2024届高考物理一轮复习专题练习：52动能定理

5.2动能定理专题练习

一、单项选择题

1.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•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

2.关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系，下列说法正确的是（）

A.合外力做功越多，则动能一定越大

B.合外力做功为零，则合外力一定为零

C.合外力为零，则合外力做功一定为零

D.动能不变，则物体合外力一定为零

3.从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地直.忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek

与时间，的关系图像是（

4.冬季奥运会中有自由式滑雪U形池比赛项目，其赛道横截面如图所示，一半径为R、粗糙程度处处相同

的半圆形赛道竖直固定放置，直径POQ水平。一质量为的运动员（按质点处理）自P点上方高度R处由静

止开始下落，恰好从P点进入赛道。运动员滑到赛道最低点N时，对赛道的压力为4〃g，g为重力加速度

的大小。用W表示运动员从户点运动到N点的过程中克服赛道摩擦力所做的功（不计空气阻力），则（）

3,

A.W=w〃?gR，运动员没能到达。点.小

B.W=；〃?gR,运动员能到达。点并做斜抛运动R

C.,运动员恰好能到达Q点

D.W=^mSR,运动员能到达Q点并继续竖直上升一段距离

5.一质量为〃?=0.2kg的物体，在合外力/作用下由静止开始做直线运动,F与位移工的关系图像如图所示,

由图像可知（）

A.在x=0到x=1m过程中，物体做匀加速直线运动，运动时间/=0.2s

B.在x=0到x=2m过程中，物体做变加速直线运动，尸做功5J

C.物体运动到x=2m时，物体的瞬时速度为5m/s

D.物体运动到x=2m时，物体的瞬时速度为2m/s

6.质量为机的物体以初速度w沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧。端相距s,如图所示.已知

物体与水平面间的动摩擦因数为/物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为1，则从开始碰撞到弹簧被压

缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为（重力加速度大小为g）（）

A.^nvo2—/z/«g（5+x）/§一打）

B/〃后—Rngx/VAAAAAAVA

^7777777777777777777777777777777777/7777777

C.f.ungs。A

D./〃〃鼠s+x）

7.如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与

斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能以与水平位移工关系的图像是（）

8.如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小球以速度v从轨道下端滑入轨

道，并保证从轨道上端水平飞出，则关于小球落地点到轨道下端的水平距离％与轨道半径R的关系，下列

说法正确的是（）»、、、

A.R越大，则x越大'、、

R

B.R越小，则x越大{\v\

C.当R为某一定值时，工才有最大值

D.当R为某一定值时，工才有最小值”

9.如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一质量为m的小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面.设

小球在斜面最低点A的速度为打压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为从重力加速度为g,则

小球从4到C的过程中弹簧弹力做功是（）

D.一（〃吆人+呼八2）

10.如图所示，半径可变的四分之一光滑圆弧轨道置于竖直平面内，轨道的末端B处切线水平，现将一小物

体从轨道顶端A处由静止释放；若保持圆心的位置不变，改变I员弧轨道的半径（不超过圆心离地的高度）。半

径越大，小物体（）

A.落地时的速度越大

B.平抛的水平位移越大

C.到圆弧轨道最低点时加速度越大

D.落地时的速度与竖直方向的夹角越大

11.如图所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,凯道两端等高，质量为阳的质点自轨道端点尸由静

止开始滑下，滑到最低点。时，对轨道的压力为2〃吆，重力加送度大小为g.质点自。滑到Q的过程中，克

服摩擦力所做的功为（）

A./A

D./gR

12.质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止下滑，最后停在平面上，若该物体以小的初速度从顶端下

滑，最后仍停在平面上，如图甲所示。图乙为物体两次在平面上运动的1，一/图像，则物体在斜面上运动过

程中克服摩擦力做的功为（）

A.。”记一3〃?0?

B.3〃必一；〃"6

C.，诏一/咫力

D."7g/?一，vS

二、多项选择题

13.一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

14.在某一粗糙的水平面上，一质量为2kg的物体在水平恒定拉力的作用卜.做匀速直线运动，当运动一段时

间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位移变化的关系图像.己

知重力加速度g取10m/s?.根据以，信息能精确得出或估算得出的物理量有（）

A.物体与水平面间的动摩擦因数

B.合外力对物体所做的功

C.物体做匀速运动时的速度

D.物体运动的时间

15.放在粗糙水平地面上质量为0.8kg的物体受到水平拉力的作用，在。〜6s内其速度与时间的关系图像和

该拉力的功率与时间的关系图像分别如图甲、乙所示.下列说法中正确的是（g取10m/s2）（)

