《【高物】同步课程-必修2-动能定理B级(共3讲)-第02讲-动能定理及其应用(共22页).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【高物】同步课程-必修2-动能定理B级(共3讲)-第02讲-动能定理及其应用(共22页).docx（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上动能定理及其应用知识点一、 动能的表达式二、 动能定理高考大纲知识点一、 动能的表达式1、跳伞运动员在刚跳离飞机，其降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的是（ ）A空气阻力做正功B重力势能增加C动能增加D空气阻力做负功【答案】C D【解析】判断动能和重力势能的变化主要从动能和重力势能的影响因素判断动能大小的影响因素：质量、速度质量越大，速度越大，动能越大重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度质量越大，高度越高，重力势能越大判断力做正功还是负功，主要看力和位移的夹角空降兵跳伞，在他们离开飞机、打开降落伞之前的一段时间内，质量不变，其下降的速度越来越大，动能越来越
2、大；高度越来越小，重力势能越来越小受到的阻力向上，位移向下，做负功2、一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用此后，该质点的动能可能（ ）A一直增大B先逐渐减小至零，再逐渐增大C先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大【答案】A B D【解析】若力的方向与初速度的方向一致，则质点一直加速，动能一直增大，若力的方向与的方向相反，则质点先减速至速度为零后反向加速，动能先减小至零后增大，若力的方向与的方向成一钝角，如斜上抛运动，物体先减速，减到某一值，再加速，则其动能先减小至某一非零的最小值再增大3、一质量为的质点静止于光滑水平面上，从时起，第1秒内受
3、到的水平外力作用，第2秒内受到同方向的的外力作用下列判断正确的是（ ）A内外力的平均功率是B第2秒内外力所做的功是C第2秒末外力的瞬时功率最大D第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是【答案】A D【解析】利用动力学公式求出末、末速度分别为：由动能定理可知合力做功为，故内功率是：末、末功率分别为：第1秒内与第2秒动能增加量分别为：故第2s内外力所做的功为而动能增加量的比值为4：54、质点所受的力随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上已知时质点的速度为零在图中所示的和各时刻中，哪一时刻质点的动能最大（ ）ABCD【答案】B【解析】由力的图象分析可知：在时间内，质点向正方向做加速度增大的
4、加速运动在时间内，质点向正方向做加速度减小的加速运动在时间内，质点向正方向做加速度增大的减速运动在时间内，质点向正方向做加速度减小的减速运动时刻速度为零，则时刻质点的速度最大，动能最大二、 动能定理5、（2015高考顺义一模）质量为的物体从距离地面高度为处由静止落下，若不计空气阻力，物体下落过程中动能随距地面高度变化关系的图象是（ ）AA图BB图CC图DD图【答案】B【解析】当距离地面高度为时，则下降的高度为，根据动能定理得，解得，与成一次函数关系，随增大，动能减小可知B正确，A、C、D错误6、（2012高考东城二模）如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为的小球，若将小球从弹簧原长位置由静止释
