1、【 精品教育资源文库】23 动能定理及其应用1(2017广东六校联考)北京获得 2022 年冬奥会举办权，冰壶是冬奥会的比赛项目。将一个冰壶以一定初速度推出后将运动一段距离停下来。换一个材料相同、质量更大的冰壶，以相同的初速度推出后，冰壶运动的距离将( )A不变 B变小C变大 D无法判断答案 A解析 冰壶在冰面上以一定初速度被推出后，在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动，根据动能定理有 mgs 0 mv2，得 s ，两个冰壶的初速度相等，材料相同，故12 v22 g运动的位移大小相等，A 正确。2(多选)光滑水平面上静止的物体，受到一个水平拉力 F 作用开始运动，拉力随时间变化如图所示，用 E
2、k、 v、 x、 P 分别表示物体的动能、速度、位移和水平拉力的功率，下列四个图象中分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况，正确的是( )答案 BD解析 由动能定理， Fx F at2 Ek，图象 A 错误；在水平拉力 F 作用下，做匀加速12直线运动， v at，图象 B 正确；其位移 x at2，图象 C 错误；水平拉力的功率12P Fv Fat，图象 D 正确。3(2017青岛模拟)如图所示，上表面水平的圆盘固定在水平地面上，一小物块从圆盘边缘上的 P 点，以大小恒定的初速度 v0，在圆盘上沿与直径 PQ 成不同夹角 的方向开【 精品教育资源文库】始滑动，小物块运动到圆盘另一边缘时的
3、速度大小为 v，则 v2cos 图象应为( )答案 A解析 设圆盘半径为 r，小物块与圆盘间的动摩擦因数为 ，由动能定理可得， mg 2rcos mv2 mv ，整理得 v2 v 4 gr cos ，可知 v2与 cos 为线性关系，12 12 20 20斜率为负，故 A 正确，B、C、D 错误。4(2017江西模拟)(多选)质量为 m 的物块在水平恒力 F 的推动下，从山坡(粗糙)底部的 A 处由静止开始运动至高为 h 的坡顶 B 处。到达 B 处时物块的速度大小为 v， A、 B 之间的水平距离为 s，重力加速度为 g。不计空气阻力，则物块运动过程中( )A重力所做的功是 mghB合外力对
4、物块做的功是 mv212C推力对物块做的功是 mv2 mgh12D阻力对物块做的功是 mv2 mgh Fs12答案 BD解析 重力所做的功是 WG mgh，A 错误；根据动能定理，合外力对物块做的功是 W 合【 精品教育资源文库】 WF mgh Wf mv2，B 正确； WF mgh Wf mv2，C 错误； WF Fs mgh Wf mv2，则12 12 12Wf mgh mv2 Fs，D 正确。125. (2017辽宁五校联考)(多选)在某一粗糙的水平面上，一质量为 2 kg 的物体在水平恒定拉力的作用下做匀速直线运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动
5、，图中给出了拉力随位移变化的关系图象。已知重力加速度 g10 m/s2。根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有( )A物体与水平面间的动摩擦因数B合外力对物体所做的功C物体做匀速运动时的速度D物体运动的时间答案 ABC解析 物体做匀速直线运动时，拉力 F 与滑动摩擦力 f 相等，物体与水平面间的动摩擦因数为 0.35，A 正确；减速过程由动能定理得 WF Wf0 mv2，根据 Fs 图象中Fmg 12图线与坐标轴围成的面积可以估算力 F 做的功 WF，而 Wf mgs ，由此可求得合外力对物体所做的功，及物体做匀速运动时的速度 v，B、C 正确；因为减速过程物体做变加速直线运动，所以运动时
6、间无法求出，D 错误。6(多选)质量为 1 kg 的物体静止在水平粗糙的地面上，在一水平外力 F 的作用下运动，如图甲所示，外力 F 和物体克服摩擦力 Ff做的功 W 与物体位移 x 的关系如图乙所示，重力加速度 g 取 10 m/s2。下列分析正确的是( )【 精品教育资源文库】A物体与地面之间的动摩擦因数为 0.2B物体运动的位移为 13 mC物体在前 3 m 运动过程中的加速度为 3 m/s2D x9 m 时，物体的速度为 3 m/s2答案 ACD解析 由 Wf Ffx 对应图乙可知，物体与地面之间的滑动摩擦力 Ff2 N，由 Ff mg可得 0.2，A 正确；由 WF Fx 对应图乙
7、可知，前 3 m 内，拉力 F15 N,39 m 内拉力F22 N，物体在前 3 m 内的加速度 a1 3 m/s2，C 正确；由动能定理得F1 FfmWF Ffx mv2解得：当 x9 m 时，物体的速度为 v3 m/s，D 正确；物体的最大位移12 2xm m13.5 m，B 错误。WFFf 2727(2017甘肃模拟)如图甲所示，一质量为 4 kg 的物体静止在水平地面上，让物体在随位移均匀减小的水平推力 F 作用下开始运动，推力 F 随位移 x 变化的关系如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数 0.5，取 g10 m/s 2，则下列说法正确的是( )A物体先做加速运动，推力撤去时开始
8、做减速运动B物体在水平地面上运动的最大位移是 10 mC物体运动的最大速度为 2 m/s15D物体在运动中的加速度先变小后不变答案 B解析 当推力小于摩擦力时物体就开始做减速运动，A 错误；由题图乙中图线与 x 轴所【 精品教育资源文库】围面积表示推力对物体做的功得，推力做的功 W 4100 J200 J，根据动能定理有12W mgx m0，得 xm10 m，B 正确；当推力与摩擦力平衡时，加速度为零，速度最大，由题图乙得 F10025 x(N)，当 F mg 20 N 时 x3.2 m，由动能定理得：x mgx mv ，且 N60 N，解得物体运动的最大速度 vm8 m/s，C 错误；F1
