8.3 动能和动能定理-2022-2023学年高一物理精讲与精练高分突破考点专题系列(人教版2019必修第二册).docx
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- 8.3 动能和动能定理-2022-2023学年高一物理精讲与精练高分突破考点专题系列人教版2019必修第二册 动能 定理 2022 2023 学年 物理 精练 高分 突破 考点 专题 系列 人教版
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1、8.3 动能和动能定理一:知识精讲归纳考点一、动能的表达式1.表达式:Ekmv2.2.单位:与功的单位相同,国际单位为焦耳,符号为J.3.标矢性:动能是标量,只有大小,没有方向.技巧归纳:对动能的理解(1)动能是标量,没有负值,与物体的速度方向无关.(2)动能是状态量,具有瞬时性,与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应.(3)动能具有相对性,选取不同的参考系,物体的速度不同,动能也不同,一般以地面为参考系.2.动能变化量EkEkmv22mv12,若Ek0,则表示物体的动能增加,若Ek0,则表示物体的动能减少.考点二、动能定理1.内容:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变
2、化.2.表达式:Wmv22mv12.如果物体受到几个力的共同作用,W即为合力做的功,它等于各个力做功的代数和.3.适用范围:动能定理是物体在恒力作用下,并且做直线运动的情况下得到的,当物体受到变力作用,并且做曲线运动时,可以采用把整个过程分成许多小段,也能得到动能定理.技巧归纳:动能定理的理解1.表达式:WEk2Ek1mv22mv12(1)Ek2mv22表示这个过程的末动能;Ek1mv12表示这个过程的初动能.(2)W表示这个过程中合力做的功,它等于各力做功的代数和.2.物理意义:动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系,即若合外力做正功,物体的动能增加,若合外力做负功,物
3、体的动能减小,做了多少功,动能就变化多少.3.实质:动能定理从能量变化的角度反映了力改变运动的状态时,在空间上的累积效果.二:考点题型归纳题型一:动能概念及计算1(2022高一)关于动能,下列说法错误的是()A凡是运动的物体都具有动能B动能没有负值C质量一定的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能却不一定变化D动能不变的物体一定处于平衡状态2(2018春湖南邵阳高一统考期末)两物体质量比为14,速度比为41,则两物体的动能比是()A11B14C21D413(2022春陕西宝鸡高一期末)如图所示,小球从高处静止释放下落到竖直放置的轻弹簧上,在小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程
4、中弹簧一直保持竖直,下列叙述正确的是()A小球的动能先增大后减小B弹簧的弹性势能先增大后减小C小球的重力势能先增大后减小D小球动能和重力势能的减少量大于弹性势能的增加量题型二:动能定理的概念4(2022春江苏淮安高一期中)关于力对物体做功与物体的动能变化关系,以下说法正确的是()A某个力做正功,物体动能增加B某个力做负功,物体动能增加C合外力做正功,物体动能增加D合外力做负功,物体动能增加5(2023春江苏淮安高一校考阶段练习)下列关于动能定理的说法正确的是()A合外力对物体做多少正功,动能就增加多少B合外力对物体做多少负功,动能就增加多少C合外力对物体做正功,动能也可能保持不变D不管合外力对
5、物体做多少正功,动能均保持不变6(2023春江苏苏州高一苏州市苏州高新区第一中学校考阶段练习)如图所示,人通过滑轮将质量为m的物体,沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面,物体上升的高度为h时,速度为v。则在此过程中()A物体所受的合力做功等于B物体所受的合力做功等于C人的拉力做功等于D人的拉力做功小于题型三:动能定理求合外力做功和速度7(2023春重庆九龙坡高一重庆市育才中学校考阶段练习)水上乐园有一末端水平的滑梯,质量为的儿童从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示,滑梯顶端到末端的高度,末端到水面的高度,重力加速度g取,该儿童视为质点,不计空气阻力,儿童的落水点到滑梯末端的水平
6、距离为,则该儿童下滑过程中克服摩擦力做的功为()ABCD8(2023秋山西高一统考期末)如图,在水平跑道上滑跑试飞。当发动机提供的牵引力时,滑跑即可离地起飞。将滑跑过程视为初速度为零的匀加速直线运动,已知飞机的质量为,受到的阻力恒为其重的0.1倍,则起飞的速度约为()ABCD9(2022春高一单元测试)如图所示,电梯质量为M,在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动,当电梯的速度由v1增加到v2时,上升高度为H,重力加速度为,则在这个过程中,下列说法或表达式正确的是()A对物体,动能定理的表达式为WNm,其中WN为支持力做的功B对物体,动能定理的表达式为W合
