物理高考题动能定理.doc

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1、 动能 动能定理【2009年高考试题】1. （2009全国卷）以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物体。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g，则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为( )A和 B和C和 D和【解析】选A。本题考查动能定理.上升的过程中,重力做负功,阻力做负功,由动能定理得,求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力做功为零,只有阻力做功为,解得,A正确。2. （2009上海高考）小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面。在上升至离地高度h处，小球的动能是势能的两倍，在下落至离地面高度h处，小球的势能是动能的两倍，则h等

2、于( )AH/9B2H/9 C3H/9 D4H/9【解析】选D。由动能定理，在小球上升至最高点过程中：；在小球上升至离地高度h处过程中：，又；在小球上升至最高点后又下降至离地高度h处过程中：，又 ；以上各式联立解得，答案D正确。3.（2009广东高考）物体在合外力作用下做直线运动的v-t图象如图所示。下列表述正确的是( ) A在01s内，合外力做正功 B在02s内，合外力总是做负功 C在12s内，合外力不做功 D在03s内，合外力总是做正功【解析】选A。根据物体的速度图象可知，物体0-1s内做匀加速运动合外力做正功，A正确；1-3s内做匀减速运动合外力做负功。根据动能定理0到3s内，12s内合

3、外力做功为零。4. （2009上海高考）质量为5103 kg的汽车在t0时刻的速度v010m/s，随后以P6104 W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5103N。求：（1）汽车的最大速度vm；（2）汽车在72s内经过的路程s。【解析】（1）当达到最大速度时，PFv=fvm，vmm/s24m/s（2）从开始到72s时刻依据动能定理得：Ptfsmvm2mv02，解得：s1252m。答案：（1）24m/s （2）1252m5. （2009宁夏高考）冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图。比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线A

4、B处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O.为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至=0.004.在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以2m/s的速度沿虚线滑出。为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？（g取10m/s2）【解析】设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为，所受摩擦力的大小为：在 被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为，所受摩擦力的大小为。则有+=S 式中S为投掷线到圆心O的距离。 设冰壶的初速度为，由功能关系

5、，得 联立以上各式，解得 代入数据得 答案 10m6. （2009福建高考）如图甲，在水平地面上固定一倾角为的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电量为q（q0）的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程中没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g。（1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1（2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm，求滑块从静止释放到速度大小为vm过程中弹簧的弹力所做

6、的功W；（3）从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小，vm是题中所指的物理量。（本题不要求写出计算过程）【解析】本题考查的是电场中斜面上的弹簧类问题。涉及到匀变速直线运动、运用动能定理处理变力功问题、最大速度问题和运动过程分析。（1）滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为a，则有 qE+mgsin=ma 联立可得 （2）滑块速度最大时受力平

7、衡，设此时弹簧压缩量为，则有 从静止释放到速度达到最大的过程中，由动能定理得 联立可得 s（3）如图 答案：（1）; （2）; (3) 7. （2009安徽高考）过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C、D间距相等，半径、。一个质量为kg的小球（视为质点），从轨道的左侧A点以的初速度沿轨道向右运动，A、B间距m。小球与水平轨道间的动摩擦因数，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取，计算结果保留小数点后一位数字。试求 （1）小球在经过第一个圆形轨道的

8、最高点时，轨道对小球作用力的大小； （2）如果小球恰能通过第二个圆形轨道，B、C间距应是多少； （3）在满足（2）的条件下，如果要使小球不能脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径应满足的条件；小球最终停留点与起点的距离。【解析】（1）设小球经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v1，根据动能定理 小球在最高点受到重力mg和轨道对它的作用力F，根据牛顿第二定律 由得 （2）设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v2， 由牛顿第二定律得 由动能定理 由得 （3）要保证小球不脱离轨道，可分两种情况进行讨论：I轨道半径较小时，小球恰能通过第三个圆轨道，设在最高点的速度为v3，应满足 由得 II轨道半径较大

9、时，小球上升的最大高度为R3，根据动能定理 解得 为了保证圆轨道不重叠，R3最大值应满足 解得 R3=27.9m综合I、II，要使小球不脱离轨道，则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件 或 当时，小球最终停留点与起始点A的距离为L，则 当时，小球最终停留点与起始点A的距离为L，则 答案：（1）10.0N；（2）12.5m(3) 当时， ；当时， 【2008年高考试题】1. （2008山东高考）质量为1500kg 的汽车在平直的公路上运动，v-t图象如图所示。由此可求得（ ）A前25s 内汽车的平均速度B前10s 内汽车的加速度C前10s 内汽车所受的阻力D1525s内合外力对汽车所做的功【解析】

10、选ABD。通过图象的面积就是物体的位移，所以能求出面积，还知道时间，所以能求出平均速度，A对。图象的斜率就是物体的加速度，所以能得到10秒内的加速度，B对。不知道汽车的牵引力，所以得不出受到的阻力，C错。15到25s汽车的初速度和末速度都知道，由动能定理，可以得出合外力做的功，D对2. （2008广东高考）一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0ms。取g10ms2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是A合外力做功50J B阻力做功500JC重力做功500JD支持力做功50J【解析】选A。根据动能定理，合外力做功等于小孩动能的变化量，即50J，选项A

