（講練測）高考物理一輪復(fù)習 專題19 動能和動能定理（練）（含解析）-人教版高三全冊物理試題

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1、專題19 動能和動能定理（練） 1．（多選）一小物體從斜面底端沖上足夠長的斜面后，返回到斜面底端，已知小物塊的初動能為E，它返回斜面底端的速度大小為v，克服摩擦力做功為E/2。若小物塊沖上斜面的初動能為2E，則： （ ） A．返回斜面底端時的動能為E B．返回斜面底端的動能為3E/2 C．返回斜面底端時的速度大小為v D．返回斜面底端時的速度大小為2v 【答案】AC 【名師點睛】（1）沖上斜面和返回到斜面底端兩過程中克服摩擦阻力做功相等；（2）初動能增大后，上升的高度也隨之變大，可根據(jù)勻減速直線運動的速度位移公

2、式求出上升的位移，進而表示出克服摩擦力所做的功；（3）對兩次運動分別運用動能定理即可求解．該題考查了動能定理的直接應(yīng)用，注意以不同的初動能沖上斜面時，運動的位移不同，摩擦力做的功也不同． 2．（多選）如圖所示，放置在豎直平面內(nèi)的光滑曲桿AB，是按照從高度為h處以初速度v0平拋的運動軌跡制成的，A端為拋出點，B端為落地點．現(xiàn)將一小球套于其上，由靜止開始從軌道A端滑下．已知重力加速度為g，當小球到達軌道B端時： （ ） A．小球的速率為 B．小球在水平方向的速度大小為v0 C．小球的速率為D．小球在水平方向的速度大小為 【答案】AD 【解析】由于桿AB光滑

3、，小球在整個運動過程中，受重力mg和桿的彈力N作用，又由于彈力N始終與小球運動的速度相垂直，因此一直不做功，根據(jù)動能定理有：mgh＝mv2－0，解得小球到達軌道B端時的速率為v＝，故選項A正確、；選項C錯誤；由于桿AB是按照從高度為h處以初速度v0平拋的運動軌跡制成的，不妨假設(shè)B端的切線方向與水平方向間的夾角為θ，當物體以初速度v0平拋運動至B端時，根據(jù)動能定理有：mgh＝mv2-mv02，解得：v′＝，根據(jù)幾何關(guān)系有：cosθ＝＝，所以小球沿桿到達軌道B端在水平方向的速度大小為：vx＝vcosθ＝，故選項C錯誤；選項D正確。 【名師點睛】本題主要考查了運動的合成與分解、平拋運動規(guī)律，以及動

4、能定理（或機械能守恒定律）的應(yīng)用問題，屬于中檔題。 3．（多選）一物體放在升降機底板上，隨同升降機由靜止開始豎直向下運動，運動過程中物體的機械能與物體位移關(guān)系的圖象如圖所示。其中0～過程的圖線為曲線，～過程的圖線為直線。根據(jù)該圖象，判斷下列選項正確的是： （ ） A．0～s2過程中物體的動能可能在不斷增大 B．～s2過程中物體可能在做勻速直線運動 C．0～s1過程中升降機底板上所受的壓力可能是變力 D．s1～s2過程中物體可能在做變加速直線 【答案】AB 【名師點睛】解題時要理解圖象的斜率的意義．能夠通過圖象找出物理量之間的關(guān)系變化，能夠從物體的機械能與

5、物體位移關(guān)系的圖象中找出一些有用的信息．物體的機械能的變化是通過除重力之外的力做功來量度的。 4．（多選）如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上有一個質(zhì)量為m的物塊，用長為L的細繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上，細線與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角為θ角，此時繩中張力為零，物塊與轉(zhuǎn)臺間動摩擦因數(shù)為μ（μ＜tanθ），最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動，則： （ ） ω θ A．至繩中出現(xiàn)拉力時，轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為 B．至繩中出現(xiàn)拉力時，轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為 C．至轉(zhuǎn)臺對物塊支持力為零時，轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為 D．至轉(zhuǎn)臺對物塊支持力為零時，轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為 【答案】BC 【名

