2011--2018年高考物理真題分類匯編19.動(dòng)能定理（精編版）

1、第 19 節(jié)動(dòng)能定理 .1.2018 年全國卷ii 、14如圖，某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度，木箱獲得的動(dòng)能一定（ a）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解析：木塊在移動(dòng)過程中有兩個(gè)力做功，拉力做正功，摩擦力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理可得：ff1 mv2 - 0ww2則木箱獲得的動(dòng)能一定小于拉力所做的功，b 錯(cuò)誤 a 正確； 無法比較動(dòng)能與摩擦力做功的大小，cd 錯(cuò)誤。2. 2016 年新課標(biāo)卷20如圖，一固定容器的內(nèi)壁是半徑為r 的半球面；在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為 m 的質(zhì)點(diǎn) p。它在容器內(nèi)壁由靜止

2、下滑到最低點(diǎn)的過程中，克服摩擦力做的功為 w。重力加速度大小為 g。設(shè)質(zhì)點(diǎn) p 在最低點(diǎn)時(shí)，向心加速度的大小為 a，容器對(duì)它的支持力大小為 n， 則a a2(mgrw )mrb. a2 mgrwpmrc. n3mgr2w rd. n2 mgrwr【答案】 ac【解析】質(zhì)點(diǎn)p 下滑過程中，重力和摩擦力做功，根據(jù)動(dòng)能定理可得mgrw12mv ，根據(jù)公式22av，聯(lián)立可得a r2( mgrmrw) ，a 正確 b 錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)重力和支持力的合力充當(dāng)向心力，摩擦力水平， 不參與向心力，故根據(jù)牛頓第二定律可得c 正確 d 錯(cuò)誤。nmgrma ，代入可得 n3mgr2w，r3. 2016 年四川卷1.

3、韓曉鵬是我國首位在冬奧會(huì)雪上項(xiàng)目奪冠的運(yùn)動(dòng)員。他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿 “助滑區(qū) ”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對(duì)他做功1900j，他克服阻力做功100j。韓曉鵬在此過程中a. 動(dòng)能增加了1900jb. 動(dòng)能增加了2000jc. 重力勢(shì)能減小了1900jd. 重力勢(shì)能減小了2000j【答案】 c【解析】根據(jù)動(dòng)能定理：動(dòng)能的增量等于合外力的功，即動(dòng)能增量為1900j-100j=1800j，選項(xiàng) ab錯(cuò)誤；重力做功等于重力勢(shì)能的變化量，故重力勢(shì)能減少了1900j，選項(xiàng) c 正確， d 錯(cuò)誤；故選c。4. 2013 年山東卷16、如圖所示，楔形木塊abc 固定在水平面上，粗糙斜面ab

4、和光滑斜面bc 與水平面的夾角相同，頂角b 處安裝一定滑輪，質(zhì)量分別為m 、m（ m>m）的滑塊，通過不可伸長的輕繩定滑輪連接，輕繩與斜面平行，兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)滑輪的質(zhì)量bmm和摩擦，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過程中（）a 、兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒b、重力對(duì)m 做的功等于m 動(dòng)能的增加ac c、輕繩對(duì)m 做的功等于m 機(jī)械能的增加d、兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于m 克服摩擦力做的功答案： cd 。解析：由于斜面ab 粗糙，兩滑塊組成的系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，機(jī)械能損失等于m 克服摩擦力做的功。故 a 錯(cuò)誤， d 正確。 m 物體的動(dòng)能增量根據(jù)動(dòng)能定理應(yīng)和m 的合

5、外力的功相等，故b 錯(cuò)誤。對(duì)于 m，由于斜面光滑，只有重力和繩子的拉力做功，故輕繩對(duì)m 做的功等于m 機(jī)械能的增加， 故 c 正確。5. 2011 年新課標(biāo)版15一質(zhì)點(diǎn)開始時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻起受到一恒力作用。此后，該質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能可能a 一直增大b先逐漸減小至零，再逐漸增大 c先逐漸增大至某一最大值，再逐漸減小d先逐漸減小至某一非零的最小值，再逐漸增大答： abd【解析】當(dāng)恒力方向與速度在一條直線上，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能可能一直增大，也可能先逐漸減小至零，再逐漸增大。當(dāng)恒力方向與速度不在一條直線上，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能可能一直增大，也可能先逐漸減小至某一非零的最小值，再逐漸增大。所以正確答案是abd 。6.

