（高中物理）物理高考能力突破52動(dòng)能定理及其應(yīng)用

1、(40分鐘 100分)一、單項(xiàng)選擇題(此題共4小題，每題7分，共28分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.(預(yù)測(cè)題)在地面上某處將一金屬小球豎直向上拋出，上升一定高度后再落回原處，假設(shè)不考慮空氣阻力，那么以下列圖象能正確反映小球的速度、加速度、位移和動(dòng)能隨時(shí)間變化關(guān)系的是(取向上為正方向)( )2.(·模擬)一人乘豎直電梯從1樓到12樓，在此過(guò)程中經(jīng)歷了先加速，后勻速，再減速的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )a.電梯對(duì)人做功情況是：加速時(shí)做正功，勻速時(shí)不做功，減速時(shí)做負(fù)功b.電梯對(duì)人做功情況是：加速和勻速時(shí)做正功，減速時(shí)做負(fù)功3.如下列圖，斜面高h(yuǎn)，質(zhì)量為m的物塊，在沿斜面向上的

2、恒力f作用下，能勻速沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，假設(shè)把此物塊放在斜面頂端，在沿斜面向下同樣大小的恒力f作用下物塊由靜止向下滑動(dòng)，滑至底端時(shí)其動(dòng)能的大小為( )a.mgh4.(·模擬)如圖d、e、f、g為地面上水平間距相等的四點(diǎn),三個(gè)質(zhì)量相同的小球a、b、c分別在e、f、g的正上方不同高度處,以相同的水平初速度向左拋出,最后均落到d點(diǎn).假設(shè)不計(jì)空氣阻力,那么可判斷a、b、c三個(gè)小球( )232323d.從拋出到落地過(guò)程中,動(dòng)能的變化量之比為123二、不定項(xiàng)選擇題(此題共3小題，每題7分，共21分，每題至少一個(gè)選項(xiàng)符合題意)5.(·馬模擬)如下列圖，跳水運(yùn)發(fā)動(dòng)最后踏板的過(guò)程可以簡(jiǎn)化為下述模

3、型：運(yùn)發(fā)動(dòng)從高處落到處于自然狀態(tài)的跳板(a位置)上，隨跳板一同向下做變速運(yùn)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)(b位置).對(duì)于運(yùn)發(fā)動(dòng)從開(kāi)始與跳板接觸到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( )a.運(yùn)發(fā)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，其所受外力的合力為零b.在這個(gè)過(guò)程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)的動(dòng)能一直在減小c.在這個(gè)過(guò)程中，跳板的彈性勢(shì)能一直在增加d.在這個(gè)過(guò)程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)所受重力對(duì)他做的功小于跳板的作用力對(duì)他做的功6.(易錯(cuò)題)如下列圖，長(zhǎng)為l的長(zhǎng)木板水平放置，在木板的a端放置一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊.現(xiàn)緩慢地抬高a端，使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為時(shí)小物塊開(kāi)始滑動(dòng)，此時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)木板，小物塊滑到底端的速度為v，那么在整個(gè)過(guò)程中(

4、 )小物塊做功為mglsin7.(創(chuàng)新題)如下列圖，質(zhì)量相等的物體a和物體b與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，在力f的作用下，一起沿水平地面向右移動(dòng)x，那么( )a.摩擦力對(duì)a、b做功相等b.a、b動(dòng)能的增量相同三、計(jì)算題(本大題共3小題，共51分，要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)8.(·模擬)(16分)在半徑r=5 000 km的某星球外表,宇航員做了如下實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,豎直平面內(nèi)的光滑軌道由直軌道ab和圓弧軌道bc組成,將質(zhì)量m=0.2 kg的小球從軌道ab上高h(yuǎn)處的某點(diǎn)靜止滑下,用力傳感器測(cè)出小球經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力f,改變h的大小,可測(cè)出相應(yīng)f的大小

5、,f隨h的變化如圖乙所示.求:(1)圓軌道的半徑.(2)該星球外表的重力加速度.(3)該星球的第一宇宙速度.9.(易錯(cuò)題)(17分)在如下列圖的裝置中，兩個(gè)光滑的定滑輪的半徑很小，外表粗糙的斜面固定在地面上，斜面的傾角為=30°，用一根跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩連接甲、乙兩物體，把甲物體放在斜面上且連線(xiàn)與斜面平行，把乙物體懸在空中，并使懸線(xiàn)拉直且偏離豎直方向=60°.現(xiàn)同時(shí)釋放甲、乙兩物體，乙物體將在豎直平面內(nèi)振動(dòng)，當(dāng)乙物體運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)，甲物體在斜面上均恰好未滑動(dòng).乙物體的質(zhì)量為m=1 kg，假設(shè)取重力加速度g=10 m/s2.求甲物體的質(zhì)量及斜面對(duì)甲物體的最大靜摩擦力.

6、10.(創(chuàng)新題)(18分)一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))經(jīng)水平軌道ab進(jìn)入豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形軌道bc.滑塊的質(zhì)量m=0.50 kg，滑塊經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)的速度va=5.0 m/s,ab長(zhǎng)x=4.5 m，滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.10,圓弧形軌道的半徑r=0.50 m，滑塊離開(kāi)c點(diǎn)后豎直上升的最大高度h=0.10 m.取g=10 m/s2.求：(1)滑塊第一次經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)速度的大小；(2)滑塊剛剛滑上圓弧形軌道時(shí)，對(duì)軌道上b點(diǎn)壓力的大??；(3)滑塊在從b運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中克服摩擦力所做的功.答案解析1.【解析】選a.小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度不變，b錯(cuò)；速度均勻變化先減小后反向增大，a對(duì)；位移和動(dòng)能與時(shí)間

