2011--2018年高考物理真题分类汇编19.动能定理（精编版）

1、第 19 节动能定理 .1.2018 年全国卷ii 、14如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定（ a）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：木块在移动过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可得：ff1 mv2 - 0ww2则木箱获得的动能一定小于拉力所做的功，b 错误 a 正确； 无法比较动能与摩擦力做功的大小，cd 错误。2. 2016 年新课标卷20如图，一固定容器的内壁是半径为r 的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为 m 的质点 p。它在容器内壁由静止

2、下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为 w。重力加速度大小为 g。设质点 p 在最低点时，向心加速度的大小为 a，容器对它的支持力大小为 n， 则a a2(mgrw )mrb. a2 mgrwpmrc. n3mgr2w rd. n2 mgrwr【答案】 ac【解析】质点p 下滑过程中，重力和摩擦力做功，根据动能定理可得mgrw12mv ，根据公式22av，联立可得a r2( mgrmrw) ，a 正确 b 错误；在最低点重力和支持力的合力充当向心力，摩擦力水平， 不参与向心力，故根据牛顿第二定律可得c 正确 d 错误。nmgrma ，代入可得 n3mgr2w，r3. 2016 年四川卷1.

3、韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿 “助滑区 ”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900j，他克服阻力做功100j。韩晓鹏在此过程中a. 动能增加了1900jb. 动能增加了2000jc. 重力势能减小了1900jd. 重力势能减小了2000j【答案】 c【解析】根据动能定理：动能的增量等于合外力的功，即动能增量为1900j-100j=1800j，选项 ab错误；重力做功等于重力势能的变化量，故重力势能减少了1900j，选项 c 正确， d 错误；故选c。4. 2013 年山东卷16、如图所示，楔形木块abc 固定在水平面上，粗糙斜面ab

4、和光滑斜面bc 与水平面的夹角相同，顶角b 处安装一定滑轮，质量分别为m 、m（ m>m）的滑块，通过不可伸长的轻绳定滑轮连接，轻绳与斜面平行，两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量bmm和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（）a 、两滑块组成系统的机械能守恒b、重力对m 做的功等于m 动能的增加ac c、轻绳对m 做的功等于m 机械能的增加d、两滑块组成系统的机械能损失等于m 克服摩擦力做的功答案： cd 。解析：由于斜面ab 粗糙，两滑块组成的系统的机械能不守恒，机械能损失等于m 克服摩擦力做的功。故 a 错误， d 正确。 m 物体的动能增量根据动能定理应和m 的合

5、外力的功相等，故b 错误。对于 m，由于斜面光滑，只有重力和绳子的拉力做功，故轻绳对m 做的功等于m 机械能的增加， 故 c 正确。5. 2011 年新课标版15一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能a 一直增大b先逐渐减小至零，再逐渐增大 c先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小d先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大答： abd【解析】当恒力方向与速度在一条直线上，质点的动能可能一直增大，也可能先逐渐减小至零，再逐渐增大。当恒力方向与速度不在一条直线上，质点的动能可能一直增大，也可能先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大。所以正确答案是abd 。6.

6、2014 年理综大纲卷19一物块沿倾角为的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v 时，上升的最大高度为h ，如图所示；当物块的初速度为v 时，上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。2物块与斜坡间的动摩擦因数和h 分别为()hv2h和a tan和2b (2 gh1) tan2vh2hvhc tan和d 4(2 gh1 ) tan和4【答案】 d【解析】根据动能定理，以速度v 上升时有1 mv22mg coshsinmgh ，以 v 速度上升时有2h1 m(2v2v ) 22mg cosh sinmgh ，解得 h，4(1) tan2gh，所以 d 正确7.2017 年江苏卷3一小物块沿斜面向上滑动

7、，然后滑回到原处。物块初动能为ek0，与斜面间的动ekek0ox(a)ekek0ox(b)ekek0ox(c)ekek0ox(d)摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能ek 与位移 x 关系的图线是（ c ） 解析：向上滑动过程中，根据动能定理：0-ek0= -( mg+f f)x ，同理，下滑过程，由动能定理可得：ek-0= -( mg-f f)x，故 c 正确； a 、b、 d 错误。8. 2011 年理综山东卷18如图所示，将小球a 从地面以初速度v0 竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球 b 从距地面h 处由静止释放，两球恰在h/2 处相遇（不计空气阻力）。则a 两球同时落地b相遇时两球

8、速度大小相等c从开始运动到相遇，球a 动能的减少量等于球b 动能的增加量d相遇后的任意时刻，重力对球a 做功功率和对球b 做功功率相等答案： cbhh/2va a解析： 相遇时满足1 gt 22v0 t1 gt 22h ， 122h2vgt，所以 022hgh ，小球 a 落地时间 ta，g球 b 落地时间 tb2 v0 g2gh2h gg，因此 a 错误；相遇时， va2 gh2，vb02 g h ，22v2vb0 ，所以 b 错误；因为两球恰在h/2 处相遇，说明重力做功的数值相等，根据动能定理，球a 动能的减少量等于球b 动能的增加量，c 正确；相遇后的任意时刻，球a 的速度始终大于球b

