高考物理专题动能定理及其应用考点突破及真题体验

高考物理专题动能定理及其应用考点突破及真题体验

1．

动能、动能定理的理解

a．速度、合力与动能的关系

(1)(2017淮安模拟，6分)关于物体的动能，下列说法中正确的是( ) A．物体速度变化，其动能一定变化 B．物体所受的合力不为零，其动能一定变化 C．物体的动能变化，其运动状态一定发生改变 D．物体的速度变化越大，其动能一定变化也越大 答案：C

解析：若速度的方向变化而大小不变，则其动能不变化，故A项错误。物体所受合力不为零，只要速度大小不变，其动能就不变化，如匀速圆周运动中，物体所受合力不为零，但速度大小始终不变，动能不变，故B项错误。物体动能变化，其速度一定发生变化，故运动状态改变，故C项正确。例如竖直上抛运动中物体经过同一点(非最高点)时的速度变化量要大于其到达最高点的速度变化量，但在该点时的动能变化量为0，小于从该点到达最高点时的动能变化量，故D项错误。

b．合力做功对动能的影响

(2)(2018汇编，6分)下列对动能定理的理解，正确的是( ) A．物体具有动能是由于力对物体做了功

B．物体在合力作用下做匀变速直线运动，则动能在一段过程中变化量一定不为零

C．在某个过程中，外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和 D．如果物体所受的合力为零，那么物体的动能变化量为零

答案：D

解析：物体运动就会有动能，与有无外力做功没有关系，故A项错误。竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，在上升和下降阶段经过同一位置时动能相等，动能在这段过程中的变化量为零，故B项错误。外力做的总功等于各个力单独做功的代数和，故C项错误。物体所受合力为零，则合力不做功，物体动能变化量为零，故D项正确。 2．动能定理的应用

a．利用动能定理求直线运动中的各类参数

(3)(多选)(2016浙江理综，6分)如图所示为一滑草场，某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。则( )

6A．动摩擦因数μ＝7 B．载人滑草车最大速度为2gh7

C．载人滑草车克服摩擦力做功为mgh

3

D．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为5g 答案：AB

解析：作出滑道简化示意图，如图所示，从A处到C处的过程中，根据动能定hh6

理有(mgsin θ1－μmgcos θ1)sin θ＋(mgsin θ2－μmgcos θ2)sin θ＝0，解得μ＝7，12故A项正确。到B处时载人滑草车速度最大，从A处到B处的过程中，根据动h12

能定理有(mgsin θ1－μmgcos θ1)sin θ＝2mvm，解得vm＝

1

2gh7，故B项正确。

从A处到C处的过程中，克服摩擦力所做的功等于重力势能减少量2mgh，故Cμmgcos θ2－mgsin θ23

项错误。在下段滑道上的加速度大小a＝＝35g，故D项错m误。

b．动能定理在平抛、圆周运动中的应用

(4)(2015全国Ⅰ，6分)如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则( )

1

A．W＝2mgR，质点恰好可以到达Q点 1

B．W＞2mgR，质点不能到达Q点

1

C．W＝2mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离

1

D．W＜2mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离 答案：C

解析：根据动能定理得P点动能EkP＝mgR，经过N点时，根据牛顿第二定律和v23mgR

向心力公式有4mg－mg＝mR，所以N点动能为EkN＝2，从P点到N点根据动能定理有mgR－

3mgRmgR

W＝2－mgR，即克服摩擦力做功W＝2。质点运动过程，半径方向的合力v2

提供向心力即FN－mgcos θ＝ma＝mR(θ为半径与竖直方向的夹角)，根据左右对称，在同一高度处，由于摩擦力做功导致在右边圆形轨道中的速度变小，轨道弹力变小，滑动摩擦力Ff＝μFN变小，所以摩擦力做功变小，从N到Q，根据3mgRmgRmgR

动能定理，Q点动能EkQ＝2－mgR－W′＝2－W′，由于W′＜2，所以Q点速度仍然没有减小到0，会继续向上运动一段距离，故C项正确，A项、B项、D项均错误。

c．多过程中的动能定理

(5)(2016全国Ⅰ，18分)如图，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态。5

直轨道与一半径为6R的光滑圆弧轨道相切于C点，AC＝7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点(未画出)。随后P沿轨道被弹回，最高到达F点，AF＝4R。已知P与直轨道间134

的动摩擦因数μ＝4，重力加速度大小为g。(取sin 37°＝5，cos 37°＝5) ①求P第一次运动到B点时速度的大小。