正确；动能定理对直线运动、曲线运动、恒力

做功、变力做功均适用，D错误。

2.(多选)如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在

钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v1增大到v2时，上升高度为H，重

力加速度为g，则在这个过程中，下列说法正确的是()

1212

A．对物体，动能定理的表达式为W＝mv2－mv1，其中W为支持力做的功

22

B．对物体，动能定理的表达式为W合＝0，其中W合为合力做的功

1212

C．对物体，动能定理的表达式为W－mgH＝mv2－mv1，其中W为支持力做的

22

功

1212

D．对电梯，其所受的合力做功为Mv2－Mv1

22

解析：选CD。电梯上升的过程中，对物体做功的有重力mg、支持力FN，这两个力的

1212

总功(即合力做的功)才等于物体动能的增量，即W合＝W－mgH＝mv2－mv1，其中W

22

为支持力做的功，A、B错误，C正确；对电梯，无论有几个力对它做功，由动能定理可知，

1212

其合力做的功一定等于其动能的增量，即Mv2－Mv1，D正确。

22

3．(多选)如图所示，一个小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动，小环从最高

点A滑到最低点B的过程中，线速度大小的平方v2随下落高度h的变化图像可能是选项中

的()

121222

解析：选AB。对小环由动能定理得mgh＝mv－mv0，则v＝2gh＋v0，当v0＝0

22

时，B正确；当v0≠0时，A正确。

4．(多选)(2023·广东高考)人们用滑道从高处向低处运送货物。如图所示，可看作质点

1

的货物从圆弧滑道顶端P点静止释放，沿滑道运动到圆弧末端Q点时速度大小为6m/s。

4

已知货物质量为20kg，滑道高度h为4m，且过Q点的切线水平，重力加速度取10m/s2。

关于货物从P点运动到Q点的过程，下列说法正确的有()

A．重力做的功为360J

B．克服阻力做的功为440J

C．经过Q点时向心加速度大小为9m/s2

D．经过Q点时对轨道的压力大小为380N

解析：选BCD。重力做的功WG＝mgh＝800J，A错误；下滑过程根据动能定理可得

12

WG－W克＝mvQ，代入数据解得，克服阻力做的功W克＝440J，B正确；经过Q点时向

2

2

vQ

心加速度大小a＝＝9m/s2，C正确；经过Q点时，据牛顿第二定律可得F－mg＝ma，

h

解得货物受到的支持力大小F＝380N，据牛顿第三定律可知，货物对轨道的压力大小为380

N，D正确。

5．A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，先后撤去F1、F2后，

两物体最终停下，它们的v­t图像如图所示。已知两物体与水平面间的滑动摩擦力大小相等，

则下列说法正确的是()

A．F1、F2大小之比为1∶2

B．F1、F2对A、B做功之比为1∶2

C．A、B质量之比为2∶1

D．全过程中A、B克服摩擦力做功之比为2∶1

解析：选C。由速度—时间图像可知，两个匀减速运动的加速度之比为1∶2，A、B受

摩擦力大小相等，由牛顿第二定律可知A、B的质量之比是2∶1，由速度—时间图像可知，

A、B两物体加速与减速的总位移相等，且匀加速运动位移之比1∶2，匀减速运动的位移之

比2∶1，由动能定理可得A物体的拉力与摩擦力的关系，F1·x－f1·3x＝0－0；B物体的拉力

3

与摩擦力的关系，F2·2x－f2·3x＝0－0，因此可得F1＝3f1，F2＝f2，f1＝f2，所以F1＝2F2，

2

全过程中摩擦力对A、B做功相等，F1、F2对A、B做功大小相等，故A、B、D错误，C

正确。

6．如图所示，相同材料制成的滑道ABC，其中AB段为曲面，BC段为水平面。现有质

量为m的木块，从距离水平面h高处的A点由静止释放，滑到B点过程中克服摩擦力做功

1

为mgh；木块通过B点后继续滑行2h距离后，在C点停下来，则木块与曲面间的动摩擦

3

因数应为()

12

A．B．

33

11

C．D．

612

11

解析：选A。木块从A点到C点根据动能定理，mgh－mgh－μmg·2h＝0，解得μ＝，

33

1

因为曲面和水平轨道是同种材料，所以木块与曲面间的动摩擦因数也为，A正确。

3

7．如图所示，一半圆弧形细杆ABC竖直固定在水平地面上，AC为其水平直径，圆弧

半径BO＝3.6m，质量为m＝4.0kg的小圆环(可视为质点，小环直径略大于杆的)套在细杆

上，在大小为50N、方向始终沿圆的切线方向的拉力F作用下，从A点由静止开始运动，

到达B点时对细杆的压力恰好为0。已知π取3.14，重力加速度g取10m/s2，在这一过程中

摩擦力做功为()

