2017年高考物理一轮复习专题19动能和动能定理(练)(含解析)

专题19动能和动能定理（练）.（多选）一小物体从斜面底端冲上足够长的斜面后，返回到斜面底端，已知小物块的初动能为E,它返回斜面底端的速度大小为v,克服摩擦力做功为日2。若小物块冲上斜面的初动能为2E,则：（）A.返回斜面底端时的动能为EB.返回斜面底端的动能为3日2C.返回斜面底端时白^速度大小为J2vD.返回斜面底端时的速度大小为2v【答案】ACI解析】以初0能力E刘上料面并返回的超出程中运用动百近登得；；於E—g①，设以初可能为£用JJ4面自砌建度为仁期以初幼曾纤」江冲上斜面时，初速度五五中，扛速篇目同，根据2k必助士可知第二次冲出面的位璐是第一次的两倍，所以上升过程口克用摩藕力世坨帚籥一次的两倍，整个上升返回过程中克服摩打假功是第一次的西格，即为艮以柞蛇助加冲上斜面外返回的整例程中运用的傩理得；;即尽而以探回锌面党梆t的动船为电在正底，B错误手由①②得门三壶明，《正夜,D辐诺,柏洗K,1名师点（2）初动能增大后,睛】（（2）初动能增大后,上升的高度也随之变大，可根据匀减速直线运动的速度位移公式求出上升的位移，进而表示出克服摩擦力所做的功；（3）对两次运动分别运用动能定理即可求解.该题考查了动能定理的直接应用，注意以不同的初动能冲上斜面时，运动的位移不同，摩擦力做的功也不同..（多选）如图所示，放置在竖直平面内的光滑曲杆AR是按照从高度为h处以初速度V0平抛的运动轨迹制成的，A端为抛出点，B端为落地点.现将一小球套于其上，由静止开始从轨道A端滑下.已知重力加速度为g,当小球到达轨道B端时：（V0.2gh-v22ghA.小球的速率为；2ghV0.2gh-v22ghC.小球的速率为42ghD.小球在水平方向的速度大小为【答案】ADmgh=-mV—0,解2【解析】由于杆AB光滑，小球在整个运动过程中，受重力mgmgh=-mV—0,解2力N始终与小球运动的速度相垂直，因此一直不做功，根据动能定理有:得小球到达轨道B端时的速率为v=v卸，故选项A正确、；选项C错误；由于杆AB是按照

从高度为h处以初速度V0平抛的运动轨迹制成的，不妨假设B端的切线方向与水平方向间的夹角为0,当物体以初速度V0平抛运动至B端时，根据动能定理有：mgh=」mV-」mv2,解22得：V,=jv22gh,根据几何关系有：cose=粤=v0,所以小球沿杆到达轨道Bv'V22gh端在水平方向的速度大小为：Vx=vcose=V,2gh,故选项C错误；选项D正确。v02gh【名师点睛】本题主要考查了运动的合成与分解、平抛运动规律，以及动能定理（或机械能守恒定律）的应用问题，属于中档题。.（多选）一物体放在升降机底板上，随同升降机由静止开始竖直向下运动，运动过程中物体的机械能与物体位移关系白^图象如图所示。其中0〜S1过程的图线为曲线，&〜S2过程的图线为直线。根据该图象，判断下列选项正确的是:0〜S2过程中物体的动能可能在不断增大S1〜S2过程中物体可能在做匀速直线运动0〜si过程中升降机底板上所受的压力可能是变力si〜S2过程中物体可能在做变加速直线【答案】AB【名师点睛】I解折】阿抻止开始怒■向下岸加M机械篇与帆士琴美多的图象中格切氨玦卷中物体的以械靛挤3度以树娜了受勤，还受向1侬货方.格任的用力受持力财,凯丁退度在阴大.耦倒n动和TigEW郅大,敬a正房.叶巧访的朝为解，钟领机耀能的码电文挣力’的中蝴性关系，也就是变药力不变一列I耍体可随叙匀建出越到，故日正蠲1—工工鹿甲,过建的班为球，机械械也稀标>^皆，也就上支持立在港大，瞅升商机融上所受的伍力•定是在h，故c制设.根蝎H连贝分析，前D博误.栩宜AB.【名师点睛】解题时要理解图象的斜率的意义.能够通过图象找出物理量之间的关系变化，能够从物体的机械能与物体位移关系的图象中找出一些有用的信息.物体的机械能的变化是通过除重力之外的力做功来量度的。.（多选）如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为L的细绳将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为0角，此时绳中张力为零，物块与转台间动摩擦因数为<tan0）,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，则：（）