11、正确。重力做功750J，阻力做功250J，支持力不做功，选项B、C、D错误。3. （2008广东高考）某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50 Hz（1）实验的部分步骤如下：在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时器附近， ， ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点， ；改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作。（2）下图是钩码质量为0.03 kg，砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E

12、五个计数点，可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置（3）在上车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统， 做正功， 做负功（4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中v2=v2-v20）,根据图线可获得的结论是 要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力是 表1纸带的测量结果测量点 s/cmr/(ms-1)O0.000.35A1.510.40B3.200.45C D7.150.54E9.410.60【解析】在纸带上打点时应先接通电源再释放小车，打完纸带后立即断开开关。钩码带动小车运动过程中，钩码下落，其重力做正功，小车受到的摩擦

13、力做负功。根据题目所给图象可以看出v2与s成正比。本实验验证动能定理的表达式为 所以实验中除了测、m砝外，还需测量小车的质量m车。【答案】（1）接通电源、释放小车 断开开关（2）506 049 （3）钩砝的重力 小车受摩擦阻力（4）小车初末速度的平方差与位移成正比 小车的质量4. （2008上海高考）总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下，经过2s拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的vt图，试根据图象求：（g取10m/s2）（1）t1s时运动员的加速度和所受阻力的大小。（2）估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功。（3）估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。【解析

14、】（1）从图中可以看出，在t2s内运动员做匀加速运动，其加速度大小为m/s2=8m/s2设此过程中运动员受到的阻力大小为f，根据牛顿第二定律，有mgfma得fm(ga)80(108)N160N（2）从图中估算得出运动员在14s内下落了39.522m158m根据动能定理，有所以有（80101588062）J1.25105J（3）14s后运动员做匀速运动的时间为s57s运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间t总tt（1457）s71s答案：（1）160N （2）1.25105J （3）71s5.(2008山东高考)某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管

15、弯成，固定在竖直平面内(所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多)，底端与水平地面相切。弹射装置将一个小物体(可视为质点)以Va=5m/s的水平初速度由a点弹出，从b点进入轨道，依次经过“8002”后从p点水平抛出。小物体与地面ab段间的动摩擦因数=0.3，不计其它机械能损失。已知ab段长L=l.5m,数字“0”的半径R=0.2m，小物体质量m=0.0lkg，g=10ms2。求：(1)小物体从p点抛出后的水平射程。(2)小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向。【解析】(1)设小物体运动到p点时的速度大小为v，对小物体由a运动到p过程应用动能定理得 小物体自P点做

16、平抛运动，设运动时间为t水平射程为s，则 s=vt 联立式，代入数据解得s=0.8m (2)设在数字“0”的最高点时管道对小物体的作用力大小为F取竖直向下为正方向 联立式，代入数据解得 F=0.3N 方向竖直向下答案 （1）0.8m （2）0.3N 竖直向下 【2007年高考试题】1.（2007全国卷）假定地球、月球都静止不动，用火箭从地球沿地月连线向月球发射一探测器。假定探测器在地面附近脱离火箭。用W表示探测器从脱离火箭处飞到月球的过程中克服地球引力做的功，用Ek表示探测器脱离火箭时的动能，若不计空气阻力，则 AEk必须大于或等于W，探测器才能到达月球BEk小于W，探测器也可能到达月球CEk

17、=W/2，探测器一定能到达月球DEk=W/2，探测器一定不能到达月球【解析】选B、D。在探测器由脱离火箭处飞到月球的过程中月球引力做功W月，根据动能定理,W月-W地=0-Ek，得Ek= W地，W月W月时更不能飞越地月中点到达月球，故C错误D正确。2.（2007山东高考）如图所示，一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动，圆盘边缘有一质量m=1.0kg的小滑块。当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘滑落，经光滑的过渡圆管进入轨道ABC。已知AB段斜面倾角为53，BC段斜面倾角为37，滑块与圆盘及斜面间的动摩擦因数均为=0.5 ，A点离B点所在水平面的高度h=1.2m。滑块在运动过程中始终未脱离轨

18、道，不计在过渡圆管处和B点的机械能损失，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取g=10m/s2,sin37=0.6; cos37=0.8（1）若圆盘半径R=0.2m，当圆盘的角速度多大时，滑块从圆盘上滑落？（2）若取圆盘所在平面为零势能面，求滑块到达B点时的机械能。（3）从滑块到达B点时起，经0.6s 正好通过C点，求BC之间的距离。【解析】(1)滑块在圆盘上做圆周运动时，静摩擦力充当向心力，根据牛顿第二定律，可得：mg=m2R 代入数据解得：= =5rad/s（2）滑块在A点时的速度：vA=R=1m/s从A到B的运动过程由动能定理：mgh-mgcos53h/sin53=1/2mvB2-1/2mvA2在B点时的机械能EB=1/2mvB2-mgh=-4J（3）滑块在B点时的速度：vB=4m/s滑块沿BC段向上运动时的加速度大小：a1=g（sin37+ cos37）=10m/s2返回时的速度大小：a2=g（sin37- cos37）=2m/s2BC间的距离：sBC=vB2/2a1- （t-vR/a1）2=0.76m答案：（1）5rad/s （2）-4J （3）0.76m