2023年高考物理三年高考物理-動能定理的應(yīng)用一

專題23動能定理的應(yīng)用（一）

1.（2021?湖南）“復(fù)興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達到提速的目的?？傎|(zhì)量為機的動車組在平直

的軌道上行駛。該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為尸，若動車組所受的阻力與其

速率成正比（場=人，%為常量），動車組能達到的最大速度為%。下列說法正確的是（）

A.動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變

B.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則動車組從靜止開始做勻加速運動

3

C.若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25尸，則動車組勻速行駛的速度為

D.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間t達到最大速度%,則這一過程中

該動車組克服阻力做的功為-P，

2.（2018?天津）滑雪運動深受人民群眾喜愛，某滑雪運動員（可視為質(zhì)點）由坡道進入豎直面內(nèi)的圓弧形

滑道從滑道的A點滑行到最低點8的過程中，由于摩擦力的存在，運動員的速率不變，則運動員沿

下滑過程中（）

A.合外力做功一定大于零

B.所受摩擦力大小不變

C.合外力始終與速度垂直

D.機械能始終保持不變

3.（2015?海南）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)量為根的質(zhì)點自軌道端

點P由靜止開始滑下，滑到最低點。時，對軌道的正壓力為2mg,重力加速度大小為g,質(zhì)點自P滑到Q

的過程中，克服摩擦力所做的功為（）

C兀C

C.gmgRD.—mgR

4.（2014?全國）一物體靜止在粗糙水平地面上，現(xiàn)用一大小為B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，用叫】、叫2分別表示拉力B、政所做的功，也，、也2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功，則（）

A.Wf7>2.WflB.%2>4%,Wf2=2Wfl

C.叼2=2叼ID.%2<4%,Wf2<2Wfi

5.（2021.湖北）如圖（a）所示，一物塊以一定初速度沿傾角為30。的固定斜面上滑，運動過程中摩擦力大

小/恒定，物塊動能&與運動路程s的關(guān)系如圖（b）所示。重力加速度大小取10m/s2,物塊質(zhì)量相和所受

A.m=0.7kg,/=0.5NB.m=0.7kg,/=1.0N

C.機=0.8kg,/=0.5ND.m=0.8kg,/=1.0N

6.（2020?江蘇）如圖所示，一小物塊由靜止開始沿斜面向下滑動，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑

連接，且物塊與斜面、物塊與地面間的動摩擦因數(shù)均為常數(shù)。該過程中，物塊的動能耳與水平位移尤關(guān)系

的圖象是（）

7.（2017?江蘇）一小物塊沿斜面向上滑動，然后滑回到原處.物塊初動能為EM與斜面間的動摩擦因數(shù)不

變，則該過程中，物塊的動能及與位移無關(guān)系的圖線是（）

8.（2014?上海）如圖所示，豎直平面內(nèi)的軌道I和n都由兩段細直桿連接而成，兩軌道長度相等。用相同

的水平恒力將穿在軌道最低點8處的靜止小球，分別沿I和n推至最高點4所需時間分別為打、3動能

增量分別為AEki、溫2。假定球在經(jīng)過軌道轉(zhuǎn)折點前后速度的大小不變，且球與I、II軌道間的動摩擦因

A.八線1>AEk2;ti>t2B.AEki=AEk2；ti>t2

；；

C.AEkl>A￡k2ti<t2D.AEk]=A￡k2ti<t2

9.（2019?浙江）如圖所示為某一游戲的局部簡化示意圖.D為彈射裝置，是長為21m的水平軌道，傾斜

直軌道BC固定在豎直放置的半徑為R=10m的圓形支架上，B為圓形的最低點，軌道AB與BC平滑連接，

且在同一豎直平面內(nèi).某次游戲中，無動力小車在彈射裝置。的作用下，以vo=lOm/s的速度滑上軌道

并恰好能沖到軌道8c的最高點.已知小車在軌道AB上受到的摩擦力為其重量的0.2倍，軌道8C光滑，則

小車從A到C的運動時間是（）

A.5s

B.4.8s

C.4.4s

D.3s

10.（2018?全國）如圖，是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，油水平，長度為2R,兒是半徑為R的四分之一

的圓弧，與外相切于b點。一質(zhì)量為優(yōu)的小球，始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自。點處從

靜止開始向右運動，重力加速度大小為g。小球從a點開始運動到其軌跡最高點，機械能的增量為（）

A.ImgR

B.4mgR

C.5mgR

D.6mgR

11.（2015?全國）如圖所示，一半徑為R,粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平.一

質(zhì)量為m的質(zhì)點自P點上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點進入軌道.質(zhì)點滑到軌道最低點N時,

對軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小.用W表示質(zhì)點從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做