6、2014 年理綜大綱卷19一物塊沿傾角為的斜坡向上滑動(dòng)。當(dāng)物塊的初速度為v 時(shí)，上升的最大高度為h ，如圖所示；當(dāng)物塊的初速度為v 時(shí)，上升的最大高度記為h。重力加速度大小為g。2物塊與斜坡間的動(dòng)摩擦因數(shù)和h 分別為()hv2h和a tan和2b (2 gh1) tan2vh2hvhc tan和d 4(2 gh1 ) tan和4【答案】 d【解析】根據(jù)動(dòng)能定理，以速度v 上升時(shí)有1 mv22mg coshsinmgh ，以 v 速度上升時(shí)有2h1 m(2v2v ) 22mg cosh sinmgh ，解得 h，4(1) tan2gh，所以 d 正確7.2017 年江蘇卷3一小物塊沿斜面向上滑動(dòng)

7、，然后滑回到原處。物塊初動(dòng)能為ek0，與斜面間的動(dòng)ekek0ox(a)ekek0ox(b)ekek0ox(c)ekek0ox(d)摩擦因數(shù)不變，則該過程中，物塊的動(dòng)能ek 與位移 x 關(guān)系的圖線是（ c ） 解析：向上滑動(dòng)過程中，根據(jù)動(dòng)能定理：0-ek0= -( mg+f f)x ，同理，下滑過程，由動(dòng)能定理可得：ek-0= -( mg-f f)x，故 c 正確； a 、b、 d 錯(cuò)誤。8. 2011 年理綜山東卷18如圖所示，將小球a 從地面以初速度v0 豎直上拋的同時(shí)，將另一相同質(zhì)量的小球 b 從距地面h 處由靜止釋放，兩球恰在h/2 處相遇（不計(jì)空氣阻力）。則a 兩球同時(shí)落地b相遇時(shí)兩球

8、速度大小相等c從開始運(yùn)動(dòng)到相遇，球a 動(dòng)能的減少量等于球b 動(dòng)能的增加量d相遇后的任意時(shí)刻，重力對(duì)球a 做功功率和對(duì)球b 做功功率相等答案： cbhh/2va a解析： 相遇時(shí)滿足1 gt 22v0 t1 gt 22h ， 122h2vgt，所以 022hgh ，小球 a 落地時(shí)間 ta，g球 b 落地時(shí)間 tb2 v0 g2gh2h gg，因此 a 錯(cuò)誤；相遇時(shí)， va2 gh2，vb02 g h ，22v2vb0 ，所以 b 錯(cuò)誤；因?yàn)閮汕蚯≡趆/2 處相遇，說明重力做功的數(shù)值相等，根據(jù)動(dòng)能定理，球a 動(dòng)能的減少量等于球b 動(dòng)能的增加量，c 正確；相遇后的任意時(shí)刻，球a 的速度始終大于球b

9、 的速度， 因此重力對(duì)球a 做功功率大于對(duì)球b 做功功率， d 錯(cuò)誤。9.2015 年海南卷4如圖，一半徑為r 的半圓形軌道豎直固定放置，軌道兩端等高；質(zhì)量為m 的質(zhì)點(diǎn)自軌道端點(diǎn)p 由靜止開始滑下，滑到最低點(diǎn)q 時(shí)，對(duì)軌道的正壓力為po2mg，重力加速度大小為g，質(zhì)點(diǎn)自 p 滑到 q 的過程中，克服摩擦力所r做的功為（ c ）1a. mgr 41b. mgr 31c. mgr 2qd. mgr 4解析：質(zhì)點(diǎn)在q 點(diǎn)受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力，兩力的合力充當(dāng)向心力，所以有2nmgmv, n=2mg，聯(lián)立解得 vgr ，下落過程中重力做功mgr，根據(jù)動(dòng)能定理可得mgrwf解得 wfr1