7、不是線(xiàn)性關(guān)系，c、d錯(cuò).2.【解析】選d.電梯向上加速、勻速、再減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電梯對(duì)人的作用力始終向上，故電梯始終對(duì)人做正功，a、b均錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可知，電梯對(duì)人做的功和重力對(duì)人做的功的代數(shù)和等于人動(dòng)能的增加量，故d正確，c錯(cuò)誤.3.【解析】選b.物塊勻速向上運(yùn)動(dòng)，即向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊的動(dòng)能不變，由動(dòng)能定理知物塊向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中外力對(duì)物塊做的總功為0，即物塊向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，恒力f與摩擦力對(duì)物塊做功與上滑中相同，設(shè)滑至底端時(shí)的動(dòng)能為ek，由動(dòng)能定理將式變形有,代入有ek=2mgh.4. 【解析】選b.由于平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x=v0t,a、b、c三球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比tatbtc=123.根據(jù)h=

8、gt2可知,三球拋出點(diǎn)的高度比hahbhc=149.a錯(cuò).三球落地時(shí)豎直方向的速度據(jù)v=gt可知,vavbvc=123,故由p=mgv知,三球落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率之比papbpc=123,b正確.由mgh=mv2-mv02得，小球落地時(shí)的速度大小v=,故vavbvc=mgh=ek知,ekaekbekc=hahbhc=149,d錯(cuò).5.【解析】選c、d.運(yùn)發(fā)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，其所受外力方向向上，合力一定大于零，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；從開(kāi)始與跳板接觸到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)的動(dòng)能先增大后減小，跳板的彈性勢(shì)能一直在增加，選項(xiàng)b錯(cuò)誤,c正確；從開(kāi)始與跳板接觸到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理可知運(yùn)發(fā)動(dòng)所受重

9、力對(duì)他做的功與跳板的作用力對(duì)他做的功之和等于動(dòng)能的變化，即運(yùn)發(fā)動(dòng)所受重力對(duì)他做的功小于跳板的作用力對(duì)他做的功，選項(xiàng)d正確.6.【解析】選b、d.緩慢抬高過(guò)程中，靜摩擦力始終跟運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功，支持力與重力做功的代數(shù)和為零，所以支持力做的功等于mglsin;下滑過(guò)程支持力跟運(yùn)動(dòng)方向始終垂直，不做功，由動(dòng)能定理可得：,解得；綜上所述，b、d正確.【變式備選】如下列圖，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一物體向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面.設(shè)物體在斜面最低點(diǎn)a的速度為v，壓縮彈簧至c點(diǎn)時(shí)彈簧最短，c點(diǎn)距地面高度為h,那么從a到c的過(guò)程中彈簧彈力做功是( )a.b.c.-mghd.【解析】選a.由a到

10、c的過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理可得：，所以，故a正確.7.【解析】選b.因f斜向下作用在物體a上，a、b受的摩擦力不相同，因此，摩擦力對(duì)a、b做的功不相等，a錯(cuò)誤；但a、b兩物體一起運(yùn)動(dòng)，速度始終相同，故a、b動(dòng)能增量一定相同，b正確；f不作用在b上，因此力f對(duì)b不做功，c錯(cuò)誤；合外力對(duì)物體做的功應(yīng)等于物體動(dòng)能的增量，故d錯(cuò)誤.【總結(jié)提升】應(yīng)用動(dòng)能定理解題的技巧(1)研究對(duì)象的選擇用動(dòng)能定理解題時(shí)，所選取的研究對(duì)象可以是單個(gè)物體，也可以是多個(gè)物體組成的系統(tǒng).假設(shè)選系統(tǒng)為研究對(duì)象時(shí)，一定要分析系統(tǒng)內(nèi)力做的功是否為零.如果不為零時(shí)，不僅要分析外力對(duì)系統(tǒng)做的功，也要分析內(nèi)力做的功.建議這種情況下選單個(gè)物體研究

11、.(2)研究過(guò)程的選擇假設(shè)單物體多過(guò)程運(yùn)動(dòng)時(shí)，要確定運(yùn)動(dòng)過(guò)程不同階段的受力情況和做功情況.分析各個(gè)過(guò)程的初末速度,分段列式求解.也可以選擇全過(guò)程列方程求解.但選全過(guò)程時(shí)一定要把合外力在全過(guò)程中做的總功求出.假設(shè)多物體多過(guò)程運(yùn)動(dòng)時(shí)，最好用隔離法分別研究，畫(huà)出運(yùn)動(dòng)的草圖.8.【解析】(1)設(shè)該星球外表的重力加速度為g0,圓軌道的半徑為r,由圖知當(dāng)h=0.5 m時(shí),f=0,那么有:mg0=(2分)mg0(h-2r)=mv2(2分)由可得：r=0.2 m(2分)(2)當(dāng)h=1.0 m時(shí)，f=5 n,設(shè)此時(shí)小球到達(dá)最高點(diǎn)的速度為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)該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】設(shè)甲物體的質(zhì)量為m，所受的最大靜摩擦力為ff，那么當(dāng)乙物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，繩子上的彈力最小，設(shè)為，對(duì)乙物體 (2分)此時(shí)甲物體恰好不下滑，有: (2分)得：mgsin=ff+mgcos(1分)當(dāng)乙物體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩子上的彈力最大，設(shè)為對(duì)乙物體由動(dòng)能定理： (2分)又由牛頓第二定律： (2分)此時(shí)甲物體恰好不上滑，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.【解題指南】解答此題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)滑塊對(duì)軌道上b點(diǎn)的壓力與軌道對(duì)滑塊的支持力的關(guān)系;(2)滑塊在從b運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中受到的摩擦力為變力.【解析】(1)滑塊由a到b的過(guò)程中，應(yīng)用動(dòng)能定理得： (3分)又ff