第20講 動(dòng)能定理的理解及應(yīng)用（練習(xí)）（原卷版）-【上好課】2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）

第20講動(dòng)能定理目錄01模擬基礎(chǔ)練【題型一】動(dòng)能定理的理解 【題型二】動(dòng)能定理的基本應(yīng)用【題型三】動(dòng)能定理與圖像【題型四】動(dòng)能定理解決多過程問題02重難創(chuàng)新練【題型一】動(dòng)能定理的理解 1．如圖所示，在觀光車沿水平路面直線行駛的過程中，下列說法正確的是（）A．若觀光車勻速行駛，合力對(duì)乘客做正功B．若觀光車勻速行駛，合力對(duì)乘客做負(fù)功C．若觀光車加速行駛，合力對(duì)乘客做正功D．若觀光車減速行駛，合力對(duì)乘客做正功2．小車在水平地面上沿軌道從左向右運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能一直減少。如果用帶箭頭的線段表示小車在軌道上相應(yīng)位置處所受合力，下列四幅圖正確的是（）A． B． C． D．3．關(guān)于動(dòng)能定理，下列說法中正確的是（）A．在某過程中，外力做的總功等于各個(gè)力單獨(dú)做功的絕對(duì)值之和B．動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，又適用于曲線運(yùn)動(dòng)C．只要有力對(duì)物體做功，物體的動(dòng)能就一定改變D．動(dòng)能定理既適用于恒力做功，又適用于變力做功【題型二】動(dòng)能定理的基本應(yīng)用1.靜止于水平地面的足球，被運(yùn)動(dòng)員從位置1以踢出后，沿如圖所示的軌跡運(yùn)動(dòng)到位置3，在最高點(diǎn)2時(shí)距地面高度為h且速度大小為v，已知足球質(zhì)量為m，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．從位置1到位置3的過程，足球的機(jī)械能守恒B．從位置2到位置3的過程，足球的動(dòng)能增加mghC．踢球時(shí)，運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做的功等于D．從位置1到位置2的過程，阻力對(duì)足球做功2.某同學(xué)嘗試用無人機(jī)空投包裹。他先讓無人機(jī)帶著質(zhì)量為m的包裹（含降落傘）升空并懸停在距離地面H處的空中，某時(shí)刻無人機(jī)釋放了包裹，下落的加速度大小恒為；在包裹下落h時(shí)打開降落傘做減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小恒為，當(dāng)落到地面時(shí)，速度大小為v。已知重力加速度為g。下列判斷不正確的是（）A．包裹從開始下落h時(shí)的動(dòng)能為B．包裹從打開降落傘到落到地面這個(gè)過程中，合力所做的功為C．根據(jù)題中信息可以求出整個(gè)過程包裹重力的平均功率D．根據(jù)題中信息可以求出整個(gè)過程包裹機(jī)械能的減少量3.如圖，用長為L的輕繩將質(zhì)量為m的小球懸掛于O點(diǎn)，靜止時(shí)小球位于A點(diǎn)?，F(xiàn)給小球施加大小為mg的水平恒力F，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，輕繩與豎直方向的夾角為45°。已知重力加速度大小為g，，求：（1）小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，小球的速度大??；（2）小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，拉力F的瞬時(shí)功率；（3）小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的一瞬間，輕繩的拉力大小?！绢}型三】動(dòng)能定理與圖像1．從地面豎直向上拋出一物體，其機(jī)械能等于動(dòng)能與重力勢(shì)能之和。取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，該物體的和隨它離開地面的高度h的變化如圖所示。重力加速度取。由圖數(shù)據(jù)可知下列錯(cuò)誤的是（

）A．物體的質(zhì)量為2kgB．時(shí)，物體的速率為20m/sC．時(shí)，物體的動(dòng)能D．從地面至，物體的動(dòng)能減少100J2．質(zhì)量m=1kg的物體，在水平恒定拉力F（拉力方向與物體初速度方向相同）的作用下，沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過的位移為4m時(shí)，拉力F停止作用，運(yùn)動(dòng)到位移為8m時(shí)物體停止運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中Ek-x圖像如圖所示。取g=10m/s2，求：（1）物體的初速度大??；（2）物體和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（3）拉力F的大小。3.一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下，由靜止開始在水平地面上沿x軸運(yùn)動(dòng)，出發(fā)點(diǎn)為x軸零點(diǎn)，拉力做的功W與物體坐標(biāo)x的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，重力加速度大小取10m/s2。下列說法正確的是（

）A．從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m過程中拉力的大小為12NB．在x=3m時(shí)，物體的動(dòng)能為15JC．從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m，物體機(jī)械能增加了4JD．從x=0運(yùn)動(dòng)到x=4m的過程中，物體的最大速度為2m/s4.如圖甲所示，質(zhì)量為的物塊初始時(shí)靜止在傾角為的斜面上，施加給物塊一沿斜面的恒定拉力F，使物塊開始沿斜面運(yùn)動(dòng)，物塊運(yùn)動(dòng)了時(shí)撤去拉力F。物塊的動(dòng)能隨物塊沿斜面上滑距離x變化的部分圖像如圖乙所示，物塊與斜面間的最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度大小。下列說法正確的是（