10、mv2，2- 1 mgr，所以克服摩擦力做功21 mgr，選項(xiàng) c 正確。210. 2016 年上海卷31.（ 12 分）風(fēng)洞是研究空氣動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。如圖，將剛性桿水平固定在風(fēng)洞內(nèi)距地面高度h=3.2m 處，桿上套一質(zhì)量m=3kg ，可沿桿滑動(dòng)的小球。將小球所受的風(fēng)力調(diào)節(jié)為f=15n ，方向水平向左。 小球以初速度v 0=8m/s 向右離開桿端， 假設(shè)小球所受風(fēng)力不變，取 g=10m/s 2。求：（ 1）小球落地所需時(shí)間和離開桿端的水平距離；（ 2）小球落地時(shí)的動(dòng)能。v0（ 3）小球離開桿端后經(jīng)過多少時(shí)間動(dòng)能為78j？【答案】（ 1）4.8m（ 2）120j（ 3） 0.24s 或 0.4

11、s【解析】 （ 1 ）小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t =2hg= 0.8 s小球在水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度a =f =m5m / s2水平位移sv0 t -1 at 224.8m（ 2）由動(dòng)能定理ektek 0mghfs代入數(shù)據(jù)得ekt120 j（ 3）小球離開桿后經(jīng)過時(shí)間t 的水平位移s = v0 t -1 at 22由動(dòng)能定理ek1 mv202mg1 gt 2fs2以 ek=78 j，v0 =8 m/s 和 sv0 t -1 at 2 代入得125t2-80t+12=02解得t1=0.4s,t2=0.24s11.2016 年浙江卷18如圖所示為一滑草場(chǎng)。某條滑道由上下兩段高

12、均為h，與水平面傾角分別為45°和 37°的滑道組成，滑草車與草地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。質(zhì)量為 m 的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經(jīng)過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端（不計(jì)滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin37 o =0.6，cos37 o =0.86）。則a. 動(dòng)摩擦因數(shù)7b. 載人滑草車最大速度為2 gh7c. 載人滑草車克服摩擦力做功為mgh3d. 載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為g5【答案】 aba【解析】作出滑道簡化示意圖如圖所示，從a 處到 c 處的過程中，由動(dòng)能定理有h1b h(mgsin - mcgos )h+ ( mgsin -

13、mcgos )h=0 ，2c11 sin 122 sin 2 ，選項(xiàng)解得 = 6a 正確；7到 b 點(diǎn)時(shí)載人滑草車速度最大，從a 處到 b 處的過程中，由動(dòng)能定理有h(mgsin 1- mcgos 1)= 1 mv2 ，sin 12m得 vm2gh 7，選項(xiàng) b 正確；從 a 處到 c 處的過程中，克服摩擦力所做的功等于重力勢(shì)能減少量2mgh，選項(xiàng) c 錯(cuò)誤；在下段滑道上的加速度大小a=（mgcos 2 mgsin 2）m=335g，選項(xiàng) d 錯(cuò)誤。12.2016 年天津卷8、我國高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，和諧號(hào)動(dòng)車組是由動(dòng)車和拖車編組而成，提供動(dòng)力的車廂叫動(dòng)車，不提供動(dòng)力的車廂叫拖車。假設(shè)動(dòng)

14、車組各車廂質(zhì)量均相等，動(dòng)車的額定功率都相同，動(dòng)車組在水平直軌道上運(yùn)行過程中阻力與車重成正比，某列動(dòng)車組由8 節(jié)車廂組成，其中第 1、5 節(jié)車廂為動(dòng)車，其余為拖車，則該動(dòng)車組a 、啟動(dòng)時(shí)乘客受到車廂作用力的方向與車運(yùn)動(dòng)的方向相反b、做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，第5、6 節(jié)與第 6、7 節(jié)車廂間的作用力之比為3:2c、進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的速度成正比d、與改為4 節(jié)動(dòng)車帶4 節(jié)拖車的動(dòng)車組最大速度之比為1:2【答案】 bd【解析】列車啟動(dòng)時(shí)，乘客隨車廂加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向與車的運(yùn)動(dòng)方向相同，故乘客受到車廂的作用力方向與車運(yùn)動(dòng)方向相同，選項(xiàng) a 錯(cuò)誤； 動(dòng)車組運(yùn)動(dòng)的加速度a2 f8

