2022年高考物理一輪考點(diǎn)跟蹤練習(xí)17《動(dòng)能定理及其應(yīng)用》（含詳解）

1、2022年高考物理一輪考點(diǎn)跟蹤練習(xí)17動(dòng)能定理及其應(yīng)用一 、單選題如圖所示，用同種材料制成的一軌道ABC，AB段為四分之一圓弧，半徑為R，水平放置的BC段長(zhǎng)為R.一物塊質(zhì)量為m，與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，它由軌道頂端A從靜止開(kāi)始下滑，恰好運(yùn)動(dòng)到C端停止，重力加速度為g，物塊在AB段克服摩擦力做的功為()AmgR BmgR C.mgR D(1)mgRA、B兩物體在光滑水平面上，分別在相同的水平恒力F作用下，由靜止開(kāi)始通過(guò)相同的位移l。若A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，則在這一過(guò)程中( )A.A獲得動(dòng)能較大B.B獲得動(dòng)能較大C.A、B獲得動(dòng)能一樣大D.無(wú)法比較A、B獲得動(dòng)能大小有兩個(gè)物體a和b，其質(zhì)量分別為m

2、a和mb，且mamb，它們的初動(dòng)能相同，若a和b分別受到不變的阻力Fa和Fb的作用，經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間停下來(lái)，它們的位移分別為sa和sb，則()AFaFb且sasb BFaFb且sasbCFaFb且sasb DFaFb且sasb如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)=1 m的長(zhǎng)木板水平放置，在木板的A端放置一質(zhì)量為m=1 kg的小物塊，現(xiàn)緩慢地抬高A端，使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為=30°時(shí)，小物塊開(kāi)始滑動(dòng)，此時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)木板，小物塊滑到底端的速度為v=2 m/s，重力加速度g=10 m/s2，則在整個(gè)過(guò)程中()A木板對(duì)小物塊做的功為5 JB摩擦力對(duì)小物塊做的功為5 JC支持力對(duì)小物塊做的功

3、為0D小物塊克服摩擦力做的功為3 J一質(zhì)點(diǎn)在015 s內(nèi)豎直向上運(yùn)動(dòng)，其加速度時(shí)間圖象如圖所示，若取豎直向下為正，g取10 m/s2，則下列說(shuō)法正確的是()A質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能不斷增加B在05 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加C在1015 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能一直增加D在t=15 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能大于t=5 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能下列有關(guān)動(dòng)能的說(shuō)法正確的是()A.物體只有做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能才不變B.物體的動(dòng)能變化時(shí),速度不一定變化C.物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),水平速度不變,動(dòng)能不變D.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),物體的動(dòng)能增加高鐵列車(chē)在啟動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)可看作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)在啟動(dòng)階段，列車(chē)的動(dòng)能()A與它所經(jīng)歷的時(shí)間成正比B與它

4、的位移成正比C與它的速度成正比D與它的動(dòng)量成正比如圖所示，動(dòng)滑輪下系有一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，細(xì)線一端系在天花板上，另一端繞過(guò)動(dòng)滑輪用F=mg的恒力豎直向上拉細(xì)線的另一端(滑輪、細(xì)線的質(zhì)量不計(jì)，不計(jì)一切摩擦，重力加速度為g)，物塊從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是( )A物塊的加速度a=gB經(jīng)過(guò)時(shí)間t拉力F做功為WF=mg2t2C物塊的機(jī)械能增加了E=mg2t2D物塊的動(dòng)能增加了Ek=mg2t2如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連，彈簧水平且處于原長(zhǎng)圓環(huán)從A處由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)B處的速度最大，到達(dá)C處的速度為零，AC=h，此為過(guò)程；若圓環(huán)在C處獲得一豎