）A．物塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小為 B．恒定拉力F的大小為C．物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 D．物塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)后會(huì)沿斜面下滑5．如圖甲所示，物體以一定初速度從傾角α＝30°的斜面底端沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)1.5s物體上升到最高點(diǎn)。選擇地面為參考平面，在開始上升的一段時(shí)間內(nèi)，物體的動(dòng)能隨高度h的變化如圖乙所示。重力加速度，下列說法正確的是（）A．物體的質(zhì)量m＝3kgB．物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)C．物體上升過程的加速度大小D．物體回到斜面底端時(shí)的動(dòng)能【題型四】動(dòng)能定理解決多過程問題1.如圖甲所示，用輕繩連接質(zhì)量為m的小球，在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。在最低點(diǎn)時(shí)，繩上拉力為T，速度大小為v，不斷改變v的大小，繪制出的T-v2圖像如圖乙所示，則（）A．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹锽．輕繩的繩長為C．小球在軌跡最高點(diǎn)的最小速度為D．小球在軌跡最高點(diǎn)和軌跡最低點(diǎn)時(shí)，繩子的拉力差始終為6b2.如圖所示，軌道半徑的光滑豎直半圓形軌道CDE固定在光滑水平地面上，與地面相切于C點(diǎn)，水平面左側(cè)有一高度的曲面軌道，與地面相切于B點(diǎn)。質(zhì)量的滑塊從曲面最高點(diǎn)A處由靜止開始下滑，下滑過程中始終未脫離曲面。經(jīng)過水平面后進(jìn)入半圓軌道，通過E點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小。取重力加速度大小，滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，水平地面BC起夠長。求：（1）滑塊經(jīng)過C點(diǎn)的速度大??；（2）滑塊從E點(diǎn)飛出落到水平地面時(shí)離C點(diǎn)的距離x；（3）滑塊在曲面上運(yùn)動(dòng)時(shí)克服阻力做的功。3.如圖甲所示，在豎直平面內(nèi)，粗糙的傾斜直軌道AB和光滑的圓軌道BCD相切于B點(diǎn)，C是圓軌道最低點(diǎn)，圓心角，D點(diǎn)與圓心等高，最低點(diǎn)C處有壓力傳感器?，F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊從D點(diǎn)正上方靜止釋放后，恰好沿D點(diǎn)進(jìn)入軌道DCB，壓力傳感器測(cè)出不同高度h釋放時(shí)第一次經(jīng)過C點(diǎn)的壓力示數(shù)F，做出F與高度h的圖像，如圖乙所示。已知，，。（1）求小物塊的質(zhì)量m和圓軌道的半徑R；（2）若，軌道AB的長度，改變小物塊與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)，試求小物塊在斜面軌道AB上滑行的路程s與的關(guān)系。4．如圖所示為一豎直放置的玩具軌道裝置模型，一質(zhì)量的小滑塊從P點(diǎn)靜止釋放，沿曲線軌道AB滑下后沖入豎直圓形軌道BC，再經(jīng)過水平軌道BD，最后從D點(diǎn)飛出落在水平薄板MN上，各軌道間平滑連接。其中圓軌道BC的半徑，水平軌道BD的長，BD段與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其余部分摩擦不計(jì)，薄板MN的寬度，M點(diǎn)到D點(diǎn)的水平距離，薄板MN到水平軌道BD的豎直高度，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度。（1）若小滑塊恰好落在薄板MN上的N點(diǎn)，求小滑塊在D點(diǎn)的動(dòng)能；（2）若小滑塊恰好過圓弧最高點(diǎn)C，判斷小滑塊能否落在MN上。1．如圖所示，摩托車做騰躍特技表演，沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺(tái)，接著以水平速度離開平臺(tái)，落至地面時(shí)，恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)切入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下滑。A、B為圓弧兩端點(diǎn)，其連線水平。已知圓弧半徑為，人和車的總質(zhì)量為200kg，特技表演的全過程中，阻力忽略不計(jì)。（計(jì)算中取。）求：（1）從平臺(tái)飛出到A點(diǎn)，人和車運(yùn)動(dòng)的水平距離s；（2）從平臺(tái)飛出到A點(diǎn)時(shí)速度大小及圓弧對(duì)應(yīng)圓心角；（3）人和車運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)O，求此時(shí)對(duì)軌道的壓力大小。2．如圖所示，在豎直平面內(nèi)，粗糙的斜面軌道的下端與光滑的圓弧軌道相切于B，C是最低點(diǎn)，圓心角，D與圓心O等高，圓弧軌道半徑R，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體，從D點(diǎn)的正上方E點(diǎn)處自由下落，物體恰好到達(dá)斜面頂端A處。