的功.貝U（）

-T-0777

B.?貯,"仰鰥?，質(zhì)點不能到達Q點

C.忸=2m或?，質(zhì)點到達Q后，繼續(xù)上升一段距離

q-

D.>"■\癡密感，質(zhì)點到達QB,繼續(xù)上升一段距離

二、多選題

12.（2016?全國）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)量為相

的質(zhì)點尸。它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點的過程中，克服摩擦力做的功為卬。重力加速度大小為g。設(shè)

質(zhì)點尸在最低點時，向心加速度的大小為容器對它的支持力大小為N,則（）

13.（2015?上海）小球用輕繩懸掛在。點，在水平恒力pMgtan。作用下，小球從靜止開始由A經(jīng)2向C運

動.則小球（）

A.先加速后減速

B.在2點加速度為零

C.在C點速度為零

D.在C點加速度為gtand

14.（2022?福建）一物塊以初速度%自固定斜面底端沿斜面向上運動，一段時間后回到斜面底端。該物體的

動能舔隨位移尤的變化關(guān)系如圖所示，圖中%、線1、%均已知。根據(jù)圖中信息可以求出的物理量有（）

A.重力加速度大小B.物體所受滑動摩擦力的大小

C.斜面的傾角D.沿斜面上滑的時間

15.（2022?全國）質(zhì)量為1kg的物塊在水平力尸的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運動，/與時間f

的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為02重力加速度大小取g=10m/s2。則（）

"F/N

4——

I???t/s

0246

-4

A.4s時物塊的動能為零

B.6s時物塊回到初始位置

C.3s時物塊的動量為12kg-m/s

D.0~6s時間內(nèi)尸對物塊所做的功為40J

16.（2021?遼寧）冰滑梯是東北地區(qū)體驗冰雪運動樂趣的設(shè)施之一、某冰滑梯的示意圖如圖所示，螺旋滑道

的摩擦可忽略：傾斜滑道和水平滑道與同一滑板間的動摩擦因數(shù)〃相同，因滑板不同〃滿足<A<L2〃°。

在設(shè)計滑梯時，要確保所有游客在傾斜滑道上均減速下滑，且滑行結(jié)束時停在水平滑道上，以下L、心的

,4/1h

B.L\=~~,Lr2=-

3No3pi。

3hh

D.LTi=~—,LT2=——

2AoAo

17.（2021?全國）一質(zhì)量為機的物體自傾角為a的固定斜面底端沿斜面向上滑動。該物體開始滑動時的動

F

能為《，向上滑動一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動，到達斜面底端時動能為已知sina=0.6,

重力加速度大小為g。則（）

A.物體向上滑動的距離為恐

2mg

B.物體向下滑動時的加速度大小為何

C.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)等于0.5

D.物體向上滑動所用的時間比向下滑動的時間長

18.（2019?江蘇）如圖所示，輕質(zhì)彈簧的左端固定，并處于自然狀態(tài)。小物塊的質(zhì)量為如從A點向左沿水

平地面運動，壓縮彈簧后被彈回，運動到A點恰好靜止。物塊向左運動的最大距離為s,與地面間的動摩擦

因數(shù)為〃，重力加速度為g,彈簧未超出彈性限度。在上述過程中（）

A.彈簧的最大彈力為〃加g

B.物塊克服摩擦力做的功為2〃加gs

C.彈簧的最大彈性勢能為〃加gs

D.物塊在A點的初速度為

三、解答題

19.(2022?北京)利用物理模型對問題進行分析，是重要的科學(xué)思維方法。

(1)某質(zhì)量為根的行星繞太陽運動的軌跡為橢圓，在近日點速度為叼，在遠日點速度為也。求從近日點到

遠日點過程中太陽對行星所做的功W；

(2)設(shè)行星與恒星的距離為r,請根據(jù)開普勒第三定律=無)及向心力相關(guān)知識，證明恒星對行星的

作用力P與/■的平方成反比；

(3)宇宙中某恒星質(zhì)量是太陽質(zhì)量的2倍，單位時間內(nèi)向外輻射的能量是太陽的16倍。設(shè)想地球“流浪”

后繞此恒星公轉(zhuǎn)，且在新公轉(zhuǎn)軌道上的溫度與“流浪”前一樣。地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為Ti,繞此恒星公轉(zhuǎn)

的周期為乃，求工

20.(2017?江蘇)如圖所示，兩個半圓柱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

均為凡C的質(zhì)量為根，A、B的質(zhì)量都為與地面間的動摩擦因數(shù)均為〃?，F(xiàn)用水平向右的力拉A,使

A緩慢移動，直至C恰好降到地面。整個過程中B保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速

度為g。求：

(1)未拉A時，C受到B作用力的大小F；

(2)動摩擦因數(shù)的最小值阿加；

(3)A移動的整個過程中，拉力做的功W。

21.(2016?上海)風洞是研究空氣動力學(xué)的實驗設(shè)備.如圖，將剛性桿水平固定在風洞內(nèi)距地面高度8=3.2

m處，桿上套一質(zhì)量相=3kg,可沿桿滑動的小球.將小球所受的風力調(diào)節(jié)為尸=15N,方向水平向左.小球

以初速度vo=8m/s向右離開桿端，假設(shè)小球所受風力不變，取g=10m/s2.求：

(1)小球落地所需時間和離開桿端的水平距離;

(2)小球落地時的動能.