5、直向上的速度v，則恰好能回到A處，此為過(guò)程.已知彈簧始終在彈性范圍內(nèi)，重力加速度為g，則圓環(huán)()A在過(guò)程中，加速度一直減小B在過(guò)程中，克服摩擦力做的功為mv2C在C處，彈簧的彈性勢(shì)能為mv2mghD在過(guò)程、過(guò)程中克服摩擦力做功相同如圖所示，豎直面內(nèi)有固定軌道ABC，AB是半徑為2R的四分之一光滑圓弧，BC是半徑為R的粗糙半圓弧(B是軌道的最低點(diǎn))，O點(diǎn)是BC圓弧的圓心，POQ在同一水平線上，BOC在同一豎直線上質(zhì)量為m的小球自由下落2R后，沿軌道ABC運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)軌道C點(diǎn)后，恰好落到軌道上的P點(diǎn)則下列說(shuō)法正確的是( )A小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)前的瞬間對(duì)軌道的作用力是4mgB小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后的瞬間對(duì)軌道的

6、作用力是8mgC小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，摩擦力做功Wf=mgRD小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，摩擦力做功Wf=mgR二 、多選題 (多選)如圖所示，一小球套在傾角為37°的固定直桿上，輕彈簧一端與小球相連，另一端固定于水平地面上O點(diǎn)小球由A點(diǎn)靜止釋放，它沿桿下滑到達(dá)最低點(diǎn)C時(shí)速度恰為0.A、C相距0.8 m，B是A、C連線的中點(diǎn)，OB連線垂直AC，小球質(zhì)量為1 kg，彈簧原長(zhǎng)為0.5 m，勁度系數(shù)為40 N/m，sin 37°=0.6，g取10 m/s2.則小球從A到C過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是( )A小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度最大B小球在B點(diǎn)時(shí)的加速度為6 m/s2C彈簧彈力對(duì)小球先做

7、正功后做負(fù)功D小球從A到B過(guò)程和從B到C過(guò)程摩擦力做功相等 (多選)質(zhì)量為1 kg的物體靜止在粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示，外力F和物體克服摩擦力f做的功與物體位移的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10 m/s2。下列分析正確的是()A.物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2B.物體運(yùn)動(dòng)的位移為13 mC.物體在前3 m運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度為3 m/s2D.x=9 m時(shí)，物體的速度為3 m/s三 、計(jì)算題如圖所示，ABCD是一個(gè)光滑的過(guò)山車(chē)軌道模型，現(xiàn)對(duì)靜止在A處的滑塊施加一個(gè)水平向右的推力F，使它從A點(diǎn)開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它水平滑行2.5 m時(shí)到達(dá)B點(diǎn)，此時(shí)撤去推力F

8、、滑塊滑入半徑為0.5 m且內(nèi)壁光滑的豎直固定圓軌道，并恰好通過(guò)最高點(diǎn)C，當(dāng)滑塊滑過(guò)水平BD部分后，又滑上靜止在D處，且與ABD等高的長(zhǎng)木板上，已知滑塊與長(zhǎng)木板的質(zhì)量分別為0.2 kg、0.1 kg，滑塊與長(zhǎng)木板、長(zhǎng)木板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為0.3、，它們之間的最大靜摩擦力均等于各自滑動(dòng)摩擦力，取g=10 m/s2，求：(1)水平推力F的大??；(2)滑塊到達(dá)D點(diǎn)的速度大?。?3)木板至少為多長(zhǎng)時(shí)，滑塊才能不從木板上掉下來(lái)？在該情況下，木板在水平地面上最終滑行的總位移為多少？如圖甲所示，輕彈簧左端固定在豎直墻上，右端點(diǎn)在O位置。質(zhì)量為m的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0從距O點(diǎn)右方x0的

9、P點(diǎn)處向左運(yùn)動(dòng)，與彈簧接觸后壓縮彈簧，將彈簧右端壓到O點(diǎn)位置后，A又被彈簧彈回。A離開(kāi)彈簧后，恰好回到P點(diǎn)。物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。求：(1)物塊A從P點(diǎn)出發(fā)又回到P點(diǎn)的過(guò)程，克服摩擦力所做的功。(2)O點(diǎn)和O點(diǎn)間的距離x1。(3)如圖乙所示，若將另一個(gè)與A完全相同的物塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))與彈簧右端拴接，將A放在B右邊，向左推A、B，使彈簧右端壓縮到O點(diǎn)位置，然后從靜止釋放，A、B共同滑行一段距離后分離。分離后物塊A向右滑行的最大距離x2是多少？2022年高考物理一輪考點(diǎn)跟蹤練習(xí)17動(dòng)能定理及其應(yīng)用（含詳解）答案解析一 、單選題答案為：D；解析：在BC段物塊受到的摩擦力f=mg，位移為R