A.0〜6s内拉力做的功为140J

B.物体在。〜2s内所受的拉力为4N

C.物体与粗糙水平地面间的动摩擦因数为0.5

D.合外力在。〜6s内做的功与0〜2s内做的功相等

16.一只半径为R的半球形碗固定不动，碗的内壁光滑,碗口水平，。点为球心，A、8均为碗内壁上的点,

且A点是最低点，8点与圆心等高，。点是圆弧A8的中点（点。、A、8、C在同一竖直平面内）重力加速度

大小为g。有一只质量为机的小球静止在碗底部，现对小球施加一水平恒力R则（）

A.若r号岫小球将有可能到达B点.....上......耳

B.若尸=〃吆，小球将一定到达B点\；\/

C.若尸=，阳，小球经过C点时，合力功率最大

A

D.若〜二?〃且小球从最低点到其轨迹最高点过程中机械能的增显为

17.某中学生对刚买来的一辆小型遥控车的性能进行研究。他让这辆小车在水平的地面上由静止开始沿直线

轨道运动，并将小车运动的全过程通过传感器记录下来，通过数据处理得到如图所示的了-/图像。已知小

车在。〜2s内做匀加速直线运动，2〜11s内小车牵引力的功率保持不变，9〜11s内小车做匀速直线运动,

在Ils末小车失去动力而开始自由滑行。已知小车质量，〃=lkg,整个过程中小车受到的阻力大小不变，下

列说法正确的是（）

A.小车受到的阻力大小为8N

B.在2〜11s内小车牵引力的功率尸是16W

C.小车在2s末的速度大小内为6m/s

D.小车在0〜15s内通过的距离是80m

三、解答题

18.如图所示，飞机先在水平跑道上从静止开始加速滑行，行驶距离x=600m后达到也=216km/h的速度起

飞，飞机滑行过程可视为匀加速直线运动，所受阻力大小恒为自身重力的0』。起飞后，飞机以离地时的功

率爬升z=20min,上升了h=8000m,速度增加到艺=720km/h。已知飞机的质量加=1x1了kg,重力加速

度大小g取10m4。求：

（1）飞机在地面滑行时所受牵引力的大小F：

⑵飞机在爬升过程中克服空气阻力做的功购。

8000m

60()m

19.如图所示，粗糙水平地面A8与半径R=0.4m的光滑半圆轨道4c。相连接，且在同一竖直平面内，。是

BCD的圆心，BO。在同一竖直线上.质量m=1kg的小物块在9N的水平恒力尸的作用下，从4点由静止

开始做匀加速直线运动.已知心行=5m,小物块与水平地面间的动摩擦因数为〃=0.1,当小物块运动到8

点时撤去力凡取重力加速度g=10m/s2,求：

(I)小物块到达B点时速度的大小；

(2)小物块运动到D点时，轨道对小物块作用力的大小.

20.如图所示，一质量为〃7=0.5kg的小滑块，在尸=4N水平拉力的作用下，从水平面上的A处由静止开始

运动，滑行x=1.75m后由8处滑上倾角为37。的光滑固定斜面，滑上斜面后拉力的大小保持不变，方向变

为沿斜面向上，滑动一段时间后撤去拉力.已知小滑块沿斜面上滑到的最高点。距8点为L=2m,小滑块

最后恰好停在A处.不计B处能量损失，g取10m/s2,已知5由37。=0.6,8§37。=0.8.试求：

⑴小滑块与水平面间的动摩擦因数〃；

⑵小滑块在斜面上运动时，拉力作用的距离出；

(3)小滑块在斜面上运动时，拉力作用的时间乙C

AB

21.如图所示，物体在距斜面底端5m处由静止开始下滑，然后滑上与斜面平滑连接的水平面，若物体与斜

面及水平面间的动摩擦因数均为0.4,斜面倾角为37。.求物体能在水平面上滑行的距离.(sin37。=0.6,cos37°

=0.8)

22用板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示的滑板运动轨道，BC

和。£是两段光滑圆弧形轨道，8。段的圆心为。点、圆心角8=60。，半径。。与水平轨道CZ)垂直，滑板

与水平轨道CO间的动摩擦因数〃=0.2。某运动员从轨道上的4点以w=3m/s的速度水平滑出，在B点刚

好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道8C,经C。轨道后冲上。E轨道，到达E点时速度减为零，然后返回。

已知运动员和滑板的总质量m=60kg,B、E两点与水平轨道CD的竖直高度分别为h=2m和”=2.5m。

(1)求运动员从A点运动到4点过程中，到达4点时的速度大小VB。

(2)求水平轨道段的长度乙

(3)通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到8点？如能，请求出回到8点时速度的大小；如不能，

请求出最后停止的位置距C点的距离。

23.如图所示，这是人们用打“铲的方式把松散的地面夯实的情景。假设两人同时通过绳子对质最为利的重

物各施加一个力，大小均为凡方向都与竖直方向成a角，重物离开地面〃后两人同时停止施力，最后重物

下落把地面砸深工重力加速度为g。求：

(1)停止施力前重物上升过程中加速度大小a；

(2)以地面为零势能面，重物具有重力势能的最大值£pin：

(3)重物砸入地面过程中，对地面的平均冲击力大小F：

24.弹珠游戏在孩子们中间很受欢迎，有很多种玩法，其中一种玩法就是比距离，模型如图所示，用内壁光

滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB(圆半径比细管的内径大得多)和光滑直管8C组成的轨道固定在水平桌