15、kmgfkg ，則對(duì) 6、7、8 節(jié)車廂的整體：f563ma3kmg8m4m0.75f ；對(duì) 7、 8 節(jié)車廂的整體：f672 ma2kmg0.5f ；故 5、6 節(jié)車廂與6、7 節(jié)車廂間的作用力之比為3:2，選項(xiàng) b 正確；根據(jù)動(dòng)能定理1 mv 22kmgs ，解得 sv22kg，可知進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)速度的平方成正比，選項(xiàng)c 錯(cuò)誤； 8 節(jié)車廂有2 節(jié)動(dòng)車時(shí)的最大速度為vm12p；8kmg若 8 節(jié)車廂有4 節(jié)動(dòng)車時(shí)的最大速度為vm24 p，則8kmgvm1 vm21，選項(xiàng) d 正確；故選bd.213. 2011年上海卷25以初速為 v0，射程為 s的平拋運(yùn)

16、動(dòng)軌跡制成一光滑軌道。一物體由靜止開始從軌道頂端滑下，當(dāng)其到達(dá)軌道底部時(shí)，物體的速率為，其水平方向的速度大小為。；答案： gsv0v0221 (v0 /gs)解析：本題考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律及動(dòng)能定理。根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，水平方向：sv0 t，式；gt豎直方向： h122 ，式；平拋運(yùn)動(dòng)落地時(shí)豎直速度vy gt，式；落地速度與水平方向的夾角為滿足： tangs20聯(lián)立解得 h 2v 2，式；vy，式；v0聯(lián)立解得：tan gscosv0，式。2，即0v0v2 (gs)2當(dāng)物體由靜止開始從軌道頂端滑下到達(dá)底端的過程，由動(dòng)能定理：mgh 12，式，v ，聯(lián)立解得到達(dá)軌道底部速率v1gs式0mv1 2在軌道

17、底部時(shí)水平方向的速度大小為vxv1cos，式，聯(lián)立解得vxgsv 2 (gs)2v022。01 (v0 /gs)14.2017 年江蘇卷14（16 分）如圖所示，兩個(gè)半圓柱a、b 緊靠著靜置于水平地面上，其上有一光滑圓柱 c，三者半徑均為r，c 的質(zhì)量為m，a、b 的質(zhì)量都為m ，2與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為.現(xiàn)用水平向右的力拉a，使 a 緩慢移動(dòng)，直至 c 恰好降到地面 .整個(gè)過程中b 保持靜止 .設(shè)最大靜摩擦力cr等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g.求：bra（ 1）未拉 a 時(shí)， c 受到 b 作用力的大小f；（ 2）動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值min ；（ 3）a 移動(dòng)的整個(gè)過程中，拉力做的功w.解：（

18、1） c 受力平衡2f cos300mg解得 f3 mg3（ 2）c 恰好降落到地面時(shí)，b 受 c 壓力的水平分力最大fx max3 mg2b 受地面的摩擦力fmg根據(jù)題意f minfx max，解得32min（ 3）c 下降的高度h(31) r ，a 的位移 x2(31) r摩擦力做功的大小wfx2(31)mgr， 根據(jù)動(dòng)能定理wwfmgh00解得 w( 21)(31) mgr15. 2012 年理綜北京卷22（16 分）如圖所示，質(zhì)量為m 的小物塊在粗糙水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)距離l 后以速度 v 飛離桌面， 最終落在水平地面上。已知 l=1.4m ，v=3.0m/s，m=0.10kg ，

19、物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25，桌面高 h=0.45m. 。不計(jì)空氣阻力，重力加速度g 取 10m/s2。求v0vhls(1) 小物塊落地點(diǎn)距飛出點(diǎn)的水平距離s；(2) 小物塊落地時(shí)的動(dòng)能ek；(3) 小物塊的初速度大小v0。解析：（ 1）小物塊落地所用時(shí)間為t，有 12gt 2ht2hg20.45100.3 s小物塊落地點(diǎn)距飛出點(diǎn)的水平距離svt（ 2）根據(jù)機(jī)械能守恒，小物塊落地時(shí)的動(dòng)能為30.30.9 m0ke1 mv 22mgh10.10920.10100.450.90 j（ 3）在桌面上滑行過程中根據(jù)動(dòng)能定理有w1 mv2f21 mv 202mgl則 v0v 22gl920.251