6、師點睛】求解水平面內(nèi)圓周運動的臨界問題的一般思路 1．判斷臨界狀態(tài)：認真審題，找出臨界狀態(tài)． 2．確定臨界條件． 3．選擇物理規(guī)律：臨界狀態(tài)是一個“分水嶺”，“嶺”的兩邊連接著物理過程的不同階段，各階段物體的運動形式以及遵循的物理規(guī)律往往不同． 4．列方程求解． 5．如圖1為利用阻攔系統(tǒng)讓“殲15”艦載機在飛行甲板上快速停止的原理示意圖。飛機著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機的動力系統(tǒng)立即關(guān)閉。若航母保持靜止，在某次降落中，以飛機著艦為計時起點，飛機的速度隨時間變化關(guān)系如圖2所示．飛機在t1=0．4s時恰好鉤住阻攔索中間位置，此時速度v1=70m/s；在t2=2．4s時飛機速度v2=10m

7、/s．飛機從t1到t2的運動可看成勻減速直線運動．設(shè)飛機受到除阻攔索以外的阻力f大小不變，且f=5．0×104N，“殲15”艦載機的質(zhì)量m=2．0×104kg． （1）在t1 ~ t2間的某個時刻，阻攔索夾角α=120°，求此時阻攔索中的彈力T的大小； （2）飛機鉤住阻攔索并關(guān)閉動力系統(tǒng)后，在甲板上滑行的總距離為82m，求從t2時刻至飛機停止，阻攔索對飛機做的功W． 【答案】（1）5．5×105N；（2）－9×105J （2）由圖象面積可知，從t1時刻至t2時刻，飛機的位移為s1=80m， 從t2時刻至飛機停止，飛機的位移為

8、s2=2m， 從t2時刻至飛機停止，由動能定理得： 解得：W=－9×105J． 【名師點睛】本題考查了圖象、牛頓第二定律動能定理的應(yīng)用，在解題時要注意根據(jù)圖象明確飛機的運動過程，再由動能定理、牛頓第二定律分析答題．此題意在考查學生利用所學知識解決實際問題的能力． 1．如圖所示，由半徑為R的光滑圓周和傾角為45°的光滑斜面組成的軌道固定在豎直平面內(nèi)，斜面和圓周之間由小圓弧平滑連接。一小球恰能過最高點，并始終貼著軌內(nèi)側(cè)順時針轉(zhuǎn)動。則小球通過斜面的時間為（重力加速度為g）： （ ）

9、 A． B． C． D． 【答案】D 【名師點睛】此題是牛頓第二定律及動能定理的綜合應(yīng)用問題；解決本題的關(guān)鍵是認識小球能圓內(nèi)側(cè)軌道做圓周運動時能過通過最高點的臨界條件是從而得求小球滑上斜面時的速度，再根據(jù)運動學公式求出運動的時間。 2．（多選）如圖，在豎直平面內(nèi)，軌道ABC關(guān)于B點對稱，且A、B、C三點在同一水平線上。若小滑塊第一次由A滑到C，所用時間為，到達C點速度為，第二次由C滑到A，所用時間為t2，到達A點速度為，小滑塊兩次的初速度大小相同且運動過程始終沿著軌道滑行，小滑塊與軌道間的動摩擦因素恒定，則： （ ） A

10、．B．C． D． 【答案】AC 【名師點睛】滑塊做圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律判斷滑塊受到的支持力大小關(guān)系，然后判斷摩擦力大小關(guān)系，從而根據(jù)動能定理比較速度的大小，然后根據(jù)平均速率定義比較所用時間長短。 3．（多選）如圖所示，一塊長板B放在光滑水平面上，B上放一粗糙物體A．現(xiàn)以F恒力拉B，結(jié)果A將在B上滑動，以地面為參考系，A、B都前移了一段距離，在此過程中： （ ） A．F做的功等于A和B動能的增量 B．B對A的摩擦力所做的功，等于A的動能的增量 C．A對B的摩擦力所做的功，等于B對A的摩擦力所做的功 D．F對B做的功等于B的動能的增量與B克服