已知距離為，物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。重力加速度為g。（取，），求：（1）物體第一次到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小和受到的支持力大??；（2）斜面的長度L；（3）若可變，求取不同值時(shí)，物塊在斜面上滑行的路程s。3．如圖所示，是一游戲裝置的簡化示意圖，在同一豎直平面內(nèi)的軌道由四分之一光滑圓弧軌道、粗糙的水平軌道、光滑圓弧軌道、粗糙斜軌道組成，圓弧分別與直軌道、相切。斜軌道的傾角，底端處有一彈性擋板。一質(zhì)量的滑塊（比圓管內(nèi)徑稍?。腁點(diǎn)正上方的點(diǎn)無初速釋放，滑塊通過圓弧的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道沒有任何作用力，滑塊運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)（點(diǎn)為四分之一圓弧軌道的圓心，點(diǎn)為圓弧軌道的圓心，且兩圓心和在同一水平高度）碰撞彈性擋板后被等速反彈。已知滑塊與水平軌道和斜軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，兩圓弧軌道的半徑均為，重力加速度，，，不計(jì)空氣阻力，滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)。求：（1）滑塊經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速度大??；（2）滑塊經(jīng)過點(diǎn)時(shí)，圓弧軌道對(duì)滑塊的支持力大小；（3）滑塊釋放點(diǎn)與面間的高度差；（4）滑塊在斜軌道上運(yùn)動(dòng)的總路程s。4．滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)極限運(yùn)動(dòng)。某滑板運(yùn)動(dòng)的軌道如圖所示，和CD均是圓弧形軌道，BC是地面上一段長為的水平軌道，均與BC平滑連接。一運(yùn)動(dòng)員站在滑板（運(yùn)動(dòng)員和滑板視為一個(gè)整體，且視為質(zhì)點(diǎn)）上從AB軌道上離地高度為處以大小為的初速度下滑，經(jīng)BC軌道后沖上CD軌道，到離地高度為2h時(shí)速度減為零。運(yùn)動(dòng)員（含滑板）的質(zhì)量為m，在軌道上受到的摩擦力大小不變，重力加速度大小為，不計(jì)圓弧軌道上的摩擦，求：（1）運(yùn)動(dòng)員第一次經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速度大??；（2）運(yùn)動(dòng)員在BC軌道上受到的摩擦力大??；（3）運(yùn)動(dòng)員最后停在BC軌道中點(diǎn)時(shí)累計(jì)通過該點(diǎn)的次數(shù)（含最后停留的次數(shù)）。5．如圖所示，一輕彈簧左端固定于豎直墻面，水平面上A點(diǎn)左側(cè)AD光滑，右側(cè)AB粗糙，AB與光滑半圓軌道BEC平滑連接，軌道半徑R=0.6m，E點(diǎn)和圓心O的連線與水平面平行。一質(zhì)量m=1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以某一水平向右的初速度，從C點(diǎn)進(jìn)入半圓軌道內(nèi)側(cè)，沿半圓軌道滑下，第一次剛到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)小物塊的彈力大小為小物塊重力的6倍。小物塊與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，取重力加速度g=10m/s2。求：（1）小物塊第一次剛到B點(diǎn)時(shí)速度vB的大??；（2）小物塊剛進(jìn)入半圓軌道最高點(diǎn)C時(shí)的水平初速度v0的大??；（3）小物塊與彈簧碰撞后，水平向右反向彈回，第一次返回半圓軌道后恰能到達(dá)E點(diǎn)。若小物塊每次與彈簧碰撞過程中損失機(jī)械能0.2J，則小物塊最終停止的位置距離A點(diǎn)多遠(yuǎn)。6．如圖所示，AB為高臺(tái)滑雪某段滑道的示意圖，由一段傾斜軌道和一段圓弧軌道組成，A、B兩點(diǎn)間的豎直高度差為。質(zhì)量為的滑雪運(yùn)動(dòng)員（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止開始下滑，從B點(diǎn)斜向上飛出后運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中BCD所示，C為軌跡最高點(diǎn)，B、C兩點(diǎn)的豎直高度差為，B、D兩點(diǎn)位于同一水平面上，它們之間的距離為。取重力加速度，不計(jì)空氣阻力。求：（1）運(yùn)動(dòng)員到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大??；（2）從A到B的過程中運(yùn)動(dòng)員克服阻力做的功。7．過山車是一種機(jī)動(dòng)游樂設(shè)施，深受年輕游客的喜愛（如圖a所示）?？蓪⑦^山車（含游客）看作質(zhì)點(diǎn)，其質(zhì)量kg。部分軌道如圖（b）所示，AB是長m、傾角為37°的傾斜直軌道，過山車與軌道間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)；BC段可視半徑m的光滑圓弧軌道，O為圓心，D點(diǎn)為軌道最高點(diǎn)，。過山車經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度，之后靠慣性沖上軌道最高點(diǎn)D，則過山車在運(yùn)動(dòng)過程中（取，，），求：（1）過山車在AB段的加速度大??；（2）摩擦力對(duì)過山車的沖量大??；（3）過山車運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)D時(shí)對(duì)軌道的壓力。8．如圖所示為某滑雪場(chǎng)滑道示意圖?；┻\(yùn)動(dòng)員及裝備（可視為質(zhì)點(diǎn)）