5、放，小球能够下降的最大高度为若将小球换为质量为的小球，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球下降时的速度为（已知重力加速度为，且不计空气阻力）（ ）ABCD【答案】B【解析】小球下降过程，根据动能定理，有小球下降过程，根据动能定理，有联立解得7、（2011高考东城一模）如图所示，水平台面距地面的高度质量为的滑块以的初速度从点开始滑动，滑块与平台间的动摩擦因数滑块滑到平台边缘的点后水平飞出已知间距离滑块可视为质点，不计空气阻力（取）求：（1）滑块从点飞出时的速度大小（2）滑块落地点到平台边缘的水平距离（3）滑块自点到落地点的过程中滑块的动能、势能和机械能的变化量各是多少【答案】（1）（2）（3）动能
6、增加、势能减小、机械能减小【解析】（1）滑块从点滑到点的过程中，克服摩擦力做功，由动能定理滑动摩擦力由两式联立，将，带入，可得故滑块从点飞出时的速度大小为（2）滑块离开点后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动水平方向做匀速直线运动由两式联立，将，带入，可得即滑块落地点到平台边缘的水平距离为（3）落地时的动能滑块在点的初动能为由到落地点滑块的动能增加了重力势能减小量为机械能的减小量即滑块自点到落地点的过程中滑块的动能增加、势能减小、机械能减小8、（2011高考东城二模）如图所示，在竖直平面内，由倾斜轨道、水平轨道和半圆形轨道连接而成的光滑轨道，与BC的连接处是半径很小的圆弧，与相切，圆形轨道的半径
7、为质量为的小物块从倾斜轨道上距水平面高为处由静止开始下滑求：（1）小物块通过点时速度的大小；（2）小物块通过圆形轨道最低点时圆形轨道对物块的支持力的大小；（3）试通过计算说明，小物块能否通过圆形轨道的最高点【答案】（1）（2）（3）物块能通过圆形轨道的最高点【解析】（1）物块从点运动到点的过程中，由机械能守恒得解得：（2）物块从至做匀速直线运动物块通过圆形轨道最低点时，做圆周运动，由牛顿第二定律有：（3）设物块能从点运动到点，由动能定理得：解得：物块做圆周运动，通过圆形轨道的最高点的最小速度设为，由牛顿第二定律得：，可知物块能通过圆形轨道的最高点9、（2008高考海淀零模）如图所示，水平轨道与
8、放置在竖直平面内的圆弧轨道相连，圆弧轨道的端的切线沿水平方向一质量的滑块（可视为质点），在水平恒力的作用下，从点由静止开始运动，已知之间的距离，滑块与水平轨道间的动摩擦因数，圆弧轨道的半径，取（1）求当滑块运动的位移为时的速度大小；（2）当滑块运动的位移为时撤去，求滑块通过点时对圆弧轨道的压力大小；（3）滑块运动的位移为时撤去后，若滑块恰好能上升到圆弧轨道的最高点，求在圆弧轨道上滑块克服摩擦力所做的功【答案】（1）求当滑块运动的位移为时的速度大小为；（2）当滑块运动的位移为时撤去，滑块通过点时对圆弧轨道的压力大小为；（3）滑块运动的位移为时撤去后，若滑块恰好能上升到圆弧轨道的最高点，在圆弧轨道
9、上滑块克服摩擦力所做的功为【解析】（1）设滑块的加速度为，根据牛顿第二定律解得：设滑块运动的位移为时的速度大小为，根据运动学公式解得：（2）设撤去拉力后的加速度为，根据牛顿第二定律解得：设滑块通过点时的速度大小为，根据运动学公式解得：设滑块在点受到的支持力为，根据牛顿第二定律解得：根据牛顿第三定律，滑块通过点时对圆弧轨道的压力为（3）设圆弧轨道的摩擦力对滑块做功为，根据动能定理解得：圆弧轨道上滑块克服摩擦力所做的功为10、（2007高考西城二模）如图所示的是杂技演员表演的“水流星”一根细长绳的一端，系着一个盛了水的容器以绳的另一端为圆心，使容器在竖直平面内做半径为的圆周运动为圆周的最高点，为圆
10、周的最低点若“水流星”通过最低点时的速度则下列判断正确的是（ ）A“水流星”到最高点时的速度为零B“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出C“水流星”通过最高点时，水对容器底没有压力D“水流星”通过最高点时，绳对容器有向下的拉力【答案】C【解析】A、根据动能定理得，解得最高点的速度故A错误B、对桶中的水分析，有，解得知水对桶底压力恰好为零，水恰好不流出故B错误，C正确D、对整体受力分析，有：，解得，绳子的拉力为零故D错误11、在光滑的水平面上有一静止的物体，现以水平恒力甲推这一物体，作用一段时间后，换成相反的水平恒力乙推这一物体当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时，物体恰好回到原出发点，此时