面上，己知4P3部分的半径R=LOm,4c段长匕=1.5m。弹射装置将一个质量/”=100g的小球(可视为

质点)以可=8m/s的水平初速度从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道随即进入长心=2m、〃=0.1的粗

糙水平地面(图上对应为CD),最后通过光滑轨道DE,从E点水平射出，已知E距离地面的高度为h=\m,

不计空气阻力。

⑴求小球在半圆轨道上运动时的角速度①和到达C点时对圆管的压力。

⑵若小球能从A点运动到E点，则小球进入A点的速度至少为多大？

(3)若E点的高度力可以调节，小球仍以vo=8m/s从A进入，当〃多高时，水平射程x最大？并求出这个最

大值。口

T77T7777T77777\

IT

25.如图所示，不可伸长的轻质细线下方悬挂一可视为质点的小球，另一端固定在竖直光滑墙面上的O点。

开始时，小球静止于A点，现给小球一水平向右的初速度，使其恰好能在竖直平面内绕。点做圆周运动。

垂直于墙面的钉子N位于过。点竖宜线的左侧，0万与市的夹角为伏0<*兀)，且细线遇到钉子后，小球

绕钉子在竖直平面内做圆周运动，当小球运动到钉子正下方时，细线刚好被拉断。已知小球的质量为相，

细线的长度为L，细线能够承受的最大拉力为7〃陪，g为重力加速度。

(1)求小球初速度的大小如

(2)求小球绕钉子做圆周运动的半径r与0的关系式；

(3)在细线被拉断后，小球继续向前运动，试判断它能否通过A点。若能，请求出细线被拉断时夕的值：若

不能，请通过计算说明理由。

人

/0

N・'

A

参考答案

1.A2.C3.A4.D5.C6.A7.A8.C9.A10.D11.C12.D

I3.ABD14.ABC15.AD16.BD17.BD

18.【解析】

(1)设飞机在地面滑行时加速度的大小为小由运动学公式得v?=2at,设滑行过程中所受阻力为F用，由牛

顿第二定律得F-Fni=ma

联立解得/=4xlhN；

(2)设飞机离地时的功率为P,由功率的表达式得

P=Fv\,由动能定理得

Pt—mgh—

解得Vl^l.898xlO,0Jo

19•【解析】

(1)从4到B过程，据动能定理可得

(F-fimg)XAB=1市

解得小物块到达B点时速度的大小为

|力二4小m/s

⑵从4到。过程，据动能定理可得

—mg-2R=zwVD2-2WVfl2

在D点由牛顿第二定律可得

„,VD2

召'+"喏="「》

联立解得小物块运动到。点时，轨道对小物块作用力的大小为FN=I50N.

20.【解析】

(1)小滑块由C运动到4,由动能定理得

ingLs\n37°—"〃?gr=0

解得"=《24

(2)小滑块在斜面上运动时，设拉力作用的距离为松

小滑块由A运动到C,由动能定理得

Fx—^mgx+Fxo—mgLsin37°=0

解得xo=1.25m

(3)小滑块由A运动到B,由动能定理得

广1,

Fx—^mgx=^inv2

在斜面上，由牛顿第二定律得尸一〃?gsin37。=，〃。

由运动学公式得戈0=0+5/2

联立解得1=0.5s.

21.【解析】

对物体在斜面上和水平面上受力分析如图所示

方法一分过程列方程：设物体滑到斜面底端时的速度为n,物体下滑阶段

FNI=W^COS37°,

故Fn=〃户NI=w〃gcos37°,

由动能定理得：

m^sin37。/一〃〃?gcos370-/i=*〃户—0

设物体在水平面上滑行的距离为/2，

摩擦力尸n=吗2=从〃吆

由动能定理得：—jUmg/2=0—1mv2

联立以上各式可得,2=3.5m.

方法二对全过程由动能定理列方程：

mghsin37°一,〃"gcos370-/i

解得：,2=3.5m.

22•【解析】

(1)在3点时有1%=［羔和，得VB=6m/s；

(2)从B点到E点由动能定理得

〃陪方一"忠〃=0-八石，解得L=6.5m；

(3)设运动员能到达左侧的最大高度为"，从8到第一次返回左侧最高处由动能定理有

ingii—mgh'—Rmg，2L=0

得犷=1.2m</z=2m,故第一次返回时，运动员不能回到B点。运动员从B点运动到停止，在C。段的总

路程为s,由动能定理可得

mgii—^imgs=0一产苗

得了=19m,s=2L+6m,故运动员最后停在C点右侧6m处。

23.【解析】

(1)施力时重物所受的合外力

F合=2Fcosa-mg

则重物上升过程中加速度大小

F合2Fcosa—mg

Cl==；

mm

(2)女重物能到达的最高点距离地面的高度为H,由动能定理有2F//C0Sa