(3)小球離開桿端后經(jīng)過多少時間動能為78J?

22.（2015?山東）如圖甲所示，物塊與質(zhì)量為m的小球通過不可伸長的輕質(zhì)細繩跨過兩等高定滑輪連接.物

塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置上，小球與右側(cè)滑輪的距離為I.開始時物塊和小球均

靜止，將此時傳感裝置的示數(shù)記為初始值.現(xiàn)給小球施加一始終垂直于細繩的力，將小球緩慢拉起至細繩

與豎直方向成60。角，如圖乙所示，此時傳感裝置的示數(shù)為初始值的1.25倍；再將小球由靜止釋放，當運動

至最低位置時，傳感裝置的示數(shù)為初始值的0.6倍.不計滑輪的大小和摩擦，重力加速度的大小為g.求:

，，，，，，，，而而而加

⑴物塊的質(zhì)量;

（2）從釋放到運動至最低位置的過程中，小球克服空氣阻力所做的功.

23.（2021?全國）如圖，一傾角為。的光滑斜面上有50個減速帶（圖中未完全畫出），相鄰減速帶間的距離

均為“，減速帶的寬度遠小于&一質(zhì)量為機的無動力小車（可視為質(zhì)點）從距第一個減速帶Z處由靜止釋

放。已知小車通過減速帶損失的機械能與到達減速帶時的速度有關(guān)。觀察發(fā)現(xiàn)，小車通過第30個減速帶后，

在相鄰減速帶間的平均速度均相同。小車通過第50個減速帶后立刻進入與斜面光滑連接的水平地面，繼續(xù)

滑行距離s后停下。已知小車與地面間的動摩擦因數(shù)為〃，重力加速度大小為g。

（1）求小車通過第30個減速帶后，經(jīng)過每一個減速帶時損失的機械能；

（2）求小車通過前30個減速帶的過程中在每一個減速帶上平均損失的機械能；

（3）若小車在前30個減速帶上平均每一個損失的機械能大于之后每一個減速帶上損失的機械能，則工應(yīng)

滿足什么條件？

（無動力）小車

24.（2020?全國）如圖，相距L=H.5m的兩平臺位于同一水平面內(nèi)，二者之間用傳送帶相接。傳送帶向右勻

速運動，其速度的大小v可以由驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)需要設(shè)定。質(zhì)量〃z=10kg的載物箱（可視為質(zhì)點），以初速度

vo=5.Om/s自左側(cè)平臺滑上傳送帶。載物箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù)〃=0.10,重力加速度取g=10m/s2。

（1）若v=4.0m/s,求載物箱通過傳送帶所需的時間；

（2）求載物箱到達右側(cè)平臺時所能達到的最大速度和最小速度;

⑶若尸6.0m/s,載物箱滑上傳送帶加=j13|s后，傳送帶速度突然變?yōu)榱?。求載物箱從左側(cè)平臺向右側(cè)平臺運

動的過程中，傳送帶對它的沖量。

25.（2019?浙江）某砂場為提高運輸效率，研究砂粒下滑的高度與砂粒在傳送帶上運動的關(guān)系，建立如圖所

示的物理模型.豎直平面內(nèi)有一傾角。=37。的直軌道AB,其下方右側(cè)放置一水平傳送帶，直軌道末端B與

傳送帶間距可近似為零，但允許砂粒通過.轉(zhuǎn)輪半徑R=0.4m、轉(zhuǎn)軸間距L=2m的傳送帶以恒定的線速度逆

時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)輪最低點離地面的高度H=2.2m.現(xiàn)將一小物塊放在距離傳送帶高h處靜止釋放，假設(shè)小物塊

從直軌道B端運動到達傳送帶上C點時，速度大小不變，方向變?yōu)樗较蛴?已知小物塊與直軌道和傳送

帶間的動摩擦因數(shù)均為（i=0.5.（sin37°=0.6）

（1）若h=2.4m,求小物塊到達B端時速度的大小；

（2）若小物塊落到傳送帶左側(cè)地面，求h需要滿足的條件

（3）改變小物塊釋放的高度h,小物塊從傳送帶的D點水平向右拋出，求小物塊落地點到D點的水平距離

x與h的關(guān)系式及h需要滿足的條件.

26.（2023?浙江）為了探究物體間碰撞特性，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。水平直軌道A3、和水平傳送

帶平滑無縫連接，兩半徑均為R=0.4m的四分之一圓周組成的豎直細圓弧管道與軌道和足夠長的