7、0,其中W合为合力做的功C对物体,动能定理的表达式为D对电梯,其所受合力做功为题型四:动能定理求汽车制动问题10(2022秋河南郑州高一期末)一辆质量为m、速度为v的汽车关闭发动机后在水平地面上滑行,滑行时受到阻力的大小为F,则汽车滑行的最大距离为()ABCD11(2018春湖南邵阳高一期末)一辆汽车以v1=6m/s的速度沿水平路面行驶时,急刹车后能滑行,如果以v2=12m/s的速度行驶,在同样路面上急刹车后滞行的距离x2应为(不计空气阻力的影响)()A8mB12mC16mD20m12(2021春辽宁阜新高一校考期末)两个物体A、B的质量之比为mA:mB=3:1,二者初速度之比是vA:vB=3
8、:1,它们和水平桌面间的动摩擦因数之比为A:B=3:1,不计空气阻力。则二者在桌面上滑行到停止经过的距离之比为()AxA:xB=3:1BxA:xB=9:1CxA:xB=1:1DxA:xB=1:3题型五:动能定理求变力做功问题13(2023春福建泉州高一校考阶段练习)如图所示,为圆弧轨道,为水平直轨道,圆弧的半径为,的长度也是。一质量为的物体,与两个轨道间的动摩擦因数都为,当它由轨道顶端A从静止开始下落时,恰好运动到处停止,那么物体在段克服摩擦力所做的功为()ABCD14(2023春江苏盐城高一江苏省响水中学校考阶段练习)如图所示,长为L细线的一端固定于O点,另一端系一可看作质点的质量为m的小球
9、,在水平拉力F作用下小球以恒定的速率在竖直平面内由最低点A运动到B点,OB与竖直方向夹角为,在此过程中,下列说法正确的是()A拉力F做功为B拉力F做功为C克服重力做功的瞬时功率逐渐减小D克服重力做功的瞬时功率先减小后增大15(2021全国高一专题练习)如图所示,质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB的水平距离为s。下列说法正确的是()A小车重力所做的功是mghB合力对小车做的功是mv2C推力对小车做的功是FsmghD阻力对小车做的功是mghFs题型六:动能定理求多过程问题16(2023春山东济南高一山东师范大学附中校考阶段练习)2022
10、年,北京冬奥会女子滑雪U型槽项目成功举行。如图所示,U型槽可以简化成是由AB、CD两个相同的四分之一光滑圆弧与BC水平雪道组成的,与圆弧雪道相切。质量为m的运动员(可视为质点)从O点自由下落,由左侧A点进入U型槽中,从右侧D点自由飞出后上升至Q点。其中,圆弧半径。不计空气阻力,重力加速度取g,下列说法正确的是()A运动员运动到A点的速度为B运动员首次运动到B点的速度为C运动员最终可能静止在AB段D运动员第二次离开U型槽后,最高能够到达相对于A点0.8h的位置17(2023春江苏盐城高一江苏省阜宁中学校考阶段练习)如图所示,半径为R的光滑半圆轨道ABC与倾角37的粗糙斜面轨道DC相切于C,圆轨道
11、的直径AC与斜面垂直。质量为m的小球从A点左上方距A高为h的斜上方P点以某一速度水平抛出,刚好与半圆轨道的A点相切进入半圆轨道内侧,之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的D处。已知当地的重力加速度为g,取Rh,sin 370.6,cos 370.8,不计空气阻力,求:(1)小球被抛出时的速度v0;(2)小球到达半圆轨道最低点B时,对轨道的压力大小;(3)小球从C到D过程中克服摩擦力做的功W。18(2023春福建南平高一)如图所示,光滑固定斜面AB的倾角,BC为水平面,BC长度lBC=1.1m,CD为光滑的圆弧,半径R=0.6m。一个质量m=2kg的物体,从斜面上A点由静止开始下滑,物体与水
12、平面BC间的动摩擦因数,轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时,继续竖直向上运动,最高点距离D点的高度h=0.2m。不计空气阻力,sin53=0.8,cos53=0.6,g取10m/s2。求:(1)物体运动到C点时的速度大小;(2)A点距离水平面的高度H;(3)物体最终停止的位置到C点的距离s。题型七:动能定理求机车启动位移问题19(2023春江苏南通高一江苏省如皋中学校考阶段练习)小明驾驶两轮平衡车在水平路面上以恒定加速度启动,图像如图所示,已知人和平衡车的总质量为,平衡车动力系统的额定功率为,平衡车受到的阻力恒为,不计人对平衡车做功,则()A平衡车匀加速阶段的牵引力为B平衡车能达到的最
13、大行驶速度C平衡车做匀加速直线运动过程中能达到的最大速度D时间内,阻力对平衡车做的功为20(2023春江苏常州高一常州市北郊高级中学校考阶段练习)一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶,汽车所受牵引力F随时间t变化关系图线如图所示,若汽车的质量为,阻力恒定,汽车的最大功率恒定,则以下说法正确的是()A汽车的最大功率为B汽车匀加速运动阶段的加速度为4m/s2C汽车从静止开始运动26s内位移是330mD汽车先做匀加速运动,然后再做匀速直线运动题型八:动能定理求传送带运动问题21(2021春广东深圳高一校考期中)如图甲所示,在水平路段AB上有一质量为2103kg的汽车(可视为质点),正以10m/s的速度向