A.至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为2mgLsin12mgLsin2cos3mgL4cos2mgLsin2cos3mgL4cosC.至转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为D.至转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为【答案】BCL肥折】绳中出现拉力时，最大静摩摞力提供叵心力，s-第HJ)由胡能定理-£x--皿'②2当弹力为零时,J*=£sin月•由①。可籍得：用=-fisjsLsinB对；2当由知：TeM=7sin;?二jtt—=F上——可得W——rr^-tanftzsin0r22【名师点C冰D曲【名师点睛】求解水平面内圆周运动的临界问题的一般思路.判断临界状态：认真审题，找出临界状态..确定临界条件..选择物理规律：临界状态是一个“分水岭”，“岭”的两边连接着物理过程的不同阶段,各阶段物体的运动形式以及遵循的物理规律往往不同..列方程求解..如图1为利用阻拦系统让“歼15”舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭。若航母保持静止，在某次降落中，以飞机着舰为计时起点，飞机的速度随时间变化关系如图2所示.飞机在t1=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，此时速度V1=70m/s；在t2=2.4s时飞机速度v2=10m/s.飞机从匕到t2的运动可看成匀减速直线运动.设飞机受到除阻拦索以外的阻力f大小不变，且f=5.0X104N“歼15”舰载机的质量m=2.0X104kg.

(1)在ti~12间的某个时刻，阻拦索夹角“=120。，求此时阻拦索中的弹力T的大小;82m,求从12时刻至飞机5J82m,求从12时刻至飞机5J10t舞析】⑴由WF龌可知，飞机加速度：3R—=——Z1.4—6.4解宵工7-5.解宵工7-5.加速度大小为时飞机，由牛顿第二定持得:(2)由图象面积可知(2)由图象面积可知从t1时刻至12时刻，飞机的位移为S1=80m,从t从t2时刻至飞机停止，飞机的位移为S2=2m,从t2时刻至飞机停止，1 2由动能从t2时刻至飞机停止，1 2由动能te理得：Wfs20—mv22解得：W=-9X105J.【名师点睛】本题考查了图象、牛顿第二定律动能定理的应用，在解题时要注意根据图象明确飞机的运动过程，再由动能定理、牛顿第二定律分析答题.此题意在考查学生利用所学知识解决实际问题的能力31.如图所示，由半径为R的4光滑圆周和倾角为45。的光滑斜面组成的轨道固定在竖直平面内，斜面和圆周之间由小圆弧平滑连接。一小球恰能过最高点，并始终贴着轨内侧顺时针转动。则小球通过斜面的时间为（重力加速度为g):.(2动。则小球通过斜面的时间为（重力加速度为g):.(2'22)..Rd［解析】词前在国周内则料面做圆周运恰前迪过包局最高点的速度,一J解，则标推动能定理，1求出小封到运料面则盛月的返度%,则f2■2可得;耳=心成物体在无翩面上下滑时，沿斜面下滑的加速度斫R=*非，已知d再在阴面上儆匀加速运切的初速度“二审旗，加速度a日抑，位移mJ：■巴艰据运前学公式可以求出小理通过斜面的寸间为，【名师点睛】此题是牛顿第二定律及动能定理的综合应用问题；解决本题的关键是认识小球能圆内侧轨道做圆周运动时能过通过最高点的临界条件是vJgR从而得求小球滑上斜面时的速度，再根据运动学公式求出运动的时间。.（多选）如图，在竖直平面内，轨道ABM于B点对称，且A、RC三点在同一水平线上。若小滑块第一次由A滑到C,所用时间为t1,到达C点速度为5,第二次由C滑到A所用时间为t2,到达A点速度为V2,小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着轨道滑行,小滑块与轨道间的动摩擦因素恒定，则：（）A.t1t2B.t1t2C.v1v2D.V1v2【答案】AC［解析】棍挥公苴弓h阳E分析在川段过程中，重力和交持力充当向心力，故有初考一凡r£二十僧一，第一种方寸不经过AB级的捶度所以第一林方式不接触面间的正必」较小.,艮口座捶r力校小，在DC熙，重力才炭持力的合力充当句心力，故育风破一削匕即久・和二।3，第种rr方式下经过BC段的速度较小？斫以第一举白方式下接触直间的正压力段小，即没］岫校小，曲碧上分析，靖一样方式运动过程甲克服摩通力做5段小,附根片功酢定理F图“％司」因为商科方式下的的速度布同，【名师路荏相同，而末诜度计）地，所;】箪一种方式的平:句遐琳』,，曲运动时间小，即成鼻二正确【名师点睛】滑块做圆周运动，根据牛顿第二定律判断滑块受到的支持力大小关系，然后判断摩擦力大小关系，从而根据动能定理比较速度的大小，然后根据平均速率定义比较所用时间长短。.（多选）如图所示，一块长板B放在光滑水平面上，B上放一粗糙物体A.