高一物理暑假作业09 动能定理专题（解析版）-2025版高一物理暑假作业

高一物理暑假作业09动能定理专题1.(单选)滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（）A．合外力做功一定大于零B．所受摩擦力大小不变C．合外力始终与速度垂直D．机械能始终保持不变【答案】C【解析】A．运动员运动过程中速率不变，质量不变，即动能不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合力做功为零。故A错误；B．运动员受力如图所示运动过程中速率恒定，且在减小，由可知摩擦力越来越小。B错误；C．运动员运动过程中速率不变，做匀速圆周运动，合外力提供向心力，始终与速度垂直。故C正确；D．因为克服摩擦力做功，所以机械能不守恒。故D错误。故选C。2.(单选)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（）A．mgR B．mgR C．mgR D．mgR【答案】C【解析】试题分析：据题意，质点在位置P是具有的重力势能为：；当质点沿着曲面下滑到位置Q时具有的动能为：，此时质点对轨道压力为：，由能量守恒定律得到：，故选项C正确．考点：能量守恒定律、圆周运动【名师点睛】本题分析的关键是找出质点在初始位置是的机械能和在末位置时的机械能，两个位置机械能只差就等于摩擦力做的功的大小即；但在球末位置时的动能时需要用到圆周运动规律，，由此式可以求出在末位置的速度，也就可以求解此位置的动能大小了．3.(单选)如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能Ek与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取10m/s2，物块质量m和所受摩擦力大小f分别为（）A．m=0.7kg，f=0.5N B．m=0.7kg，f=1.0NC．m=0.8kg，f=0.5N D．m=0.8kg，f=1.0N【答案】A【分析】本题结合图像考查动能定理。【解析】0~10m内物块上滑，由动能定理得整理得结合0~10m内的图像得，斜率的绝对值10~20m内物块下滑，由动能定理得整理得结合10~20m内的图像得，斜率联立解得故选A。4.(单选)如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R，bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为（  ）A．2mgRB．4mgRC．5mgRD．6mgR【答案】C【解析】设小球运动到c点的速度大小为vc，则对小球由a到c的过程，由动能定理得F·3R-mgR=mvc2又F=mg解得vc2=4gR小球离开c点后，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向在重力作用下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g，则由竖直方向的运动可知，小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间为小球在水平方向的加速度a=g在水平方向的位移为x=at2=2R由以上分析可知，小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中，水平方向的位移大小为5R，则小球机械能的增加量△E=F·5R=5mgR故选C。5.(单选)如图所示，某一斜面AB的顶端A到正下方水平面O点的高度为h，斜面与水平面平滑连接，一小木块从斜面的顶端A由静止开始滑下，滑到水平面上的C点停止，如果将斜面AB改成，仍然将小木块从斜面的顶端A由静止释放，已知物块与斜面及水平面的动摩擦因数相同，D点为斜面上C点正上方的点，则小木块最终的位置在（

）A．AD上某一点（不含A点） B．D点C．上某一点 D．以上都不是【答案】D【详解】滑块从开始沿AB下滑到最后停在C点，设斜面投影长度为x1，斜面底端B到C距离x2，则x1+x2=x=OC由能量关系可知解得若物体沿斜面AB＇下滑，设该斜面倾角为α，假设能下滑x＇停在斜面上，则则则物块不可能停在AB＇斜面上的任何一点，即选项ABC错误，D正确。故选D。6.(单选)一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬于O点，小球在水平力F作用下从平衡位置P点移动到Q点，如图所示。则力F所做的功为（）A．若F为恒力，则F力做功为B．若F为恒力，则F力做功为C．若小球被缓慢移动，则F力做功为D．若小球被缓慢移动，则F力做功为【答案】A【详解】AB．若F为恒力，根据功的计算公式可得F力做功为故A正确，B错误；CD．若小球被缓慢移动，根据动能定理可得所以F力做功为故CD错误。故选A。7.(多选)静止在光滑的水平面上，质量为M、长度为l的小车，质量为m的小金属块（可视为质点）放在小车的最左端，现有一水平恒力F作用在小金属块上，使小金属块从静止开始做匀加速直线运动，小金属块和小车之间的摩擦力为f，经过一段时间，小车运动的位移为s，小金属块刚好滑到小车的最右端，如图所示，以下判断中正确的是（

）A．此过程拉力F对小金属块做功B．此过程摩擦力对小车做功为C．这一过程中，小金属块的动能增加了D．这一过程中，小金属块和小车增加的动能为【答案】AD【详解】A．此过程拉力F对小金属块做功选项A正确；B．此过程摩擦力对小车做功为选项B错误；C．根据动能定理，这一过程中，小金属块的动能增加了选项C错误；D．这一过程中，小车增加的动能为小金属块和小车增加的动能为选项D正确。故选AD。8.(多选)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到后，立即关闭发动机直至静止，图像如图所示，设汽车的牵引力为F，受到的阻力为f，全程牵引力做功为，克服摩擦力做功为，则（