10、，故在BC段摩擦力對(duì)物塊做的功W=fR=mgR，即物塊克服摩擦力做的功為mgR，對(duì)整個(gè)過(guò)程由動(dòng)能定理可知，mgRW1W=0，解得W1=mgRmgR，故在AB段克服摩擦力做的功為mgRmgR.故選D.答案為：C；解析：由動(dòng)能定理可知恒力F做功W=Fl=mv20，因?yàn)镕、l相同，所以A、B的動(dòng)能變化相同，C正確。答案為：A；解析：設(shè)物體的初速度為v，初動(dòng)能為Ek，所受的阻力為F，通過(guò)的位移為s，物體的速度與動(dòng)能的關(guān)系為Ek=mv2，得v= ，由s= t得，s=t，由題意可知物體a、b運(yùn)動(dòng)時(shí)間和初動(dòng)能相同，則質(zhì)量越大，位移越小，mamb，所以sasb；由動(dòng)能定理得，F(xiàn)s=0Ek，因初動(dòng)能相同，F(xiàn)與s

11、成反比，則FaFb，故選A.答案為：D；解析：設(shè)在整個(gè)過(guò)程中，木板對(duì)物塊做的功為W，根據(jù)動(dòng)能定理得：W=mv2=×1×22 J=2 J，故A錯(cuò)誤；在木板從水平位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到與水平面的夾角為30°的過(guò)程中，摩擦力不做功，物塊沿木板下滑過(guò)程中，摩擦力對(duì)物塊做功，由于摩擦力小于重力沿木板向下的分力，即f<mgsin30°，則摩擦力對(duì)物塊做的功Wf=fLmgLsin30°=5 J，故B錯(cuò)誤；在木板從水平位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到與水平面的夾角為30°的過(guò)程中，支持力對(duì)物塊做的功設(shè)為WN，根據(jù)動(dòng)能定理得：WNmgLsin30°=0，得WN=

12、5 J，故C錯(cuò)誤；在物塊下滑的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理得：mgLsin30°Wf=mv20，得Wf=3 J，即小物塊克服摩擦力做的功為3 J，故D正確答案為：D；解析：質(zhì)點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)，015 s內(nèi)加速度方向向下，質(zhì)點(diǎn)一直做減速運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò).05 s內(nèi)，a=10 m/s2，質(zhì)點(diǎn)只受重力，機(jī)械能守恒；510 s內(nèi)，a=8 m/s2，受重力和向上的力F1，F(xiàn)1做正功，機(jī)械能增加；1015 s內(nèi)，a=12 m/s2，質(zhì)點(diǎn)受重力和向下的力F2，F(xiàn)2做負(fù)功，機(jī)械能減少，A、C錯(cuò)誤由F合=ma可推知F1=F2，由于做減速運(yùn)動(dòng)，510 s內(nèi)通過(guò)的位移大于1015 s內(nèi)通過(guò)的位移，F(xiàn)1做的功大于F2做的功

13、，515 s內(nèi)增加的機(jī)械能大于減少的機(jī)械能，所以D正確答案為：D；解析：物體只要速率不變,動(dòng)能就不變,A錯(cuò)誤;物體的動(dòng)能變化時(shí),速度的大小一定變化,B錯(cuò)誤;物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),速率增大動(dòng)能就會(huì)增大,C錯(cuò)誤;物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),其速率增大,物體的動(dòng)能增加,D正確。答案為：B；解析：設(shè)列車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律v=at、x=at2，結(jié)合動(dòng)能公式Ek=得Ek=、Ek=max，可知Ekv2、Ekt2、Ekx，故A、C項(xiàng)均錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確由Ek=，得Ekp2，故D項(xiàng)錯(cuò)誤答案為：C；解析： 以物塊m為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律：2Fmg=ma得a=g，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，物塊的位移x=at2=gt2，速度