现以F恒力拉B,结果A将在B上滑动，以地面为参考系，A、B都前移了一段距离，在此过程中：（）^TTWTzTSTTTWTTWzzTTTTTTF做的功等于A和B动能的增量B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能的增量A对B的摩擦力所做的功，等于B对A的摩擦力所做的功F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和【答案】BD【解析】选择A和B作为研究对象，运用动能定理研究：B受外力F做功，A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，故二者做功不等，W+（-f4x）=4EkA+^EB,其中Ax为A、B的相对位移.所以外力F做的功不等于A和B的动能的增量，故A错误.对A物运用动能定理，则有B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能的增量，故B正确.A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，故二者做功不等，故C错误.对B物体应用动能定理，WAW/=AEkB,W为B克服摩擦力所做的功，即W=4EkB+W，就是外力F对B做的功等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和，故D正确.故选BD.【名师点睛】运用动能定理时，研究对象如果是系统，系统的内力做功也要考虑.一般情况下两物体相对静止，系统的内力做功为零.如果两物体有相对位移，那么系统的内力做功有可能就不为零.对于动能定理列出的表达式注意变形，要和所求的问题相接近。4.（多选）一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F的作用下开始向上运动，如图甲所示.在物体运动过程中，空气阻力不计，其机械能E与位移x的关系图象如图乙所示，其中曲线上点A处的切线的斜率最大.则：（）甲乙A.在0〜xi过程中物体所受拉力是变力，且xi处所受拉力最大B.在xi处物体的速度最大C.在xi〜X3过程中，物体的动能先增大后减小D.在0〜x2过程中，物体的加速度先增大后减小【答案】AC【解析】由柒里关系可知，物体的机械IEEHi,可知艮浅跳拗斜率零干力肝的尢小，由幕线可如，在―I工:过程中物体所受拉力先已大后.陈小，是变h,且也处所受拉力最戈I透商A正布；在船处棚体所受拉士品大,则加鹿度最大，选项B错黑；在力f刃程中，力F由最大还茹磕」里1塞，的动卜力FT-呻,M方向为向I后叵TF.合外力先做正功后肿员功，则物体的前的元熔大后用小，选J®C下确:在Ofc,过程中,力产先塔大后属小到蜜，剧树体受的合外力FvF-小先遍出后塔大，鱼周小冉詹木.则物傀的扣原度先加小后肋七百麻卜垂切七选】页D睇i故选依【名师点睛】此题是动能定理及牛顿第二定律的综合应用问题；关键是高清图像的物理意义，弄清曲线的斜率的物理意义，则需要知道E-x函数关系；根据图线搞清力F的变化情况才能分析加速度以及速度的变化情况；此题过程较复杂，有难度^5.如图所示，AB为倾角0=37。的斜面轨道，轨道的AC部分光滑，CB部分粗糙。BP为圆心角等于143。，半径R=1m的竖直光滑圆弧形轨道，两轨道相切于B点，P、0两点在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在A点，另一自由端在斜面上C点处，现有一质量m=2kg的物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D点后(不栓接)释放，物块经过C点后，从C点运动到B2点过程中的位移与时间的关系为x12t4t(式中x单位是m,t单位是s),假设物块第一次经过B点后恰能到达P点，(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)试求：(1)若CD=m物块从D点运动到C点的过程中，弹簧对物块所做的功；(2)RC两点间的距离x。(3)若在P处安装一个竖直弹性挡板，小物块与挡板碰撞时间极短且无机械能损失，小物块与弹簧相互作用不损失机械能，试通过计算判断物块在第一次与挡板碰撞后的运动过程中是否会脱离轨道？【答案】（1）156J（2）6.125m（3）物块在以后的运动过程中不会脱离轨道TOC\o"1-5"\h\z【解析】（1）由x12t4t2知，物块在C点速度为V012m/Sa8m/s2（2分）设物块从D点运动到C点的过程中，弹簧对物块所做的功为WW由动能定理得：\o"CurrentDocument"1（2分）0T7T12Wmgsin37CD-mvo代入数据得：W1mv02mgsin370CD156J（1分）2⑵坳块在＜3疆,中雕牛顿养二定律，4m翟N=la㈡犯物块在尸卢的注度满足继一譬门分，C利产的施由动能定理得工一网一山评（、血5v—gm；工分1综上解得：X==e=6.125和S力〈3〉愠设物购一次从圆强轨道返回并与强蓄相史作用后，能脚回到与。