20、01.44.0 m/s16. 2012 年物理江蘇卷14. (16 分)某緩沖裝置的理想模型如圖所示，勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕桿相連，輕桿可在固定的槽內(nèi)移動(dòng)，與槽間的滑動(dòng)摩擦力恒為f . 輕桿向右移動(dòng)不超過l 時(shí)，裝置可安全工作。一質(zhì)量為 m 的小車若以速度v0 撞擊彈簧，將導(dǎo)致輕桿向右移動(dòng)摩擦力，且不計(jì)小車與地面的摩擦。.(1) 若彈簧的勁度系數(shù)為k，求輕桿開始移動(dòng)時(shí)，彈簧的壓縮量x；(2) 求為使裝置安全工作，允許該小車撞擊的最大速度vm；l. 輕桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)4mvl輕桿(3) 討論在裝置安全工作時(shí)，該小車彈回速度v'和撞擊速度v 的關(guān)系 .解: （ 1）輕桿

21、開始移動(dòng)時(shí)，彈簧的彈力fkx且 fff解得 xk（ 2）設(shè)輕桿移動(dòng)前小車對(duì)彈簧所做的功為w，則小車從撞擊到停止的過程中，動(dòng)能定理小車以v0 撞擊彈簧時(shí)f . lw 401 mv202小車以vm 撞擊彈簧時(shí)flw120mvm2解得vm23 flv02m（ 3）設(shè)輕桿恰好移動(dòng)時(shí)，小車撞擊速度為v1 ，12mv1w2由解得v12flv02m2fl當(dāng) vv0時(shí)， v'v2m2fl當(dāng)v0v2m23 fl v02m時(shí)， v2flv02 m17. 2012 年理綜福建卷21.（ 19 分）如圖，用跨過光滑定滑輪的纜繩將海面上一艘失去動(dòng)力的小船沿直線拖向岸邊。已知拖動(dòng)纜繩的電動(dòng)機(jī)功率恒為p，小船的質(zhì)量

22、為m，小船受到的阻力大小恒為f，經(jīng)過 a 點(diǎn)時(shí)的速度大小為v0，小船從 a 點(diǎn)沿直線加速運(yùn)動(dòng)到b 點(diǎn)經(jīng)歷時(shí)間為t1， a、b 兩點(diǎn)間距離為d,纜繩質(zhì)量忽略不計(jì)。求：（ 1）小船從 a 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b 點(diǎn)的全過程克服阻力做的功w1；（ 2）小船經(jīng)過b 點(diǎn)時(shí)的速度大小v1；av0b（ 3）小船經(jīng)過b 點(diǎn)時(shí)的加速度大小a。d【答案】（ 1） wfsfd（ 2） v1（ 3） a2 ptfd2v0mpfm2 v22m(ptfd )m【解析】（ 1）小船從a 點(diǎn)到達(dá) b 點(diǎn)，受到的阻力恒為f,其克服阻力做的功為：wfsfd（ 2）從 a 到 b 由動(dòng)能定理可知：1 mv2b21 mv 2a2pt1fd解得：

23、 v12 pt1fd2v0m（ 3）設(shè)小船經(jīng)過b 點(diǎn)時(shí)繩的拉力大小為f，繩與水平方向夾角為，電動(dòng)機(jī)牽引繩的速度大小為u，則 p=fuu由牛頓第二定律有v1 cosf cospfmaf0解得 am2v 22m(pt1fd )m18. 2015 年理綜浙江卷23.如圖所示，用一塊長l 1=1.0m 的木板在墻和桌面間架設(shè)斜面，桌面高h(yuǎn)=0.8m ，長 l2=1.5m 。斜面與水平桌面的傾角可在 060 °間調(diào)節(jié)后固定。將質(zhì)量m=0.2kg 的小物塊從斜面頂端靜止釋放，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.05，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)2，忽略物塊在斜面與桌面交接處的能量損失。（重力加速度g 取 10m/s2；最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）（ 1）求 角增大到多少時(shí)，物塊能從斜面開始下滑； （用正切值表示）（ 2）當(dāng) 增大到 37°時(shí)，物塊恰能停在桌面邊緣，求物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)2；（已知 sin37 =°0.6 ， cos37 °=0.8）（ 3）繼續(xù)增大角，發(fā)現(xiàn)=53&#