9、 的速度， 因此重力对球a 做功功率大于对球b 做功功率， d 错误。9.2015 年海南卷4如图，一半径为r 的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m 的质点自轨道端点p 由静止开始滑下，滑到最低点q 时，对轨道的正压力为po2mg，重力加速度大小为g，质点自 p 滑到 q 的过程中，克服摩擦力所r做的功为（ c ）1a. mgr 41b. mgr 31c. mgr 2qd. mgr 4解析：质点在q 点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，两力的合力充当向心力，所以有2nmgmv, n=2mg，联立解得 vgr ，下落过程中重力做功mgr，根据动能定理可得mgrwf解得 wfr1

10、mv2，2- 1 mgr，所以克服摩擦力做功21 mgr，选项 c 正确。210. 2016 年上海卷31.（ 12 分）风洞是研究空气动力学的实验设备。如图，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度h=3.2m 处，杆上套一质量m=3kg ，可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力调节为f=15n ，方向水平向左。 小球以初速度v 0=8m/s 向右离开杆端， 假设小球所受风力不变，取 g=10m/s 2。求：（ 1）小球落地所需时间和离开杆端的水平距离；（ 2）小球落地时的动能。v0（ 3）小球离开杆端后经过多少时间动能为78j？【答案】（ 1）4.8m（ 2）120j（ 3） 0.24s 或 0.4

11、s【解析】 （ 1 ）小球在竖直方向做自由落体运动，运动时间为t =2hg= 0.8 s小球在水平方向做匀减速运动，加速度a =f =m5m / s2水平位移sv0 t -1 at 224.8m（ 2）由动能定理ektek 0mghfs代入数据得ekt120 j（ 3）小球离开杆后经过时间t 的水平位移s = v0 t -1 at 22由动能定理ek1 mv202mg1 gt 2fs2以 ek=78 j，v0 =8 m/s 和 sv0 t -1 at 2 代入得125t2-80t+12=02解得t1=0.4s,t2=0.24s11.2016 年浙江卷18如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高

12、均为h，与水平面倾角分别为45°和 37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为。质量为 m 的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端（不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin37 o =0.6，cos37 o =0.86）。则a. 动摩擦因数7b. 载人滑草车最大速度为2 gh7c. 载人滑草车克服摩擦力做功为mgh3d. 载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为g5【答案】 aba【解析】作出滑道简化示意图如图所示，从a 处到 c 处的过程中，由动能定理有h1b h(mgsin - mcgos )h+ ( mgsin -

13、mcgos )h=0 ，2c11 sin 122 sin 2 ，选项解得 = 6a 正确；7到 b 点时载人滑草车速度最大，从a 处到 b 处的过程中，由动能定理有h(mgsin 1- mcgos 1)= 1 mv2 ，sin 12m得 vm2gh 7，选项 b 正确；从 a 处到 c 处的过程中，克服摩擦力所做的功等于重力势能减少量2mgh，选项 c 错误；在下段滑道上的加速度大小a=（mgcos 2 mgsin 2）m=335g，选项 d 错误。12.2016 年天津卷8、我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动

14、车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比，某列动车组由8 节车厢组成，其中第 1、5 节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组a 、启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反b、做匀加速运动时，第5、6 节与第 6、7 节车厢间的作用力之比为3:2c、进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比d、与改为4 节动车带4 节拖车的动车组最大速度之比为1:2【答案】 bd【解析】列车启动时，乘客随车厢加速运动，加速度方向与车的运动方向相同，故乘客受到车厢的作用力方向与车运动方向相同，选项 a 错误； 动车组运动的加速度a2 f8

15、kmgfkg ，则对 6、7、8 节车厢的整体：f563ma3kmg8m4m0.75f ；对 7、 8 节车厢的整体：f672 ma2kmg0.5f ；故 5、6 节车厢与6、7 节车厢间的作用力之比为3:2，选项 b 正确；根据动能定理1 mv 22kmgs ，解得 sv22kg，可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时速度的平方成正比，选项c 错误； 8 节车厢有2 节动车时的最大速度为vm12p；8kmg若 8 节车厢有4 节动车时的最大速度为vm24 p，则8kmgvm1 vm21，选项 d 正确；故选bd.213. 2011年上海卷25以初速为 v0，射程为 s的平抛运

16、动轨迹制成一光滑轨道。一物体由静止开始从轨道顶端滑下，当其到达轨道底部时，物体的速率为，其水平方向的速度大小为。；答案： gsv0v0221 (v0 /gs)解析：本题考查平抛运动规律及动能定理。根据平抛运动规律，水平方向：sv0 t，式；gt竖直方向： h122 ，式；平抛运动落地时竖直速度vy gt，式；落地速度与水平方向的夹角为满足： tangs20联立解得 h 2v 2，式；vy，式；v0联立解得：tan gscosv0，式。2，即0v0v2 (gs)2当物体由静止开始从轨道顶端滑下到达底端的过程，由动能定理：mgh 12，式，v ，联立解得到达轨道底部速率v1gs式0mv1 2在轨道