14、v=at=gt，則拉力做功WF=F(2x)=mg2t2，物體的動(dòng)能增加了Ek=mv2=mg2t2，物體的機(jī)械能增加了E=Ekmgx=mg2t2，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤答案為：D；解析：圓環(huán)剛開(kāi)始下滑時(shí)，圓環(huán)受到的合力向下，設(shè)彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)，下滑過(guò)程中，對(duì)圓環(huán)受力分析，如圖所示，彈簧彈力與豎直方向的夾角為，則彈簧彈力F=kL，豎直方向根據(jù)牛頓第二定律可得mgFcosFN=ma，水平方向有Fsin=FN，聯(lián)立三個(gè)方程可知，圓環(huán)下滑過(guò)程中受到的合力先減小后增大，圓環(huán)的加速度先減小后增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在過(guò)程和中，圓環(huán)在相同位置時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力大小相等，所以在這兩個(gè)過(guò)程中克服摩擦力做的功相等，選項(xiàng)D正

15、確；在過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理可得WGWfW彈=0，解得Wf=WGW彈，在過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理可得WGW彈Wf=mv2，聯(lián)立解得Wf=mv2，在C處Ep彈=W彈=mghmv2，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤答案為：C；解析： 小球下落到B點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得：mg(4R)=mv，小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)前的瞬間，小球運(yùn)動(dòng)的半徑是2R，由向心力公式：FBmg=，解得FB=5mg，小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后的瞬間，小球的運(yùn)動(dòng)半徑是R，由向心力公式：FBmg=，解得FB=9mg，故A錯(cuò)誤、B錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)軌道C點(diǎn)后，恰好落到軌道上的P點(diǎn)，由幾何關(guān)系得：=R，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知：x=R=vCt，y=R=gt2，小球下落到C點(diǎn)，由動(dòng)能定理有：mg

16、2RWf=mv，解得Wf=mgR，故C正確，D錯(cuò)誤二 、多選題答案為：BD；解析： A.小球合外力等于0時(shí)速度最大，在B點(diǎn)時(shí)由于彈簧彈力為k(lOB)=40 N/m×(0.50.3)m=8 N，方向垂直桿向上，重力垂直于桿的分力為mgcos =1×10×0.8 N=8 N，方向垂直于桿向下，所以小球在B點(diǎn)時(shí)合外力F=mgsin =1×10×0.6 N=6 N，所以經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度不是最大，A錯(cuò)誤；B.此時(shí)加速度a=6 m/s2，B正確；C.在AB段彈簧彈力與小球位移夾角大于90°，所以做負(fù)功，BC段做正功，C錯(cuò)誤；D.A、C兩點(diǎn)小球速度

17、為0，由圖形的對(duì)稱(chēng)性知AB過(guò)程和BC過(guò)程摩擦力做功相等，D正確選BD.答案為：ACD；解析：由摩擦力做功的圖像可知，W=mg·x=20 J，解得：=0.2，A正確；由f=mg=2 N，f·x=Wf=27 J可得：x=13.5 m，B錯(cuò)誤；又WF=F·x，可解得：前3 m內(nèi)，F(xiàn)= N=5 N，由Ff=ma可得：a=3 m/s2，C正確；由動(dòng)能定理可得：WFfx=mv2，解得：x=9 m時(shí)物體的速度v=3 m/s，D正確。三 、計(jì)算題解：(1)由于滑塊恰好過(guò)C點(diǎn)，則有：m1g=m1，從A到C由動(dòng)能定理得：Fxm1g·2R=m1vC20，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：F=1 N。(2)從A到D由動(dòng)能定理得：Fx=m1vD2，代入數(shù)據(jù)解得：vD=5 m/s。(3)滑塊滑到木板上時(shí)，對(duì)滑塊：1m1g=m1a1，解得：a1=1g=3 m/s2，對(duì)木板有：1m1g2(m1m2)g=m2a2，代入數(shù)據(jù)解得：a2=2 m/s2，滑塊恰好不從木板上滑下，此時(shí)滑塊滑到木板的右端時(shí)恰好與木板速度相同，有：v共=vDa1t，v共=a2t，代入數(shù)據(jù)解得：t=1 s，此時(shí)滑塊的位移為：x1=vDta1t2，木板的位移為：x2=a2t2，L=x1x2，代入數(shù)據(jù)解得：L=2.5 m，v共=2 m/s，x2=1 m，達(dá)到共同速度后木板又滑