11、物体的动能为则整个过程中，恒力甲、乙做的功各是多少？vtt2tv1v2Ovtt2tv1v2O(a)(b)【答案】，【解析】物体在甲恒力作用下匀加速运动，在乙恒力作用下匀减速运动，设甲、乙两恒力的作用时间各为，甲力结束作用时物体的速度为，回到出发点时物体的速度为由此，可定性作出物体在时间里的的速度图像如图（a）所示若设想，在乙恒力作用的同时，甲恒力反向作用在物体上，为使物体的运动与原先等效，应在乙恒力方向上再增加一个与甲恒力相同的力，则在时间里，由运动的合成知识，可做出物体运动的速度图像如图（b）所示依题意，图像与轴围成的面积应为零，由图（b）有：，则又由题意有：，由此得：由动能定理有：，12、
12、在半径的某星球表面，宇航员做了如下实验实验装置如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量的小球从轨道AB上高H处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应的F大小，F随H的变化关系如图乙所示求：（1）圆轨道的半径（2）该星球的第一宇宙速度【答案】（1）（2）【解析】（1）设星球表面重力加速度为，圆轨道半径为当时，有：，解得：（2）当时，有：，即由FH图象可得：该星球的第一宇宙速度随堂练习1、一颗速度较大的子弹，水平击穿原来静止在光滑水平面上的木块，设子弹对木块的阻力恒定，则当子弹入射速度增大时，下列说法正确的是（ ）A木块获得
13、的动能变大B木块获得的动能变小C子弹穿过木块的时间变长D子弹穿过木块的时间变短【答案】B D【解析】子弹以初速度穿透木块过程中，子弹、木块在水平方向均受恒力作用，子弹匀减速运动，木块匀加速运动因此，可定性作出穿透过程中木块、子弹的图像如图中实线A、B所示，图中、分别为穿透过程中，木块、子弹的速度图像，图中梯形的面积为子弹相对木块的位移，即木块的长度当子弹入射速度增大为时，穿透过程中二者的相对位移（梯形的面积）仍是木块长度，即梯形的面积与梯形的面积相等，所以木块、子弹的速度图像将如图中的、所示显然，由图像可以看出，当子弹的速度变大时，木块获得的速度变小，即获得的动能变小；子弹穿过木块的时间变短B
14、/vtv0v0/Ot1t2ABA/2、如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力随时间变化的图象如图（乙）所示，则（ ）A时刻小球动能最大B时刻小球动能最大C这段时间内，小球的动能先增加后减少D段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能【答案】C【解析】时刻小球小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，先做加速度不断减小的加速运动，当弹力增大到与重力平衡，即加速度减为零时，速度达到最大时刻，弹力最大，故弹
15、簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零这段时间内，小球处于上升过程，先做加速度不断减小的加速运动，后做加速度不断增大的减速运动段时间内，小球和弹簧系统机械能守恒，故小球增加的动能和重力势能之和等于弹簧减少的弹性势能3、（2011高考朝阳一模）如图所示，摩托车运动员做特技表演时，以的初速度冲向高台，然后从高台水平飞出若摩托车冲向高台的过程中牵引力的平均功率，冲到高台顶端所用时间，人和车的总质量，高台顶端距地面的高度，摩托车落地点到高台顶端的水平距离不计空气阻力，取求：（1）摩托车从高台顶端飞出到落地所用时间；（2）摩托车落地时速度的大小；（3）摩托车冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功【答