）A． B． C． D．【答案】CD【详解】AC．根据图像中图线围成的面积表示位移可知，关闭发动机之前的位移为关闭发动机之后的位移为关闭发动机之前，根据动能定理有关闭发动机之后，根据动能定理有联立解得故A错误，C正确；BD．全程牵引力做功为全程克服摩擦力做功为联立可得故B错误，D正确。故选CD。9.(多选)某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，使某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上运动，如图甲所示，调节斜面与水平面的夹角θ，实验测得x与θ的关系如图乙所示，取g=10m/s2。则由图可知（）A．物体的初速率B．物体与斜面间的动摩擦因数C．图乙中D．取初始位置所在水平面为重力势能参考平面，当，物体上滑过程中动能与重力势能相等时，物体上滑的位移为0.5m【答案】BD【详解】A．由图乙可知，当时，物体做竖直上抛运动，摩擦力为零，由竖直上抛运动的速度位移关系公式可得解得故A错误；B．当θ=0时，物体沿水平面做匀减速直线运动，由动能定理可得解得故B正确；C．物体沿斜面向上运动时，由动能定理可得代入数据整理可得故C错误；D．设动能与重力势能相等时，物体上滑的位移为x3，则有代入数据整理解得故D正确。故选BD。10.(多选)质量为1kg的物体静止在粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示，运动9米后F停止作用，外力F和物体克服摩擦力f做的功与物体位移的关系如图乙所示，重力加速度。下列说法正确的是（