9、2 2m F 100 202物体运动中当推力由 100 N 减小到 20 N 的过程中，加速度逐渐减小，当推力由 20 N 减小到0 的过程中，加速度又反向增大，此后加速度不变，D 错误。8如图甲所示，一半径 R1 m、圆心角等于 143的竖直圆弧形光滑轨道，与斜面相切于 B 点，圆弧形轨道的最高点为 M，斜面倾角 37， t0 时刻有一物块沿斜面上滑，其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示，若物块恰能到达 M 点，取 g10 m/s2，sin370.6，cos370.8，求：(1)物块经过 M 点的速度大小；(2)物块经过 B 点的速度大小；(3)物块与斜面间的动摩擦因数。答案 (1) m/
10、s (2) m/s (3)0.510 46解析 (1)物块恰能到达 M 点，则有 mg mv2MR解得 vM m/s。gR 10(2)物块从 B 点运动到 M 点的过程中，由动能定理得 mgR(1cos37) mv mv12 2M 12 2B解得 vB m/s。46(3)由题图乙可知，物块在斜面上运动时，加速度大小为 a 10 m/s2，方向沿斜 v t面向下，由牛顿第二定律得mgsin37 mg cos37 ma解得 0.5。9(2016四川高考)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自【 精品教育资源文库】由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力
11、对他做功 1900 J，他克服阻力做功 100 J。韩晓鹏在此过程中( )A动能增加了 1900 J B动能增加了 2000 JC重力势能减小了 1900 J D重力势能减小了 2000 J答案 C解析 根据动能定理 W 合 Ek可知，韩晓鹏在此过程中动能增加了 Ek1900 J100 J1800 J，A、B 错误；重力做正功，重力势能减小了 1900 J，C 正确、D 错误。10(2016全国卷)(多选)如图所示，一固定容器的内壁是半径为 R 的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为 m 的质点 P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为 W。重力加速度大小为 g。设质
12、点 P 在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为 N，则( )A a B a2? mgR W?mR 2mgR WmRC N D N3mgR 2WR 2? mgR W?R答案 AC解析 质点 P 下滑到最低点的过程中，由动能定理得 mgR W mv2，则速度 v 12，在最低点的向心加速度 a ，A 正确、B 错误；在最低点时，2? mgR W?m v2R 2? mgR W?mR由牛顿第二定律得 N mg ma， N ，C 正确、D 错误。3mgR 2WR11(2017安徽安庆联考)(多选)如图所示，光滑水平平台上有一个质量为 m 的物块，站在地面上的人用跨过定滑轮的绳子向右拉动
13、物块，不计绳和滑轮的质量及滑轮的摩擦，且平台边缘离人手作用点的竖直高度始终为 h。当人以速度 v 从平台的边缘处向右匀速前进位移 x 时，则( )A在该过程中，物块做加速运动【 精品教育资源文库】B在该过程中，人对物块做的功为mv2x22? h2 x2?C在该过程中，人对物块做的功为 mv212D人前进 x 时，物块的运动速率为vxx2 h2答案 ABD解析 将人的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，沿绳子方向上的分速度等于物块的速度，如图所示，物块的速度等于 vcos ，故随着夹角的减小，物块的速度增大，即物块做加速运动，A 正确；当人从平台的边缘处向右匀速前进 x 时，物块的速度大小为v
14、 vcos v ，D 正确；根据动能定理得人对物块做的功为 W mv 2xh2 x2 12，B 正确、C 错误。mv2x22? h2 x2?12(2017洛阳检测)(多选)如图所示，在倾角为 的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为 M 的平板 A 连接，一个质量为 m 的物体 B 靠在平板的右侧，A、 B 与斜面的动摩擦因数均为 。开始时用手按住物体 B 使弹簧处于压缩状态，现放手，使 A 和 B 一起沿斜面向上运动距离 L 时， A 和 B 达到最大速度 v。则以下说法正确的是( )A A 和 B 达到最大速度 v 时，弹簧是自然长度B若运动过程中 A 和 B 能够分离，则 A 和 B 恰好分离时，二者加速度大小均为g(sin cos )C从释放到 A 和 B 达到最大速度 v 的过程中，弹簧对 A 所做的功等于Mv2 MgLsin MgL cos12D从释放到 A 和 B 达到最大速度 v 的过程中， B 受到的合力对它做的功等于 mv212答案 BD解析 A 和 B 达到最大速度 v 时， A 和 B 的加速度为零。对 A、 B 整体：由平衡条件知kx( m M)gsin (m M)gcos ，所以此时弹簧处于压缩状态，A 错误； A 和 B 恰好分【 精品教育资源文库】离时