点等高的位置Q点,且谀其速原为叱,由动能定理得）梅田一3梅0=杷就一办麻打E"产门分》4Jir^e+fjmgcme-隔。代人封泥解得白rQ25门分）解肾年一794。4分）宇科网可见锄块返回后飞剧达Q点，改物比在以超叼运由过程卬不会版高耻羡【名师点睛】物块从C点运动到B点过程中的位移与时间的关系x12t5t2,根据待定系数法可以判断出初速度和加速度的值.对物体运用动能定理求弹簧对物块所做的功.（2）根据CB段匀减速直线运动的位移时间关系得出物体运动的加速度，从而根据牛顿第二定律求出动摩擦因数，因为物体恰好到达P点，根据牛顿第二定律得出P点的速度，通过机械能守恒定律得出B点的速度，然后通过匀变速直线运动的速度位移公式求出B、C两点间的距离XBC.（3）根据动能定理判断物体能否返回时回到与O点等高的位置，若不能回到等高的位置，则小球将不会脱离轨道TOC\o"1-5"\h\z1具绛羸裔题一I1.12016•海南卷】如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N,在高点时对轨道的压力大小为N2。重力加速度大小为g,则N-N2的值为：（）A.3mgB.4mgC.5mgD.6mg【答案】D【解析】该小于掩最低.勺M逆度为巧，在最高点时速度为1如幅掘工畅第二定有官,在最低声」地-听”，R在最高点;Mt•制L汇金i"晶常点到最期J理据苏丽里有M,密酎・幽，联立可得；明r蒯Y曜.R22能诙取D正确.【名师点睛】解决本题的关键知道向心力的来源，知道最高点的临界情况，通过动能定理和牛顿第二定律进行求解。2.12016・全国新课标H卷】小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点：（）P球的速度一定大于Q球的速度P球的动能一定小于Q球的动能P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度【答案】C【解析】小球摆动至最低点由动能定理：mgL1mv2,可得：v,2gL,因LpLq,故VpVq,选项A错误；由EkmgL,因mpmb,则动能无法比较，选项B错误；在最低22vv点，Ftmgm—,可得Ft3mg,选项C正确；a—2g,两球的向心加速度相等，选项D错误，故选Co【名师点睛】此题考查机械能守恒定律及牛顿第二定律的应用；解题时要通过选择合适的物理规律列出方程找到要讨论的物理量，然后根据题目的条件来分析结论；此题意在考查考生对基本规律的掌握情况。3.12015•四川・1】在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小：（）A.一样大B.水平抛的最大C.斜向上抛的最大D.斜向下抛的最大【答案】A［整析］三个楸柚出京.旄依开毛柞所运动，三球MOT语寻至用一木丘饱E1时.说HFftj®力a.在&I阂*谚*?am集H动能t悝省:触听:融*-；小，舞博小喇味通弦t小为:v收*w*r与回避期出即曲秣皿小胸,跳期A正金师名师点睛】本题首先要能从三个小球做平抛、斜上抛、斜下抛的不同运动形式中分析出其共同特性一一即仅在重力作用下运动，其次根据其共同特性选择相应物理规律稍作分析，得出小球速率的变化与其质量无关，问题便能迎刃而解。【方法技巧】(1)在物理学中要善于运用假设法，对未知的物理量、物理条件、物理情境等可先一一进行假设，通过假设后便可选择合适物理规律分析、求解；(2)在分析曲线运动时，培养优先考虑能量观念求解的习惯。【规律总结】落体运动中，物体的速率变化与其质量无关。4.12015・浙江・18］(多选)我国科学教正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总45质量为310kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.010N;弹射器有效作用长度为100mx推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%,则：()A.弹射器的推力大小为1.1106NB.弹射器对舰载机所做的功为1.1108JC.弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8107WD.舰载机在弹射过程中的加速度大小为32m/s2【答案】ABD【解析】设发动机的推力为R,弹射器的推力为F2,则阻力为f0.2(F1F2),根据动能TOC\o"1-5"\h\zHYPER