2011--2018年高考物理真題分類匯編19.動(dòng)能定理

1、第19節(jié)動(dòng)能定理1.2018年全國(guó)卷II、14.如圖，某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度，木箱獲得的動(dòng)能一定A .小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功解析：木塊在移動(dòng)過程中有兩個(gè)力做功，拉力做正功，摩擦力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理可得:12-mv2 - 0 WF Wf 2則木箱獲得的動(dòng)能一定小于拉力所做的功，B錯(cuò)誤A正確;無法比較動(dòng)能與摩擦力做功的大小，CD錯(cuò)誤。2. 2016年新課標(biāo)出卷20.如圖，一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面；在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為 m的質(zhì)點(diǎn)P。它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過

2、程中，克服摩擦力做的功為W。a,容器對(duì)它的支持力大小為N,重力加速度大小為 go設(shè)質(zhì)點(diǎn)P在最低點(diǎn)時(shí)，向心加速度的大小為2(mgR W)mRB. a2mgR WmRC. N3mgR 2WRD. N2 mgR WR【答案】AC【解析】質(zhì)點(diǎn)P下滑過程中，重力和摩擦力做功，根據(jù)動(dòng)能定理可得mgR W gmv2,根據(jù)公式2(mgR W), A正確B錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)重力和支持力的合力充當(dāng)向心力, mR摩擦力水平，不參與向心力，故根據(jù)牛頓第二定律可得N mgR ma,代入可得 N 3mgR 2WRC正確D錯(cuò)誤。3. 2016年四川卷1.韓曉鵬是我國(guó)首位在冬奧會(huì)雪上項(xiàng)目奪冠的運(yùn)動(dòng)員。他在一次自由式滑雪空中技巧比

3、賽中沿 助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對(duì)他做功1900J,他克服阻力做功100J。韓曉鵬在此過程中A.動(dòng)能增加了 1900JB.動(dòng)能增加了 2000JC.重力勢(shì)能減小了 1900JD.重力勢(shì)能減小了 2000J【答案】C【解析】根據(jù)動(dòng)能定理：動(dòng)能的增量等于合外力的功，即動(dòng)能增量為 1900J-100J=1800J,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；重力做功等于重力勢(shì)能的變化量，故重力勢(shì)能減少了 1900J,選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選Co4. 2013年山東卷16、如圖所示，楔形木塊 abc固定在水平面上，粗糙斜面 ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪，質(zhì)量分別為M、m (M>m

4、)的滑塊，通過不可伸長(zhǎng)的輕繩定滑輪連接，輕繩與斜面平行，兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過程中(A、兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒B、重力對(duì)M做的功等于M動(dòng)能的增加C、輕繩對(duì)m做的功等于m機(jī)械能的增加D、兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功答案：CD。解析：由于斜面ab粗糙，兩滑塊組成的系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功。故A錯(cuò)誤，D正確。M物體的動(dòng)能增量根據(jù)動(dòng)能定理應(yīng)和 M的合外力的功相等，故 B錯(cuò)誤。對(duì)于m,由于斜面光滑，只有重力和繩子的拉力做功，故輕繩對(duì) m做的功等于m機(jī)械能的增加， 故C正確。5. 2011年

5、新課標(biāo)版15. 一質(zhì)點(diǎn)開始時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻起受到一恒力作用。此后，該質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能可能A. 一直增大B.先逐漸減小至零，再逐漸增大C.先逐漸增大至某一最大值，再逐漸減小D.先逐漸減小至某一非零的最小值，再逐漸增大答：ABD【解析】當(dāng)恒力方向與速度在一條直線上，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能可能一直增大，也可能先逐漸減小至零，再 逐漸增大。當(dāng)恒力方向與速度不在一條直線上，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能可能一直增大，也可能先逐漸減小至某 一非零的最小值，再逐漸增大。所以正確答案是 ABD。6. 2014年理綜大綱卷19. 一物塊沿傾角為 。的斜坡向上滑動(dòng)。當(dāng)物塊的初速度為v時(shí)，上升的最大高度為H,如圖所示；當(dāng)物塊的初速度為g。V時(shí)