16、案】（1）摩托车从高台顶端飞出到落地所用时间为（2）摩托车落地时速度的大小为（3）摩托车冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功为【解析】（1）设摩托车在空中的飞行时间为，则有解得：（2）摩托车做平抛运动的水平速度落地时摩托车在竖直方向的速度摩托车落地时的速度（3）设摩托车冲上高台的过程中，克服摩擦阻力所做的功为摩托车冲向高台的过程中，根据动能定理有解得：4、（2008高考朝阳一模）如图所示，在海滨游乐场里有一种滑沙游戏，人坐在滑板上从倾角的斜坡上由静止开始下滑，经过斜坡底端沿水平滑道再滑行一段距离停下已知滑板与斜面和水平滑道间的动摩擦因数均为若某人和滑板的总质量，滑行过程中空气阻力忽略不计，重力
17、加速度取（，）（1）求人从斜坡滑下时加速度的大小；（2）若人坐着滑板从距地面高处由静止下滑，求到达斜坡底端时的速度大小；（3）若水平滑道的最大长度为，求人在斜坡上滑下的高度应不超过多少【答案】（1）人从斜坡滑下时加速度的大小是；（2）若人坐着滑板从距地面高处由静止下滑，到达斜坡底端时的速度大小是；（3）若水平滑道的最大长度为，人在斜坡上滑下的高度应不超过【解析】（1）对人和滑板受力分析如图所示根据牛顿运动定律：，代入数据解得：（2）人和滑板在斜面上运动的过程中，根据动能定理：代入数据解得：（3）设人和滑板从距水平面高处下滑，从人和滑板在斜面上开始运动到人和滑板停止运动的过程中，根据动能定理：代
18、入数据解得：5、（2014高三上期末西城区）如图所示，大小相同的力作用在同一个物体上，物体分别沿光滑水平面、粗糙水平面、光滑斜面、竖直方向运动一段相等的距离，已知力与物体的运动方向均相同则上述四种情景中都相同的是（ ）A拉力对物体做的功B物体的动能增量C物体加速度的大小D物体运动的时间【答案】A【解析】A、根据功的计算公式可知相同，故功相同，A正确；B、根据动能定理知，只拉力做功相同，其他力做功不同，故动能增量不同，故B错误；C、根据知只有拉力同，加速度不一定相同，故C错误；D、根据知加速度不相同，不相同，故D错误；6、图示为某探究活动小组设计的节能运输系统斜面轨道的倾角为，质量为M的木箱与轨
19、道间的动摩擦因数为木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程下列选项正确的是（ ）ABC木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度D在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能【答案】B C【解析】设弹簧压缩最大时的弹性势能为Ep，由动能定理得下滑过程有：上滑过程：解得：7、如图，让一小物体（可看作质点）从图示斜面上的A点以=4的初速度滑上斜面，物体滑到斜面上的B点后沿原路返回若A到B的距离为1，斜面倾角为=37
20、（sin37=0.6，cos37=0.8，g=10）（1）求物体与斜面间的动摩擦因数；（2）若设水平地面为零重力势能面，且物体返回经过C点时，其动能恰与重力势能相等，求C点相对水平地面的高度【答案】（1） （2）【解析】（1）设物体与斜面间的滑动摩擦因数为，则物体上滑由A到B做速度由变为0的匀减速运动，由动能定理有代入数据解得=0.25（本题也可用牛顿运动定律求解：由牛顿第二定律有又由运动学公式，可得由联立，代入数据可得）即物体与斜面间的动摩擦因数为。（2）设物体返回经过C点时速度大小为，则对于物体由B到C，由动能定理有又，联立以上两式解得代入数据可得：8、（2007高考东城三模）如图所示，粗
21、糙斜面其倾角为，底端通过长度可忽略的光滑小圆弧与光滑水平面连接是两个质量均为的小滑块（可视为质点），的左端连有轻质弹簧，处于静止状态当滑块置于斜面上且受到大小，方向垂直斜面向下的恒力作用时，恰能沿斜面向下匀速运动现撤去，让滑块从斜面上距斜面底端处由静止开始下滑，若取，求：（1）滑块与斜面的动摩擦因数；（2）滑块到达斜面底端时的速度大小；（3）滑块在斜面上运动的加速度大小；（4）滑块开始与弹簧接触到此后两滑块和弹簧构成的系统在相互作用过程中，弹簧的最大弹性势能【答案】（1）滑块与斜面的动摩擦因数为（2）滑块到达斜面底端时的速度大小为（3）滑块在斜面上运动的加速度大小为（4）弹簧的最大弹性势能为【