A．66.6JB．－66.6J

C．210.6JD．－210.6J

v2

解析：选B。小圆环到达B点时对细杆的压力恰好为0，则mg＝m，拉力F沿圆的

r

2πr12

切线方向，圆环由A到B的过程根据动能定理有F·－mgr＋Wf＝mv，代入数据得摩

42

擦力做功为Wf＝－66.6J，故B正确。

8．(多选)(2024·重庆模拟)游乐场有一种儿童滑轨，其竖直剖面示意图如图所示，AB部

分是半径为R的四分之一圆弧轨道，BC为轨道水平部分，与半径OB垂直。一质量为m的

小孩(可视为质点)从A点由静止滑下，滑到圆弧轨道末端B点时，对轨道的正压力大小为

2.5mg，重力加速度大小为g，下列说法正确的是()

A．小孩到达B点的速度大小为2gR

6gR

B．小孩到达B点的速度大小为

2

1

C．小孩从A到B克服摩擦力做的功为mgR

4

1

D．小孩从A到B克服摩擦力做的功为mgR

2

解析：选BC。根据牛顿第三定律可知，轨道对小孩的支持力大小等于2.5mg，根据牛

2

mvB6gR

顿第二定律有FN－mg＝，可得vB＝，故A错误，B正确；从A到B由动能定

R2

121

理有mgR－W克＝mvB－0，可得克服摩擦力做的功为W克＝mgR，故C正确，D错误。

24

【综合提升练】

9．如图(a)所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦

2

力大小f恒定，物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示。重力加速度大小取10m/s，

物块质量m和所受摩擦力大小f分别为()

A．m＝0.7kg，f＝0.5N

B．m＝0.7kg，f＝1.0N

C．m＝0.8kg，f＝0.5N

D．m＝0.8kg，f＝1.0N

解析：选A。0～10m内物块上滑，由动能定理得－mgsin30°·s－fs＝Ek－Ek0，整理得

Ek＝Ek0－(mgsin30°＋f)s，结合0～10m内的图像得，斜率的绝对值|k|＝mgsin30°＋f＝4N，

10～20m内物块下滑，由动能定理得(mgsin30°－f)(s－s1)＝Ek，整理得Ek＝(mgsin30°－f)s

－(mgsin30°－f)s1，结合10～20m内的图像得，斜率k′＝mgsin30°－f＝3N，联立解得f

＝0.5N，m＝0.7kg，故A正确。

10．(多选)一种升降电梯的原理如图所示，A为电梯的轿厢，B为平衡配重。在某次运

行时A(含乘客)、B的质量分别为M＝1000kg和m＝800kg。A、B由跨过轻质滑轮的足够

长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉配重B，使得电梯的轿厢由静止开始向上运动(轿

厢A、配重B一直未与滑轮相撞)。电动机输出功率P＝2kW保持不变。不计空气阻力和摩

擦阻力，g＝10m/s2。在A向上运动过程中，则()

A．轿厢A先做匀加速直线运动，再做加速度减小的直线运动，最后做匀速直线运动

B．轿厢A能达到的最大速度vm＝1m/s

C．轿厢A向上的加速度为a＝2m/s2时，配重B下端的牵引绳上拉力F＝5600N

D．厢体A从静止开始到上升的高度为5m时(厢体已处于匀速状态)，所用的时间t＝

5.25s

解析：选BC。电动机输出功率P＝2kW保持不变，速度增大时，根据P＝Fv可知牵

引力减小，所以轿厢A做加速度减小的加速直线运动，最后做匀速直线运动，故A错误；

当轿厢A的速度达到最大时，轿厢A做匀速直线运动，此时电动机的牵引力为F＝(M－m)g，

2

又P＝Fvm，联立解得vm＝1m/s，故B正确；当A向上的加速度为a＝2m/s时，设A、B

之间绳的拉力为F1，重物B下端绳的拉力大小为F，分别分析A、B，根据牛顿第二定律得

F1－Mg＝Ma，F＋mg－F1＝ma,联立解得F＝5600N，故C正确；厢体A从静止开始到上

升的高度为5m时，轿厢厢体已处于匀速状态，对A、B整体，由动能定理得Pt＋mgh－

12

Mgh＝(M＋m)vm，解得t＝5.45s，故D错误。

2

11．(10分)(2023·重庆高考)机械臂广泛应用于机械装配。若某质量为m的工件(视为质

点)被机械臂抓取后，在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，

运动方向与竖直方向夹角为θ，提升高度为h，如图所示。求：

(1)提升高度为h时，工件的速度大小；(4分)

(2)在此过程中，工件运动的时间及合力对工件做的功。(6分)

2h

解析：(1)根据匀变速直线运动位移与速度关系有v0＝2a

cosθ

2ah

解得v0＝。

cosθ