6、，上升的最大高度記為 ho重力加速度大小為2物塊與斜坡間的動(dòng)摩擦因數(shù)和h分別為（2(* 1)tan2gHC. tan2V( 1)tan2gH【解析】根據(jù)動(dòng)能定理，以速度2mvmg cosH mgH sinv速度上升時(shí)有2hmg cos mghsinEk0(A)3. 一小物塊沿斜面向上滑動(dòng)，然后滑回到原處。物塊初動(dòng)能為Ek0,與斜面間的動(dòng)Ek0Ek0Ek0(B)(C)(D)摩擦因數(shù)不變，則該過程中，物塊的動(dòng)能Ek與位移x關(guān)系的圖線是解析：向上滑動(dòng)過程中，根據(jù)動(dòng)能定理:0-Ek0= -(mg+F f)x,同理，下滑過程，由動(dòng)能定理可得:Ek-0= -(mg-Ff)x,故 C 正確;A、B、D錯(cuò)誤。

7、2(_v_ 1)tan ,所以 D 2gHh f/28. 2011年理綜山東卷 18.如圖所示，將小球 a從地面以初速度 v。豎直上拋的同時(shí)，將另一相同質(zhì)量 的小球b從距地面h處由靜止釋放，兩球恰在 h/2處相遇（不計(jì)空氣阻力）。則A.兩球同時(shí)落地B.相遇時(shí)兩球速度大小相等C.從開始運(yùn)動(dòng)到相遇，球 a動(dòng)能的減少量等于球 b動(dòng)能的增加量D.相遇后的任意時(shí)刻，重力對(duì)球a做功功率和對(duì)球b做功功率相等h 2一,所以v0 gh，小球a洛地時(shí)間ta22h一，g答案：C. . ., 1 c1 c1 C解析：相遇時(shí)滿足-gt2 v0t Lgt2 h , -gt2 2221hh22 h2 一 ,因此 A 錯(cuò)誤；

8、相遇時(shí)，Va J2g , Vb2 v；2g-, g22球b落地時(shí)間tb 2巴 2州史g gVb 0,所以B錯(cuò)誤；因?yàn)閮汕蚯≡趆/2處相遇，說明重力做功的數(shù)值相等，根據(jù)動(dòng)能定理，球能的減少量等于球 b動(dòng)能的增加量,C正確；相遇后的任意時(shí)刻，球 a的速度始終大于球 b的速度,因此重力對(duì)球a做功功率大于對(duì)球 b做功功率，D錯(cuò)誤。9.2015年海南卷4.如圖，一半徑為 R的半圓形軌道豎直固定放置，軌道兩端等高；質(zhì)量為 m的質(zhì)點(diǎn)自軌道端點(diǎn)P由靜止開始滑下，滑到最低點(diǎn)Q時(shí)，對(duì)軌道的正壓力為2mg,重力加速度大小為 g,質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過程中，克服摩擦力所 做的功為(C )A. 1mgR B. 1mgR43

9、C. 1mgRD. mgR解析：質(zhì)點(diǎn)在 Q點(diǎn)受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力，兩力的合力充當(dāng)向心力，所以有2N mg m, N=2mg,聯(lián)立解得v JgR ,下落過程中重力做功 mgR,根據(jù)動(dòng)能定理可得 R12mgR Wf -mv ,211解得Wf -1mgR,所以克服摩擦力做功 1mgR,選項(xiàng)C正確。10. 2016年上海卷31. (12分)風(fēng)洞是研究空氣動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。如圖，將剛性桿水平固定在風(fēng)洞內(nèi)距地面高度 H=3.2m處，桿上套一質(zhì)量 m=3kg ,可沿桿滑動(dòng)的小球。將小球所受的風(fēng)力調(diào)節(jié)為F=15N ,方向水平向左。小球以初速度v0=8m/s向右離開桿端,假設(shè)小球所受風(fēng)力不變，取

