2022 年高考物理一轮复习——动能和动能定理综合应用 一、单选题 1.高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动，在启动阶段列车的动能（ ） A. 与它所经历的时间成正比 B. 与它的位移成正比 C. 与它的速度成正比 D. 与它的阻力成正 比 2.质量为 m，速度为 v 的子弹，能射入固定的木板 L 深。设阻力不变，要使子弹射入木板 3L 深，子弹的 速度应变为原来的（ A. 3 倍 D. ） B. 6 倍 C. 3/2 倍 倍 3.人用手托着质量为 m 的物体，从静止开始沿水平方向运动，前进距离 L 后，速度为 v（物体与手始终 相对静止），物体与人手掌之间的动摩擦因数为 μ，则人对物体做的功为（ ） A. B. 0 C. D. 4.在室内滑雪场，游客们足不出户即可享受滑雪的乐趣，游客先乘自动扶梯至雪坡顶端，然后顺坡滑下， 滑到平地上后很快便停下来，从雪坡顶端到最后停下来的整个过程中，下列说法中正确的是( ) A. 人的动能先增加后减小，动能与势能之和不变 B. 人的动能先增加后减小，动能与势能之和一直减小 C. 人的动能先增加后减小，动能与势能之和先变大后不变 D. 人的动能先增加后减小，动能与势能之和先变大后减小 5.一同学将地面上一质量 m＝400g 的足球沿与水平方向成 θ＝45°角踢出，足球与脚分开时的速度大小 为 10m/s，不计空气阻力，足球可看作质点，重力加速度 g＝10m/s2 ． 则该同学踢球时对足球做的功 为（ ） A. 200J J B. 100J C. 20 D. 10J 6.美国的 NBA 篮球赛非常精彩，吸引了众多观众.经常有这样的场面：在临终场 0.1s 的时候，运动员把 球投出且准确命中，获得比赛的胜利.如果运动员投篮过程中对篮球做功为 W，出手高度为 h1 ， 篮筐距 地面高度为 h2 ， 球的质量为 m，空气阻力不计，则篮球进筐时的动能为（ A. W+mgh1-mgh2 B. W-mgh1+mgh2 C. mgh1+mgh2－W ） D. mgh2-mgh1－W 7.一学生用 100N 的力将质量为 0.5kg 的球以 8m/s 的初速度沿水平方向踢出 20m 远，则该学生对球做 的功是（ ） A. 200J 无法确定 B. 16J C. 1000J D. 8.一质量为 4kg 的滑块，以 4m/s 的速度在光滑水平面上向右滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一个 向左的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向左，大小仍为 4m/s，在这段时间里水平力做的功 为（ ） A. 0 B. 8J C. 16J D. 32J 9.如图，大小相同的摆球 a 和 b 的质量分别为 m 和 3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触， 现将摆球 a 向左拉开一小角度后释放。若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是( ) A. 第一次碰撞后的瞬间，两球的动能大小相等 B. 第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等 C. 第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等 D. 第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同 10.一质量为 移动到 的小球，用长为 的轻绳悬挂于 点，如图所示，则力 A. 点，小球在水平力 作用下从平衡位置 点很缓慢地 所做的功为（ ） B. C. D . 二、实验填空题 11.子弹水平射入静止在光滑的水平面上木块中，进入木块的最大深度为 d．若在子弹深入木块直到最大 深度的过程中，木块沿桌面移动距离为 L，木块对子弹平均阻力大小为 f，那么在这一过程中，阻力对子 弹的功为 ， 木块获得的动能为 ． 12.某探究学习小组的同学们欲探究“做功与物体动能变化的关系”，他们在实验室组装了一套如图所示的 装置。如图为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的 B、K 两点来探究滑块所受合外力做功与滑块动能 变化的关系。已知打点计时器的打点周期为 T，重力加速度为 g。在本实验中需要测量的物理量有：砂和 砂桶的质量 m1、滑块的质量 m2 ， A、C 间的距离 s1 ， J、L 间的距离 s2 ， B、K 间的距离 s。本实 验探究结果的表达式为 。（用测量物理量相应的字母表示） 13.为验证动能定理，某同学设计了如下实验．将一长直木板一端垫起，另一端侧面装一速度传感器，让 小滑块由静止从木板 h 高处（从传感器所在平面算起）自由滑下至速度传感器时，读出滑块经此处时的 速度 v，如图所示．多次改变滑块的下滑高度 h（斜面的倾角不变），对应的速度值记录在表中： 下滑高度 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 h/m 速度 v/m•s﹣ 0.63 0.89 1.10 1.26 1.41 3 1 5 0 5 4 要最简单直观地说明此过程动能定理是否成立，该同学建立了以 h 为纵轴的坐标系，你认为坐标系的横 轴应该是________，本实验是否需要平衡摩擦力________（填“是”或“否”）． 14.某同学利用如图所示的装置验证动能定理．该装置由斜面和很短一段水平部分组成，固定并调整斜槽， 使它的末端 O 点的切线水平，在水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸．将小球从不同的标记点由 静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度 H，并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移 x． 