高考物理动能定理及应用练习题及答案-凯发平台

　　动能定理是学习牛顿运动定律、万有引力定律之后的又一重要规律,应用非常广泛。同时动能定理还是历年高考考查的重点内容,其考查形式多样,分布范围广泛(可在力学部分考查,亦可在电学部分考查),而且与实际问题联系紧密。多年来高考试卷中综合性强、要求较高的试题,几乎都包含动能定理的内容。基于此，以下是学习啦小编为大家精心准备的：高考物理动能定理及应用练习题及参考答案。欢迎阅读与参考!

　　高考物理动能定理及应用练习题及答案如下：

　　一、选择题(本大题共7小题,每小题8分,共56分。每小题至少一个答案正确,选不全得4分)

　　1.一人站在电梯中,当电梯匀加速上升时　(　　)

　　a.人处于超重状态

　　b.人对电梯的压力大于电梯对人的支持力

　　c.电梯对人做的功等于人增加的动能

　　d.电梯对人做的功等于人增加的机械能

　　2.质量m=2kg的物体,在水平面上以v1=6m/s的速度匀速向西运动,若有一个f=8n方向向北的恒力作用于物体,在t=2s内物体的动能增加了　(　　)

　　a.28j　　　b.64j　　　c.32j　　　d.36j

　　3.(2013·南昌模拟)质量为10kg的物体,在变力f作用下沿x轴做直线运动,力随坐标x的变化情况如图所示。物体在x=0处,速度为1m/s,一切摩擦不计,则物体运动到x=16m处时,速度大小为　(　　)

　　a.2m/s b.3 m/s

　　c.4 m/s d.m/s

　　4.如图所示,长为l的长木板水平放置,在木板的a端放置一个质量为m的小物块。现缓慢地抬高a端,使木板以左端为轴转动,当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动,此时停止转动木板,小物块滑到底端的速度为v,则在整个过程中　(　　)

　　a.支持力对小物块做功为0

　　b.支持力对小物块做功为mglsinα

　　c.摩擦力对小物块做功为mglsinα

　　d.滑动摩擦力对小物块做功为mv2-mglsinα

　　5.(2013·日照模拟)质量为1kg的物体被人用手由静止向上提高1 m(忽略空气阻力),这时物体的速度是2 m/s,下列说法中正确的是(g=10m/s2)　(　　)

　　a.手对物体做功12 j

　　b.合外力对物体做功12 j

　　c.合外力对物体做功10 j

　　d.物体克服重力做功10 j

　　6.质量相等的物体a和物体b与地面间的动摩擦因数相等,在力f的作用下,一起沿水平地面向右移动s,则　(　　)

　　a.摩擦力对a、b做功相等

　　b.a、b动能的增量相同

　　c.f对a做的功与f对b做的功相等

　　d.合外力对a做的功与合外力对b做的功不相等

　　7.在光滑的水平面上有一个质量为m的木板b处于静止状态,现有一个质量为m的木块a在b的左端以初速度v0开始向右滑动,已知m>m,用①和②分别表示木块a和木板b的图像,在木块a从b的左端滑到右端的过程中,下面关于速度v随时间t、动能ek随位移s的变化图像,其中可能正确的是　(　　)

　　二、计算题(本大题共3小题,共44分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)

　　8.(2013·晋中模拟)(12分)从地面上以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的球,若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系,球运动的速率随时间变化规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v1=2m/s,且落地前球已经做匀速运动。(g=10m/s2)求:

　　(1)球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功;

　　(2)球抛出瞬间的加速度大小。

　　9.(14分)一滑块(可视为质点)经水平轨道ab进入竖直平面内的四分之一圆弧形

　　轨道bc。已知滑块的质量m=0.50kg,滑块经过a点时的速度va=5.0m/s,ab长s=

　　4.5m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10,圆弧形轨道的半径r=0.50m,滑块离开c点后竖直上升的最大高度h=0.10m。取g=10m/s2。求:

　　(1)滑块第一次经过b点时速度的大小;

　　(2)滑块在从b运动到c的过程中克服摩擦力所做的功。

　　10.(能力挑战题)(18分)小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地,如图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为d,重力加速度为g,忽略手的运动半径和空气阻力。

　　(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2。

　　(2)问绳能承受的最大拉力多大?

　　(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应是多少?最大水平距离为多少?