10、g=10m/s2。求：(1)小球落地所需時(shí)間和離開桿端的水平距離；(2)小球落地時(shí)的動(dòng)能。(3)小球離開桿端后經(jīng)過多少時(shí)間動(dòng)能為78J?【答案】(1) 4.8m(2) 120J(3) 0.24s 或 0.4s【解析】(1)小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為小球在水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度a = = 5m / s2m1 c水平位移 s v0t - at 4.8m0 2(2)由動(dòng)能定理Ekt Ek0mgH Fs代入數(shù)據(jù)得Ekt 120J123 3)小球離開桿后經(jīng)過時(shí)間t的水平位移 s = v0tat21 212由動(dòng)能te理 Ekmv0mg -gt Fs2 21以曰=78 J,v0=8m/s

11、 和 s v0tat 代入得 125t2-80t+12=02解得 t=0.4s, t2=0.24s11.2016年浙江卷18.如圖所示為一滑草場(chǎng)。某條滑道由上下兩段高均為h,與水平面傾角分別為45。和37。的滑道組成，滑草車與草地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經(jīng)過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端（不計(jì)滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin37o=0.6,cos37o=0.8 ）。貝U6A.動(dòng)摩擦因數(shù)一7IB.載人滑草車最大速度為2ghC.載人滑草車克服摩擦力做功為mghD.載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為3 g5【答案】AB【解析】作出滑道簡(jiǎn)

12、化示意圖如圖所示，從 A處到C處的過程中，由動(dòng)能定理有(mgsin 91-科 mgos 0i)hsindh+ (mgsin 歸科 mgos 時(shí)s =0，解得產(chǎn)6,選項(xiàng)A正確；到B點(diǎn)時(shí)載人滑草車速度最大，從 A處到B處的過程中，由動(dòng)能定理有h(mgsin 例-科 mgos 91) 12= -mVm，2得vm,選項(xiàng)B正確;7從A處到C處的過程中，克服摩擦力所做的功等于重力勢(shì)能減少量2mgh,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;十中、同母一、士1（mgos & mgsin 切 3在下段滑道上的加速度大小a= = -g,選項(xiàng) D錯(cuò)誤。m3512.2016年天津卷8、我國(guó)高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，和諧號(hào)動(dòng)車組是由動(dòng)車和

13、拖車編組而成，提供動(dòng)力的車廂叫動(dòng)車，不提供動(dòng)力的車廂叫拖車。假設(shè)動(dòng)車組各車廂質(zhì)量均相等，動(dòng)車的額定功率都相同，動(dòng)車組在水平直軌道上運(yùn)行過程中阻力與車重成正比，某列動(dòng)車組由8節(jié)車廂組成，其中第1、5節(jié)車廂為動(dòng)車，其余為拖車，則該動(dòng)車組A、啟動(dòng)時(shí)乘客受到車廂作用力的方向與車運(yùn)動(dòng)的方向相反B、做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，第 5、6節(jié)與第6、7節(jié)車廂間的作用 力之比為3:2C、進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī) 時(shí)的速度成正比D、與改為4節(jié)動(dòng)車帶4節(jié)拖車的動(dòng)車組最大速度之比為1:2【答案】BD【解析】列車啟動(dòng)時(shí)，乘客隨車廂加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向與車的運(yùn)動(dòng)方向相同，故乘客受到車廂的作用力方向與車運(yùn)動(dòng)方向

14、相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；動(dòng)車組運(yùn)動(dòng)的加速度 a 2F 8kmg kg,則8m 4m對(duì)6、7、8節(jié)車廂的整體：f56 3ma 3kmg 0.75F ；對(duì)7、8節(jié)車廂的整體：f67 2ma 2kmg 0.5F ；故5、6節(jié)車廂與6、7節(jié)車廂間的作用力之比為 3:2,選項(xiàng)B正確;1 ov2根據(jù)動(dòng)能定理 一Mv2 kMgs,解得s ，可知進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來滑行的距離與關(guān)2 2kg閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)速度的平方成正比，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；8節(jié)車廂有2節(jié)動(dòng)車時(shí)的最大速度為 vm1 -8kmg4Pv1右8下車廂有4下動(dòng)車時(shí)的最大速度為 vm2 ,則1 -,選項(xiàng)D正確；故選 BD.8kmgVm2 213. 2011年上海卷2