11、摩擦力所做的功之和 【答案】BD 【解析】選擇A和B作為研究對象，運用動能定理研究：B受外力F做功，A對B的摩擦力與B對A的摩擦力是一對作用力與反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑動，A、B對地的位移不等，故二者做功不等，WF+（-f△x）=△EkA+△EkB，其中△x為A、B的相對位移．所以外力F做的功不等于A和B的動能的增量，故A錯誤．對A物運用動能定理，則有B對A的摩擦力所做的功，等于A的動能的增量，故B正確．A對B的摩擦力與B對A的摩擦力是一對作用力與反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑動，A、B對地的位移不等，故二者做功不等，故C錯誤．對B物體應(yīng)用動能定理

12、，WF-Wf=△EkB，Wf為B克服摩擦力所做的功，即WF=△EkB+Wf，就是外力F對B做的功等于B的動能增量與B克服摩擦力所做的功之和，故D正確．故選BD． 【名師點睛】運用動能定理時，研究對象如果是系統(tǒng)，系統(tǒng)的內(nèi)力做功也要考慮．一般情況下兩物體相對靜止，系統(tǒng)的內(nèi)力做功為零．如果兩物體有相對位移，那么系統(tǒng)的內(nèi)力做功有可能就不為零．對于動能定理列出的表達式注意變形，要和所求的問題相接近。 4．（多選）一物體靜止在水平地面上，在豎直向上的拉力F的作用下開始向上運動，如圖甲所示．在物體運動過程中，空氣阻力不計，其機械能E與位移x的關(guān)系圖象如圖乙所示，其中曲線上點A處的切線的斜率最大．則：

13、 （ ） A．在0～x1過程中物體所受拉力是變力，且x1處所受拉力最大 B．在x1處物體的速度最大 C．在x1～x3過程中，物體的動能先增大后減小 D．在0～x2過程中，物體的加速度先增大后減小 【答案】AC 【名師點睛】此題是動能定理及牛頓第二定律的綜合應(yīng)用問題；關(guān)鍵是高清圖像的物理意義，弄清曲線的斜率的物理意義，則需要知道E-x函數(shù)關(guān)系；根據(jù)圖線搞清力F的變化情況才能分析加速度以及速度的變化情況；此題過程較復(fù)雜，有難度． 5．如圖所示， AB為傾角θ＝37°的斜面軌道，軌道的AC部分光滑，CB部分粗糙。BP為圓心角等于143°，半徑R=1m的豎直光滑圓

14、弧形軌道，兩軌道相切于B點，P、0兩點在同一豎直線上，輕彈簧一端固定在A點，另一自由端在斜面上C點處，現(xiàn)有一質(zhì)量m = 2kg的物塊在外力作用下將彈簧緩慢壓縮到D點后（不栓接）釋放，物塊經(jīng)過C點后，從C點運動到B點過程中的位移與時間的關(guān)系為（式中x單位是m ， t單位是s），假設(shè)物塊第一次經(jīng)過B點后恰能到達P點，（sin 37°=0．6，cos 37°=0．8， g取10m/s2）試求： （1）若CD=1m，物塊從D點運動到C點的過程中，彈簧對物塊所做的功； （2）B、C兩點間的距離x。 （3）若在P處安裝一個豎直彈性擋板，小物塊與擋板碰撞時間極短且無機械能損失，小物塊與彈簧相互作

15、用不損失機械能，試通過計算判斷物塊在第一次與擋板碰撞后的運動過程中是否會脫離軌道？ 【答案】（1）156J（2）（3）物塊在以后的運動過程中不會脫離軌道 【解析】（1）由知，物塊在C點速度為（2分） 設(shè)物塊從D點運動到C點的過程中，彈簧對物塊所做的功為W，由動能定理得：（2分） 代入數(shù)據(jù)得：（1分） 【名師點睛】物塊從C點運動到B點過程中的位移與時間的關(guān)系，根據(jù)待定系數(shù)法可以判斷出初速度和加速度的值．對物體運用動能定理求彈簧對物塊所做的功．（2）根據(jù)CB段勻減速直線運動的位移時間關(guān)系得出物體運動的加速度，從而根據(jù)牛頓第二定律求出動摩擦因數(shù)，因為物體恰好到達P點，根據(jù)牛頓第二定律得出P