17、底部时水平方向的速度大小为vxv1cos，式，联立解得vxgsv 2 (gs)2v022。01 (v0 /gs)14.2017 年江苏卷14（16 分）如图所示，两个半圆柱a、b 紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱 c，三者半径均为r，c 的质量为m，a、b 的质量都为m ，2与地面的动摩擦因数均为.现用水平向右的力拉a，使 a 缓慢移动，直至 c 恰好降到地面 .整个过程中b 保持静止 .设最大静摩擦力cr等于滑动摩擦力，重力加速度为g.求：bra（ 1）未拉 a 时， c 受到 b 作用力的大小f；（ 2）动摩擦因数的最小值min ；（ 3）a 移动的整个过程中，拉力做的功w.解：（

18、1） c 受力平衡2f cos300mg解得 f3 mg3（ 2）c 恰好降落到地面时，b 受 c 压力的水平分力最大fx max3 mg2b 受地面的摩擦力fmg根据题意f minfx max，解得32min（ 3）c 下降的高度h(31) r ，a 的位移 x2(31) r摩擦力做功的大小wfx2(31)mgr， 根据动能定理wwfmgh00解得 w( 21)(31) mgr15. 2012 年理综北京卷22（16 分）如图所示，质量为m 的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l 后以速度 v 飞离桌面， 最终落在水平地面上。已知 l=1.4m ，v=3.0m/s，m=0.10kg ，

19、物块与桌面间的动摩擦因数=0.25，桌面高 h=0.45m. 。不计空气阻力，重力加速度g 取 10m/s2。求v0vhls(1) 小物块落地点距飞出点的水平距离s；(2) 小物块落地时的动能ek；(3) 小物块的初速度大小v0。解析：（ 1）小物块落地所用时间为t，有 12gt 2ht2hg20.45100.3 s小物块落地点距飞出点的水平距离svt（ 2）根据机械能守恒，小物块落地时的动能为30.30.9 m0ke1 mv 22mgh10.10920.10100.450.90 j（ 3）在桌面上滑行过程中根据动能定理有w1 mv2f21 mv 202mgl则 v0v 22gl920.251

20、01.44.0 m/s16. 2012 年物理江苏卷14. (16 分)某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f . 轻杆向右移动不超过l 时，装置可安全工作。一质量为 m 的小车若以速度v0 撞击弹簧，将导致轻杆向右移动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。.(1) 若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；(2) 求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度vm；l. 轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动4mvl轻杆(3) 讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v'和撞击速度v 的关系 .解: （ 1）轻杆

21、开始移动时，弹簧的弹力fkx且 fff解得 xk（ 2）设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为w，则小车从撞击到停止的过程中，动能定理小车以v0 撞击弹簧时f . lw 401 mv202小车以vm 撞击弹簧时flw120mvm2解得vm23 flv02m（ 3）设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为v1 ，12mv1w2由解得v12flv02m2fl当 vv0时， v'v2m2fl当v0v2m23 fl v02m时， v2flv02 m17. 2012 年理综福建卷21.（ 19 分）如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为p，小船的质量

22、为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过 a 点时的速度大小为v0，小船从 a 点沿直线加速运动到b 点经历时间为t1， a、b 两点间距离为d,缆绳质量忽略不计。求：（ 1）小船从 a 点运动到b 点的全过程克服阻力做的功w1；（ 2）小船经过b 点时的速度大小v1；av0b（ 3）小船经过b 点时的加速度大小a。d【答案】（ 1） wfsfd（ 2） v1（ 3） a2 ptfd2v0mpfm2 v22m(ptfd )m【解析】（ 1）小船从a 点到达 b 点，受到的阻力恒为f,其克服阻力做的功为：wfsfd（ 2）从 a 到 b 由动能定理可知：1 mv2b21 mv 2a2pt1fd解得：

23、 v12 pt1fd2v0m（ 3）设小船经过b 点时绳的拉力大小为f，绳与水平方向夹角为，电动机牵引绳的速度大小为u，则 p=fuu由牛顿第二定律有v1 cosf cospfmaf0解得 am2v 22m(pt1fd )m18. 2015 年理综浙江卷23.如图所示，用一块长l 1=1.0m 的木板在墙和桌面间架设斜面，桌面高h=0.8m ，长 l2=1.5m 。斜面与水平桌面的倾角可在 060 °间调节后固定。将质量m=0.2kg 的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数1=0.05，物块与桌面间的动摩擦因数2，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失。（重力加速度g 取 10m/s2；最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ 1）求 角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑； （用正切值表示）（ 2）当 增大到 37°时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数2；（已知 sin37 =°0.6 ， cos37 °=0.8）（ 3）继续增大角，发现=53&#