15、5.以初速為V。，射程為s的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡制成一光滑軌道。一物體由靜止開始從軌道頂端滑下，當(dāng)其到達(dá)軌道底部時(shí)，物體的速率為 ,其水平方向的速度大小為 。答案：gSV0V01 + (v02/gs)2解析：本題考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律及動(dòng)能定理。根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，水平方向：S=V0t,式；豎直方向：h = 1gt2,式；平拋運(yùn)動(dòng)落地時(shí)豎直速度 Vy=gt,式;落地速度與水平方向的夾角為刷足：tan 0= vy,式；vo聯(lián)立解得h =默式；2vo聯(lián)立解得：tan 0=鷲，即cos0= -=°=,式。v024v02+(gS)21當(dāng)物體由靜止開始從軌道頂端滑下到達(dá)底端的過程，由動(dòng)能定理：mgh = 2m

16、vi2,式,聯(lián)立解得到達(dá)軌道底部速率vi 一臂,式在軌道底部時(shí)水平方向的速度大小為vx=vicosQ式,聯(lián)立解得vx =gSvo>/vo2+ (gS)2弋 1 + (vo2/gs)214.2017年江蘇卷14. (16分)如圖所示，兩個(gè)半圓柱 A、B緊靠著靜置于水平地面上，其上有一光滑圓柱C,三者半徑均為 R, C的質(zhì)量為m, A、B的質(zhì)量都為 m,2與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為代現(xiàn)用水平向右的力拉A,使A緩慢移動(dòng)，直至C恰好降到地面.整個(gè)過程中B保持靜止.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g.求:(1)未拉A時(shí)，C受到B作用力的大小F;: 35 mg(2) C恰好降落到地面時(shí),B受C

17、壓力的水平分力最大F.xmaxB受地面的摩擦力fmg根據(jù)題意fmin Fxmax ,解得m.(3) C下降的高度h(31)R,A的位移x 2( J3 1)R摩擦力做功的大小Wfx2( 31) mgR,根據(jù)動(dòng)能定理WWf mgh 0 0解得 W (21)( - 31)mgR(2)動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值即in；(3) A移動(dòng)的整個(gè)過程中，拉力做的功 W.解：(1) C受力平衡2Fcos300 mg 解得F15. 2012年理綜北京卷22. (16分)如圖所示,質(zhì)量為 m的小物塊在粗糙水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)距離l后以速度v飛離桌面，最終落在水平地面上。 已知l=1.4m , v=3.0m/s, m=0

18、.10kg , 物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 月0.25,桌面高h(yuǎn)=0.45m.。不計(jì)空氣 阻力，重力加速度 g取10m/s2。求(1)小物塊落地點(diǎn)距飛出點(diǎn)的水平距離s;(2)小物塊落地時(shí)的動(dòng)能Ek；(3)小物塊的初速度大小V。1.0,解析：(1)小物塊洛地所用時(shí)間為t,有g(shù)t2h2t 2h 2 S,50.3s,g 10小物塊落地點(diǎn)距飛出點(diǎn)的水平距離 s vt 3 0.3 0.9 m(2)根據(jù)機(jī)械能守恒，小物塊落地時(shí)的動(dòng)能為L(zhǎng) 12.1Ek mv0 mgh 0.10 9 0.10 10 0.45 0.90J 2211(3)在桌面上滑行過程中根據(jù)動(dòng)能定理有Wfmv2 1mv； mgl22則 v0,