16、點的速度，通過機械能守恒定律得出B點的速度，然后通過勻變速直線運動的速度位移公式求出B、C兩點間的距離．（3）根據(jù)動能定理判斷物體能否返回時回到與O點等高的位置，若不能回到等高的位置，則小球?qū)⒉粫撾x軌道 1．【2016·海南卷】如圖，光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量為m的小球沿軌道做完整的圓周運動。已知小球在最低點時對軌道的壓力大小為N1，在高點時對軌道的壓力大小為N2。重力加速度大小為g，則N1–N2的值為： （ ） A．3mg B．4mg C．5mg D．6mg 【答案】

17、D 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道向心力的來源，知道最高點的臨界情況，通過動能定理和牛頓第二定律進行求解。 2．【2016·全國新課標Ⅱ卷】小球P和Q用不可伸長的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q 球的繩短。將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖所示。將兩球由靜止釋放，在各自軌跡的最低點： （ ） A．P球的速度一定大于Q球的速度 B．P球的動能一定小于Q球的動能 C．P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力 D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度 【答案】C 【解析】小球擺動至最低點由動能定理：，可得：，因，故，選項

18、A錯誤；由，因，則動能無法比較，選項B錯誤；在最低點，，可得，選項C正確；，兩球的向心加速度相等，選項D錯誤，故選C。 【名師點睛】此題考查機械能守恒定律及牛頓第二定律的應(yīng)用；解題時要通過選擇合適的物理規(guī)律列出方程找到要討論的物理量，然后根據(jù)題目的條件來分析結(jié)論；此題意在考查考生對基本規(guī)律的掌握情況。 3．【2015·四川·1】在同一位置以相同的速率把三個小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出，不計空氣阻力，則落在同一水平地面時的速度大?。? （ ） A．一樣大 B．水平拋的最大 C．斜向上拋的最大 D．斜向下拋的最大

19、【答案】A 【名師點睛】本題首先要能從三個小球做平拋、斜上拋、斜下拋的不同運動形式中分析出其共同特性——即僅在重力作用下運動，其次根據(jù)其共同特性選擇相應(yīng)物理規(guī)律稍作分析，得出小球速率的變化與其質(zhì)量無關(guān)，問題便能迎刃而解。 【方法技巧】（1）在物理學中要善于運用假設(shè)法，對未知的物理量、物理條件、物理情境等可先一一進行假設(shè)，通過假設(shè)后便可選擇合適物理規(guī)律分析、求解； （2）在分析曲線運動時，培養(yǎng)優(yōu)先考慮能量觀念求解的習慣。 【規(guī)律總結(jié)】落體運動中，物體的速率變化與其質(zhì)量無關(guān)。 4．【2015·浙江·18】（多選）我國科學教正在研制航母艦載機使用的電磁彈射器。艦載機總質(zhì)量為，設(shè)起飛過程中發(fā)

20、動機的推力恒為；彈射器有效作用長度為100m，推力恒定。要求艦載機在水平彈射結(jié)束時速度大小達到80m/s。彈射過程中艦載機所受總推力為彈射器和發(fā)動機推力之和，假設(shè)所受阻力為總推力的20％，則： （ ） A．彈射器的推力大小為 B．彈射器對艦載機所做的功為 C．彈射器對艦載機做功的平均功率為 D．艦載機在彈射過程中的加速度大小為 【答案】ABD 【解析】設(shè)發(fā)動機的推力為，彈射器的推力為，則阻力為，根據(jù)動能定理可得，，故解得，A正確；彈射器對艦載機所做的功為，B正確；艦載機在彈射過程中的加速度大小為 ，根據(jù)公式可得運動時間為，所以彈射器對艦載機做功的平均功率為，故

21、C錯誤，D正確。 【方法技巧】在運用動能定理解題時，一定要弄清楚過程中有哪些力做功，做什么功？特別需要注意重力做功和路徑無關(guān)，只和始末位置高度有關(guān)，摩擦力、阻力做功和路徑有關(guān)。 5．【2014·全國Ⅱ·16】一物體靜止在粗糙水平地面上，現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動物體，經(jīng)過一段時間后其速度變?yōu)関，若將水平拉力的大小改為F2，物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時間后速度變?yōu)?v，對于上述兩個過程，用、分別表示拉力F1、F2所做的功，、分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功，則（ ） A．，B．，- C．，D．， 【答案】C 【知識拓展】此題還可以由牛頓第二定律求得拉力F的關(guān)系，然后求得拉力功之間的關(guān)系．