改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下： 高度 H（h 为单位长 度） 水平位移 x/cm h 2 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h h 5. 9. 11. 14. 15. 17. 19. 20. 21. 5 1 7 2 9 6 0 6 7 ① 已知斜槽倾角为 θ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为 μ，斜槽底端离地的高度为 y．小球从斜槽上滑下 的过程中，动能定理若成立应满足的关系式是（利用给定和测得的物理量） ② 以 H 为横坐标，以 ． 三、计算题 为纵坐标，在坐标纸上描点作图，如图乙所示．图线不过坐标原点的原因是 15.如图所示，绝缘光滑轨道 AB 部分为倾角为 30°的斜面，AC 部分为竖直平面上半径为 R 的圆轨道， 斜面与圆轨道相切．整个装置处于场强为 E、方向水平向右的匀强电场中．现有一质量为 m 的带正电， 小球，要使小球能安全通过圆轨道，在 O 点的初速度应为多大？ 电量为 16.质量为 m 的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为 R 的圆周运动，如图所示，运动过程中小 球受到空气阻力的作用．设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为 7mg，在此后小球继续 做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是多少？ 17.如图所示，自然伸长的轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端在 点）以初速度 从距 又被弹簧弹回． 点 的 位置．质量为 的物块 点处向左运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到 离开弹簧后，恰好回到 点．物块 （可视为质 点位置后， 与水平面间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 ． （1）求物块 （2）求 从 点和 点出发又回到 点间的距离 点的过程，克服摩擦力所做的功． ． 18.风洞是研究空气动力学的实验设备。如图，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度 H=3.2m 处，杆 上套一质量 m=3kg，可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力调节为 F=15N，方向水平向左。小球以速 度 v0=8m/s 向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取 g=10m/s2。求： ① 小球落地所需时间和离开杆端的水平距离； ② 小球落地时的动能。 ③ 小球离开杆端后经过多少时间动能为 78J？ 答案解析部分 一、单选题 1.【答案】 B 【考点】动能定理的综合应用 【解析】【解答】A．根据初速度为零的匀加速直线运动中速度与时间关系 ，其动能可表示为 动能和时间的平方成正比，A 不符合题意； B．因为是匀加速，所以合力为定值，根据动能定理 动能和位移成正比，B 符合题意； C．根据 可得，动能与速度的平方成正比，C 不符合题意； D．根据动能定理 动能不与阻力成正比，D 不符合题意。 故答案为：B。 【分析】对物体进行受力分析，明确所受到的力的大小和方向，利用公式 W=Fs cosα 求解外力做功即 可，其中 α 是力与位移的夹角。 2.【答案】 D 【考点】动能定理的综合应用 【解析】【解答】当射入深度为 v 时，根据动能定理可得 深，子弹的速度应变为 ．根据动能定理得 ，设要使子弹射入木板 3L ，联立解得 ，D 符合题意． 故答案为：D 【分析】利用克服阻力做功动能减少可以求出速度和阻力做功的关系，进而求出第二次子弹的速度大 小。 3.【答案】 D 【考点】动能定理的综合应用 【解析】【解答】物体与手掌之间的摩擦力是静摩擦力，静摩擦力在零与最大值 μmg 之间取值，不一定 等于 μmg.在题述过程中，只有静摩擦力对物体做功，故根据动能定理，摩擦力对物体做的功 W＝ mv2. 故答案为：D 【分析】利用动能定理可以求出摩擦力所做的功，由于不知道静摩擦力的大小所以不能求出人做的功。 4.【答案】 B 【考点】动能定理的综合应用 【解析】【解答】从雪坡顶端到最后停下来的整个过程中，质量不变，速度先变大，后变小，故其动能 先变大，后变小；由于滑雪时，雪橇和学之间有摩擦力，所以在上述过程中，有一部分机械能转化成了 内能，故机械能一直减小． 故答案为：B． 【分析】利用速度的大小变化可以判别动能的变化；由于摩擦力做功其机械能不断变小。 5.【答案】 C 【考点】动能定理的综合应用 【解析】【解答】解：由题意可知，足球离开脚时的速度为 10m/s；而脚踢球时只有脚对脚做功，由动 能定理可得：W＝ mv2＝ ＝20J；C 符合题意，ABD 不符合题意。 故答案为：C 【分析】对足球进行受力分析，结合足球的初末速度，利用动能定理求解外力做功。 6.【答案】 A 【考点】动能定理的理解 【解析】【分析】人在投篮过程中，球受重力、人的作用力，已知人对球做功 W，重力对球做功为(mgh2-mgh1) ， 则由动能定理可得：w-(mgh2-mgh1)=Ek； 故动能为 Ek=W+mgh1-mgh2 故选 A． 【点评】应用动能定理解题关键在于分析初末状态及合外力的功，只要能明确这两点即可顺利求解。 7.【答案】 B 【考点】动能定理的综合应用 【解析】【解答】对于踢球过程，根据动能定理得该学生对足球做的功 故答案为：B。 【分析】对物体进行受力分析，合外力做功对应故物体动能的变化量，合外力对物体做正功，物体的动 能增加。 8.【答案】 A 【考点】动能