22、解析】（1）滑块匀速下滑时，受重力、恒力、斜面支持力和摩擦力作用，由平衡条件有即联立并化简后得代入数据解得动摩擦因数（2）撤去后，滑块匀加速下滑，由动能定理有：代入数据得 （3）根据牛顿第二定律有代入数据得（4）两滑块和弹簧构成的系统在相互作用过程中动量守恒，当它们速度相等时，弹簧具有最大弹性势能，设共同速度为，由动量守恒和能量守恒定律有：联立式解得课后作业1、利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小，实验时让某消防队员从一平台上跌落，自由下落后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了，最后停止，用这种方法获得消防队员受到地面冲击力随时间变化图线如图所示，根据图线所提供的信
23、息以下判断正确的是（ ）A时刻消防员的速度最大B时刻消防员的速度最大C时刻消防员的动能最小D时刻消防员的动能最小【答案】B D【解析】时刻双脚触底，在至时间内消防员受到的合力向下，其加速度向下，他做加速度减小的加速下落运动；而至时间内，人所受合力向上，人应做向下的减速运动，时刻消防员所受的弹力与重力大小相等、方向相反，合力为零，消防员的速度最大；在至时间内他所受的合力向上，则加速度向上，故消防员做向下的减速运动，时刻消防员的速度最小；速度小动能就小，速度大动能也大2、如图甲所示，静止在水平地面的物块，受到水平向右的拉力作用，与时间的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值与滑动摩擦力大小相
24、等，则（ ）A时间内的功率逐渐增大B时刻物块的加速度最大C时刻后物块做反向运动D时刻物块的动能最大【答案】B D【解析】当拉力大于最大静摩擦力时，物体开始运动；当物体受到的合力最大时，物体的加速度最大；由动能定理可知，物体拉力做功最多时，物体获得的动能最大由图象可知，时间内拉力小于最大静摩擦力，物体静止，拉力功率为零，故A错误由图象可知，在时刻物块受到的拉力最大，物块受到的合力最大，由牛顿第二定律可得，此时物块的加速度最大，故B正确由图象可知在时间内物体受到的合力与物块的速度方向相同，物块一直做加速运动，故C错误由图象可知在时间内，物块受到的合力一直做正功，物体动能一直增加，在时刻以后，合力做
25、负功物块动能减小，因此在时刻物块动能最大，故D正确3、（2009高三上期末西城区）如图所示，轨道被竖直地固定在水平桌面上，距水平地面高，距水平地面高一质量的小物块自点从静止开始下滑，从点以水平速度飞出后落在地面上的点现测得两点的水平距离为不计空气阻力，取求（1）小物块从点运动到点经历的时间；（2）小物块从点飞出时速度的大小；（3）小物块从点运动到点的过程中克服摩擦力做的功【答案】（1）小物块从点运动到点经历的时间是；（2）小物块从点飞出时速度的大小是；（3）小物块从点运动到点的过程中克服摩擦力做的功是【解析】（1）从到，根据平抛运动规律竖直方向：求出（2）从到，根据平抛运动规律水平方向：求出（
26、3）从到，根据动能定理求出克服摩擦力做功4、如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角，皮带在电动机的带动下始终以的速率运行现把一质量的工件(可看做质点)轻轻放在皮带的底端，经时间，工件被传送到的皮带顶端取求：（1）工件与皮带间的动摩擦因数（2）电动机由于传送工件而多消耗的电能【答案】（1）（2）【解析】（1）由题意可知，皮带长工件速度达到v0前工件做匀加速运动，设经时间工件的速度达到，此过程工件的位移为：达到v0后，工件做匀速运动，此过程工件的位移为：代入数据解得：工件加速运动的加速度据牛顿第二定律得：解得：（2）在时间t1内，皮带运动的位移工件相对皮带的位移在时间t1内，因摩擦产生的热量工件获得的动能；工件增加的势能电动机多消耗的电能专心-专注-专业