　　答案解析

　　1.【解析】选a、d。当物体具有向上的加速度时,处于超重状态,故a正确。由牛顿第三定律可知,人对电梯的压力等于电梯对人的支持力,故b错误。设人受的支持力为f,则有f-mg=ma,上升高度h时,由动能定理(f-mg)h=m-m,得fh=mgh m-m,所以电梯对人做的功等于人增加的机械能,故c错d对。

　　2.【解析】选b。物体在力f的方向上做初速度为零的匀加速直线运动,则a==

　　4m/s2,位移s=at2=×4×22m=8m,力f所做的功为w=fs=8×8j=64j,由动能定理知物体的动能增加了64j,故b正确。

　　3.【解析】选b。f-x图像与坐标轴围成的图形面积表示力f做的功,图形位于x轴上方表示力做正功,位于下方表示力做负功,面积大小表示功的大小,所以物体运动到x=16m处时,f做正功,其大小w=40j,根据动能定理有w=m-m,代入数据,可得v2=3m/s。

　　4.【解析】选b、d。缓慢抬高a端过程中,静摩擦力始终跟运动方向垂直,不做功,支持力与重力做功的代数和为零,所以支持力做的功等于mglsinα;下滑过程支持力跟运动方向始终垂直,不做功,由动能定理可得:mglsinα =mv2,解得=mv2-mglsinα;综上所述,b、d正确。

　　【变式备选】如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一物体向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面。设物体在斜面最低点a的速度为v,压缩弹簧至c点时弹簧最短,c点距地面高度为h,则从a到c的过程中弹簧弹力做功是　(　　)

　　a.mgh-mv2　　　　 b.mv2-mgh

　　c.-mgh d.-(mgh mv2)

　　【解析】选a。由a到c的过程运用动能定理可得:

　　-mgh w=0-mv2,所以w=mgh-mv2,故a正确。

　　5.【解析】选a、d。手对物体做功为w,由动能定理w-mgh=mv2,解得w=12j,故a正确。合外力对物体做的功等于mv2=2j,故b、c均错误。物体克服重力做的功w′=mgh=10j,故d正确。

　　6.【解析】选b。因f斜向下作用在物体a上,a、b受到的摩擦力不相同,因此,摩擦力对a、b做的功不相等,a错误;但a、b两物体一起运动,速度始终相同,故a、b动能增量一定相同,b正确;f不作用在b上,因此力f对b不做功,c错误;合外力对物体做的功应等于物体动能的增量,故d错误。

　　【总结提升】应用动能定理解题的技巧

　　(1)研究对象的选择

　　用动能定理解题时,所选取的研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统。若选系统为研究对象时,一定要分析系统内力做的功是否为零。如果不为零时,不仅要分析外力对系统做的功,也要分析内力做的功。建议这种情况下选单个物体研究。

　　(2)研究过程的选择

　　若单物体多过程运动时,要确定运动过程不同阶段的受力情况和做功情况。分析各个过程的初末速度,分段列式求解。也可以选择全过程列方程求解。但选全过程时一定要把合外力在全过程中做的总功求出。若多物体多过程运动时,最好用隔离法分别研究,画出运动的草图。

　　7.【解析】选d。设a、b间动摩擦因数为μ,二者加速度分别为aa、ab,则μmg=maa,

　　μmg=mab,可知aa>ab,v -t图像中,①的斜率绝对值应大于②,故a、b均错误;对

　　a、b分别由动能定理得-μmgsa=eka-m,μmgsb=ekb,故有eka=m-μmgsa,ekb=

　　μmgsb,可知ek-s图像中,①、②的斜率绝对值应相同,故c错误,d正确。

　　8.【解析】(1)设空气阻力做功为,由动能定理得=m-m。　(3分)

　　代入数据得:w=-=9.6j (2分)

　　(2)由题意知空气阻力ff=kv　 (2分)

　　落地前匀速,则有mg-kv1=0　 (1分)

　　设刚抛出时加速度大小为a0,则由牛顿第二定律得:

　　mg kv0=ma0　 (2分)

　　解得a0=(1 )g　 (1分)

　　代入数据得:a0=60m/s2 (1分)

　　答案：(1)9.6j　(2)60m/s2

　　9.【解题指南】解答本题时应注意:

　　滑块在从b运动到c的过程中受到的摩擦力为变力,变力的功可由动能定理求出。

　　【解析】(1)滑块由a到b的过程中,应用动能定理得:

　　-ff·s=m-m　 (4分)

　　又ff=μmg　 (2分)

　　解得:vb=4.0m/s (2分)

　　(2)滑块从b经过c上升到最高点的过程中,由动能定理得-mg(r h)-w=0-m

　　(4分)

　　解得滑块克服摩擦力做功w=1.0j (2分)

　　答案：(1)4.0m/s　(2)1.0 j

　　10.【解析】(1)设绳断后球飞行时间为t,由平抛运动规律,得

　　竖直方向d-d=gt2,水平方向d=v1t　 (2分)

　　得v1=　 (1分)

　　由机械能守恒定律,有

　　m=m mg(d-d)　 (2分)

　　得v2=　 (1分)

　　(2)设球受到的最大拉力为ft,在最低点

　　ft-mg=,r=d　 (2分)

　　解得:ft=mg　 (2分)

　　由牛顿第三定律,绳能承受的最大拉力为mg

　　(3)设绳长为l,绳断时球的速度大小为v3,绳承受的最大拉力不变,有ft-mg=m　(2分)

　　得v3=　(1分)

　　绳断后球做平抛运动,竖直位移为d-l,水平位移为x,时间为t1,有d-l=g

　　(1分)

　　x=v3t1　 (1分)

　　得x=4　 (1分)

　　当l=时,x有最大值,xmax=d　 (2分)

　　答案：(1)

　　(2)mg　(3)　d