2011--2018年高考物理真题分类汇编19.动能定理

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 .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:12-mv2 - 0 WF Wf 2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年新课标出卷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下滑到最低点的过

2、程中，克服摩擦力做的功为W。a,容器对它的支持力大小为N,重力加速度大小为 go设质点P在最低点时，向心加速度的大小为2(mgR W)mRB. a2mgR WmRC. N3mgR 2WRD. N2 mgR WR【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mgR W gmv2,根据公式2(mgR W), A正确B错误；在最低点重力和支持力的合力充当向心力, mR摩擦力水平，不参与向心力，故根据牛顿第二定律可得N mgR ma,代入可得 N 3mgR 2WRC正确D错误。3. 2016年四川卷1.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

3、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Co4. 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

4、)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

5、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. 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g。V时

6、，上升的最大高度记为 ho重力加速度大小为2物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为（2(* 1)tan2gHC. tan2V( 1)tan2gH【解析】根据动能定理，以速度2mvmg cosH mgH sinv速度上升时有2hmg cos mghsinEk0(A)3. 一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处。物块初动能为Ek0,与斜面间的动Ek0Ek0Ek0(B)(C)(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-Ff)x,故 C 正确;A、B、D错误。

7、2(_v_ 1)tan ,所以 D 2gHh f/28. 2011年理综山东卷 18.如图所示，将小球 a从地面以初速度 v。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h 2一,所以v0 gh，小球a洛地时间ta22h一，g答案：C. . ., 1 c1 c1 C解析：相遇时满足-gt2 v0t Lgt2 h , -gt2 2221hh22 h2 一 ,因此 A 错误；

8、相遇时，Va J2g , Vb2 v；2g-, g22球b落地时间tb 2巴 2州史g gVb 0,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2mg,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 做的功为(C )A. 1mgR B. 1mgR43

9、C. 1mgRD. mgR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2N mg m, N=2mg,联立解得v JgR ,下落过程中重力做功 mgR,根据动能定理可得 R12mgR Wf -mv ,211解得Wf -1mgR,所以克服摩擦力做功 1mgR,选项C正确。10. 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v0=8m/s向右离开杆端,假设小球所受风力不变，取

10、g=10m/s2。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。(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 0.4s【解析】(1)小球在竖直方向做自由落体运动，运动时间为小球在水平方向做匀减速运动，加速度a = = 5m / s2m1 c水平位移 s v0t - at 4.8m0 2(2)由动能定理Ekt Ek0mgH Fs代入数据得Ekt 120J123 3)小球离开杆后经过时间t的水平位移 s = v0tat21 212由动能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.如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为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，sin37o=0.6,cos37o=0.8 ）。贝U6A.动摩擦因数一7IB.载人滑草车最大速度为2ghC.载人滑草车克服摩擦力做功为mghD.载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为3 g5【答案】AB【解析】作出滑道简

12、化示意图如图所示，从 A处到C处的过程中，由动能定理有(mgsin 91-科 mgos 0i)hsindh+ (mgsin 归科 mgos 时s =0，解得产6,选项A正确；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 例-科 mgos 91) 12= -mVm，2得vm,选项B正确;7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;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,选项 D错误。m3512.2016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

13、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

14、相同，选项A错误；动车组运动的加速度 a 2F 8kmg kg,则8m 4m对6、7、8节车厢的整体：f56 3ma 3kmg 0.75F ；对7、8节车厢的整体：f67 2ma 2kmg 0.5F ；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;1 ov2根据动能定理 一Mv2 kMgs,解得s ，可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关2 2kg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 vm1 -8kmg4Pv1右8下车厢有4下动车时的最大速度为 vm2 ,则1 -,选项D正确；故选 BD.8kmgVm2 213. 2011年上海卷2

15、5.以初速为V。，射程为s的平抛运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：gSV0V01 + (v02/gs)2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：S=V0t,式；竖直方向：h = 1gt2,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刷足：tan 0= vy,式；vo联立解得h =默式；2vo联立解得：tan 0=鹫，即cos0= -=°=,式。v024v02+(gS)21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 = 2m

16、vi2,式,联立解得到达轨道底部速率vi 一臂,式在轨道底部时水平方向的速度大小为vx=vicosQ式,联立解得vx =gSvo>/vo2+ (gS)2弋 1 + (vo2/gs)214.2017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代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.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.求:(1)未拉A时，C受到B作用力的大小F;: 35 mg(2) C恰好降落到地面时,B受C

17、压力的水平分力最大F.xmaxB受地面的摩擦力fmg根据题意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,根据动能定理WWf mgh 0 0解得 W (21)( - 31)mgR(2)动摩擦因数的最小值即in；(3) A移动的整个过程中，拉力做的功 W.解：(1) C受力平衡2Fcos300 mg 解得F15. 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

18、.10kg , 物块与桌面间的动摩擦因数 月0.25,桌面高h=0.45m.。不计空气 阻力，重力加速度 g取10m/s2。求(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V。1.0,解析：(1)小物块洛地所用时间为t,有gt2h2t 2h 2 S,50.3s,g 10小物块落地点距飞出点的水平距离 s vt 3 0.3 0.9 m(2)根据机械能守恒，小物块落地时的动能为L 12.1Ek mv0 mgh 0.10 9 0.10 10 0.45 0.90J 2211(3)在桌面上滑行过程中根据动能定理有Wfmv2 1mv； mgl22则 v0,

19、v2 2 gl 9 2 0.25 10 1.4 4.0 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。为m的小车若以速度v0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动 -.轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动4摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。.v'和撞击速度v的关系.kx 且F f(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；(3)讨论在装置安全工作时，该小车弹回速

20、度解：(1)轻杆开始移动时，弹簧的弹力 F解得x k(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l12 一小车以v0撞击弹黄时f.一 W 0 mv04212-小车以vm撞击弹簧时fl W 0 - mvm2解得vmv023 fl2m12(3)设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为v1 ,_mv12 W 2由解得Vi . Vo2fl2m2 flv v Vo时，v' v2m2 fl2vo vvo2m3 fl2m时，v2 flvo一2m17. 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

21、电动机功率恒为P,小船的质量为 m,小船受到的阻力大小恒为f,经过A点时的速度大小为 v°,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；(3)小船经过B点时的加速度大小a。ABd(1) W FS fd(2)必2 Pt fd 2v。(3) aPjm2v2 2m(Pt fd)(1)小船从A点到达B点，受到的阻力恒为f,其克服阻力做的功为：W FS fd1 2 mvA2Pt1 fd1 c(2)从A到B由动能定理可知： -mv2 2解得:2 Pt1 fd

22、 2v。(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 Q电动机牵引绳的速度大小为u,贝U P=Fu由牛顿第二定律有F cos fma解得a 2 2m v02m(Pt1 fd)18. 2015年理综浙江卷23.如图所示，用一块长 Li=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禺=0.05,物块与桌面间的动摩擦因数22,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 (已知sin37 = 0.6, cos37 =0.8)(3)继续增大。角，发现0=53。时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离Xm答案：(