）A．物体与地面之间的动摩擦因数为0.1 B．物体运动的位移为13.5mC．物体在前3m运动过程中的加速度为 D．时，物体的速度为【答案】BD【详解】A．图像的斜率表示力，由于外力F是水平方向的，则滑动摩擦力为定值，即直线对应为克服摩擦力做功的图线，由可得物体与地面之间的滑动摩擦力为由解得物体与地面之间的动摩擦因数为故A错误；B．从物体开始运动到停止运动的过程，根据动能定理得可得物体运动的位移为故B正确；C．由图像可知，前运动过程中，水平外力恒为根据牛顿第二定律可知，物体在前运动过程中的加速度为故C错误；D．物体在前运动过程中，根据动能定理可得其中可得时，物体的速度为故D正确。故选BD。11.(多选)一台起重机匀加速地将质量为的货物从静止开始竖直吊起，在末货物的速度为，不计空气阻力，取。下列说法正确的是（）A．起重机在这内输出的平均功率为B．起重机在末的输出功率为C．在这内，重力对货物做功为D．在这内，合力对货物做功为【答案】BD【详解】A．根据题已知可得重物的加速度2s内重物的竖直位移设起重机的拉力为，则2s内由动能定理有解得起重机对重物所做的功为起重机在这内输出的平均功率为故A错误；B．根据解得起重机的拉力则起重机在末的输出功率为故B正确；C．在这内，重力对货物做功为故C错误；D．根据动能定理可知，合理对重物做的功等于重物动能的变化量，则有故D正确。故选BD。12.如图所示是某研究性学习小组做“探究橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形。这时橡皮筋对小车做的功记为W。当我们小车把2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次，第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放，小车在每次实验中获得的速度由打点计时器所打出的纸带测出。（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、（填测量工具）和（填“交流”或“直流”）电源；（2）下列对本次实验的描述中正确的是；A．必须测量小车的质量B．需要将木板左端垫高，平衡掉小车受到的摩擦力C．需要测量每个橡皮筋的伸长量和原长D．需要测量橡皮筋拉动小车前进的位移（3）图示为实验中打出一条纸带，为了计算小车最终的速度，需选择测量位移；A．AC段B．CG段C．GK段D．DI段（4）处理实验数据时，以纵坐标表示速度的平方vn2，横坐标表示功Wn，利用描点法描出各组数据对应的点，然后用平滑曲线连线作出vn2—Wn图像，如图所示。从理论上讲，图中直线的斜率与哪个量相关。A．小车的质量B．重力加速度gC．橡皮筋的原长D．每次橡皮筋的伸长量【答案】刻度尺交流BCA【详解】（1）[1][2]小车最终的速度是分析纸带打出的点，量出打点之间的距离求出的，则需要刻度尺，打点计时器使用交流电源。（2）[3]A．本实验探究的是功和物体速度变化的关系，因此只要让小车质量不变，不需知道具体值，故A错误；B．根据实验原理知，小车所受的合力是橡皮筋的弹力的合力，则必须平衡摩擦力，故B正确；CD．实验中并不需要知道功的具体值，只要控制合力做的功成倍增加就能得出结论，故CD错误。故选B。（3）[4]平衡摩擦力后，橡皮筋做功完成后，小车匀速运动，因此需找出纸带上匀速运动的阶段进行测量，所以需要测量GK段位移。故选C。（4）[5]由动能定理有则有因此斜率与小车的质量相关。故选A。13.2022年第24届冬奥会在北京举行，如图甲所示为2月12日冰壶比赛中，中国队对战意大利队时马秀玥投掷黄壶的情景。中国队需要用黄壶去碰撞对方的红壶，若将黄壶离手瞬间记为t=0时刻，此时黄壶距离要碰撞的红壶L=39.2m，t=8s时刻黄壶进入运动员可用毛刷摩擦冰面的区域，同时运动员开始摩擦冰面，其后根据冰壶运动情况间断性摩擦冰面，图乙是黄壶碰撞红壶前运动的部分v-t图像。此次投掷的冰壶沿直线运动且可视为质点，若两冰壶与未摩擦过冰面间的动摩擦因数恒为μ1，两冰壶与摩擦过冰面间的动摩擦因数恒为μ2，取重力加速度g=10m/s2。（1）求μ1和μ2；（2）若要黄壶以1.0m/s的速度撞击红壶，求运动员用毛刷摩擦过的冰面的长度。【答案】（1）0.01，0.005；（2）10m【详解】（1）根据图像，黄壶的加速度大小可表示为对黄壶，根据牛顿第二定律可得解得（2）由图像可知，内冰壶运动的位移为设摩擦冰面的长度为，整个运动过程，由动能定理可得解得14.某校科技组利用图甲所示装置研究过山车运动项目中所遵循的物理规律，图中Q为水平弹射装置，AB为倾角的倾斜轨道，取A点为坐标原点建立平面直角坐标系，水平向左为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，Q可在坐标平面内移动，BC为水平轨道，为竖直圆轨道，为足够长倾斜轨道，各轨道均平滑连接。已知滑块质量为m，圆轨道半径为R，倾斜轨道AB长为，滑块与倾斜轨道AB间动摩擦因数随滑块与A点距离l的变化关系如图乙所示。BC长为2R，滑块与BC间动摩擦因数，其余各段轨道均光滑。弹射装置弹出的滑块均能无碰撞从A点切入倾斜轨道AB，滑块可视为质点。求：（1）弹出点的纵坐标y与横坐标x之间应满足的函数关系式；（2）弹出点的横坐标x为多大时，滑块从A点切入后恰好过最高点D。（结果可用根号表示）【答案】（1）；（2）【详解】（1）由平抛运动可知，而根据入射速度沿着斜面向下可得解得（2）滑块恰好通过最高点，满足由于动摩擦因数与成线性关系，过程摩擦力做功可用平均力来求解，从到圆轨道最高点，由动能定理得又联立解得，15.如图所示，在竖直平面内的斜面AB与水平传送带的左端平滑连接，水平传送带的右端与竖直面内圆心角为的光滑圆弧轨道CD在最低点C处平滑连接，整个装置固定。斜面高为、倾角为，传动带BC长为，以的速度逆时针转动，圆弧轨道的半径。将质量m为的小物块P从斜面上静止释放，小物块与斜面和传送带的动摩擦因数均为0.2。取重力加速度。求：（1）若P从斜面高处释放，P滑至B处的速度大小；（2）若P从斜面高处释放，物体P运动到D处的过程中摩擦力做功的大小。【答案】（1）；（2）；（3）见解析【详解】（1）若P从斜面高处释放，小物块P在斜面下滑过程中，由动能定理有解得P滑至B处的速度大小为（2）物块在传送带上向右减速运动，加速度大小为设小物块可以通过C点，根据运动学公式可得解得小物块到达C处的速度大小为则摩擦力做功为可知物体P运动到D处的过程中摩擦力做功的大小为。（3）当P从斜面高处释放时，假设小物块可以到达D点，根据动能定理可得解得当释放时，小物块会从处射出，射出后做斜抛运动，全程有解得D处的速度为从D到最高处的时间为以D为坐标原点，斜抛运动最高点时，水平坐标为竖直坐标为根据数学关系可得故从D点射出后的最高点构成一条直线。16.如图所示，一轨道由半径为2m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度可以调节的水平直轨道BC在B点平滑连接而成。现有一质量为0.2kg的小球从A点无初速度释放，经过圆弧上的B点时，传感器测得轨道所受压力大小为3.6N，小球经过BC段所受阻力为其重力的0.2倍，然后从C点水平飞离轨道，落到水平面上的P点，P、C两点间的高度差为3.2m。小球运动过程中可以视为质点，且不计空气阻力。（1）求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；（2）为使小球落点P与B点的水平距离最大，求BC段的长度；【答案】（1）2.4J；（2）3.36m【详解】（1）A到B的过程中重力和阻力做功，设克服摩擦力所做的功为Wf，则由动能定理可得在B点有代入数据得（2）B到C的过程中，由动能定理得解得从C点到落地的时间解得B到P的水平距离代入数据，联立并整理可得可知。当时，P到B的水平距离最大，为，此时BC长度为3.36m。17.如图甲所示，一物块放置在水平台面上，在水平推力的作用下，物块从坐标原点由静止开始沿轴运动，与物块的位置坐标的关系如图乙所示。物块在处从平台飞出，同时撤去，物块恰好由点沿其切线方向进入竖直圆轨道，随后刚好从轨道最高点飞出。已知物块质量为，物块与水平台面间的动摩擦因数为0.7，轨道圆心为，半径为，为竖直直径，，重力加速度取：，，不