作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。以下是查字典物理网整理的高考物理一轮复习动能定理及其应用专题训练，请考生仔细练习。

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mgLsin

C.摩擦力对小物块做功为mgLsin

D.滑动摩擦力对小物块做功为mv2-mgLsin

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Mm,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=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=422m=8m,力F所做的功为W=Fs=88J=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mgLsin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:mgLsin+=mv2,解得=mv2-mgLsin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,二者加速度分别为aA、aB,则mg=maA,

mg=MaB,可知aAaB,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-mgsA=EkA-m,mgsB=EkB,故有EkA=m-mgsA,EkB=

mgsB,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:

-Ffs=m-m (4分)

又Ff=mg (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

高考物理一轮复习动能定理及其应用专题训练和答案的全部内容就是这些，查字典物理网预祝考生取得优异的成绩。

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