19、v2 2 gl 9 2 0.25 10 1.4 4.0 m/s16. 2012年物理江蘇卷14. (16分)某緩沖裝置的理想模型如圖所示，勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕桿相連，輕桿可在固 定的槽內(nèi)移動(dòng)，與槽間的滑動(dòng)摩擦力恒為f.輕桿向右移動(dòng)不超過l時(shí)，裝置可安全工作。為m的小車若以速度v0撞擊彈簧，將導(dǎo)致輕桿向右移動(dòng) -.輕桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)4摩擦力，且不計(jì)小車與地面的摩擦。.v'和撞擊速度v的關(guān)系.kx 且F f(1)若彈簧的勁度系數(shù)為 k,求輕桿開始移 動(dòng)時(shí)，彈簧的壓縮量 x；(2)求為使裝置安全工作，允許該小車撞擊的最大速度vm；(3)討論在裝置安全工作時(shí)，該小車彈回速

20、度解：(1)輕桿開始移動(dòng)時(shí)，彈簧的彈力 F解得x k(2)設(shè)輕桿移動(dòng)前小車對(duì)彈簧所做的功為W,則小車從撞擊到停止的過程中，動(dòng)能定理l12 一小車以v0撞擊彈黃時(shí)f.一 W 0 mv04212-小車以vm撞擊彈簧時(shí)fl W 0 - mvm2解得vmv023 fl2m12(3)設(shè)輕桿恰好移動(dòng)時(shí)，小車撞擊速度為v1 ,_mv12 W 2由解得Vi . Vo2fl2m2 flv v Vo時(shí)，v' v2m2 fl2vo vvo2m3 fl2m時(shí)，v2 flvo一2m17. 2012年理綜福建卷 21. (19分)如圖，用跨過光滑定滑輪的纜繩將海面上一艘失去動(dòng)力的小船沿直線拖向岸邊。已知拖動(dòng)纜繩的

21、電動(dòng)機(jī)功率恒為P,小船的質(zhì)量為 m,小船受到的阻力大小恒為f,經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度大小為 v°,小船從A點(diǎn)沿直線加速運(yùn)動(dòng)到 B點(diǎn)經(jīng)歷時(shí)間為t1, A、B兩點(diǎn)間距離為d,纜繩質(zhì)量忽略不計(jì)。求:(1)小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的全過程克服阻力做的功W1；(2)小船經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小v1；(3)小船經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的加速度大小a。ABd(1) W FS fd(2)必2 Pt fd 2v。(3) aPjm2v2 2m(Pt fd)(1)小船從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)，受到的阻力恒為f,其克服阻力做的功為：W FS fd1 2 mvA2Pt1 fd1 c(2)從A到B由動(dòng)能定理可知： -mv2 2解得:2 Pt1 fd

22、 2v。(3)設(shè)小船經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)繩的拉力大小為 F,繩與水平方向夾角為 Q電動(dòng)機(jī)牽引繩的速度大小為u,貝U P=Fu由牛頓第二定律有F cos fma解得a 2 2m v02m(Pt1 fd)18. 2015年理綜浙江卷23.如圖所示，用一塊長(zhǎng) Li=1.0m的木板在墻和桌面間架設(shè)斜面，桌面高H=0.8m,長(zhǎng)L2=1.5m。斜面與水平桌面的傾角?？稍?60°間調(diào)節(jié)后固定。將質(zhì)量 m=0.2kg的小物塊從斜面頂端靜止釋放，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)禺=0.05,物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)22,忽略物塊在斜面與桌面交接處的能量損失。(重力加速度g取10m/s2;最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)(1)求。角增大到多少時(shí)，物塊能從斜面開始下滑；(用正切值表示)(2)當(dāng)。增大到37°時(shí)，物塊恰能停在桌面邊緣，求物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù) (已知sin37 = 0.6, cos37 =0.8)(3)繼續(xù)增大。角，發(fā)現(xiàn)0=53。時(shí)物塊落地點(diǎn)與墻面的距離最大，求此最大距離Xm答案：(