14、右匀速运动,汽车前方的水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的v-t图像如图乙所示(在t=15s处水平虚线与曲线相切),运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变,假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小,求:(1)汽车在AB路段上运动时所受阻力f1的大小;(2)汽车刚好开过B点时加速度a的大小;(3)BC路段的长度。22(2023春山东高一校联考)如图所示,一质量为的滑块从离传送带高为h的光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度地滑下,槽的底端B与水平传送带相接,传送带的运行速度恒为,两轮轴心间距为,滑块滑到传送带上后做匀加速运动,滑到传送带右端C时,恰好加速
15、到与传送带的速度相同,滑块与传送带间的动摩擦因数,重力加速度g取10,求:(1)滑块最初与传送带的高度差h;(2)此过程中,由于摩擦而产生的热量Q。23(2023春福建龙岩高一福建省龙岩第一中学校考阶段练习)如图所示,某一足够长的水平传送带A、B以速率沿顺时针方向匀速转动,一个质量为的煤块从光滑曲面上高为处由静止释放,煤块经过曲面和传送带连接处时无能量损失。煤块和传送带之间的动摩擦因数,g取。求:(1)煤块第一次到达曲面底端时的速度大小;(2)煤块第一次在传送带上往返运动过程中在传送带上留下的痕迹长度L。24(2023秋广东广州高一广州市增城区荔城中学统考期末)如图,两个不计摩擦的平台位于同一
16、水平面内,二者之间用传送带相接,传送带左右相距,平台右侧用一极小段平滑曲面(图中没有画出来)连接一个倾角为的粗糙斜面。传送带向右匀速运动,其速度的大小可以由驱动系统根据需要设定。质量的载物箱(视为质点),以初速度自左侧平台滑上传送带,然后沿着斜面向上运动。载物箱与传送带间的动摩擦因数,与斜面间的动摩擦因数,不计载物箱与平台的摩擦,重力加速度取,。(1)若,求载物箱通过传送带所需的时间和在斜面上运动的最大路程;(2)求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度。三:课堂过关精练一、单选题25(2023春浙江宁波高一余姚中学校)如图所示,小郑同学正在垫排球。排球离开手臂后先竖直向上运动,再落
17、回原位置,设空气阻力为f,则此过程中()A重力对排球所做总功为零B空气阻力对排球所做总功为零C各力对排球做的总功为零D排球的动能变化量为零26(2023春上海宝山高一)如图所示,在距水平地面H和4H高度处,同时将质量相同的a、b两小球以相同的初速度水平抛出,则以下判断正确的是()Aa、b两小球同时落地B两小球落地速度大小相同Ca、b两小球水平位移之比为1:2Da、b两小球水平位移之比为1:427(2023全国高一假期作业)运动员将质量为400g的足球踢出后,某人观察它在空中飞行情况,估计上升的最大高度是5.0m,在最高点的速度为20m/s。不考虑空气阻力,取。运动员踢球时对足球做的功约为()A
18、100JB80JC60JD20J28(2022春江苏南京高一校考阶段练习)静止在水平地面上的物体A、B质量相同,现用水平拉力、分别作用于A、B,一段时间后撤去拉力,各自滑行一段距离后停下。A、B运动的v-t图像如图,其中物体减速运动过程中速度图线平行。由图中信息可得()A物体A的位移大于物体B的位移BA与地面的动摩擦因数大于B与地面的动摩擦因数C对物体A做功等于对物体B做功D对物体A做功大于对物体B做功29(2023春福建南平高一)如图所示,物块在离斜面底端5m处由静止开始下滑,然后滑到与斜面连接的水平面上,若物体与斜面及水平面间的动摩擦因数均为0.5,斜面倾角为37。(已知sin37=0.6
19、,cos37=0.8,g=10m/s2)求:(1)物块滑到斜面底端时的速度;(2)物块在水平面上滑行的距离。30(2023春江苏苏州高一苏州市苏州高新区第一中学校考阶段练习)如图甲所示,在水平路段AB上有一质量为2103 kg的汽车,正以10 m/s的速度向右匀速运动,汽车前方的水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的vt图像如图乙所示(在t15 s处水平虚线与曲线相切),运动过程中汽车发动机的输出功率保持20 kW不变,假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小。求:(1)汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1;(2)汽车刚好到达B点时的加速度a;(3)5
20、秒到15秒内运动的位移。四:高分突破精练一、单选题31(2022秋重庆高一重庆巴蜀中学校考期中)如图所示,一质量为的小滑块放在固定的粗糙斜面上,物块与斜面的滑动摩擦因数为,从距离斜面底端高度为H的地方滑到斜面底端与挡板P相碰,已知滑块与挡板每次相碰都以原速率反弹。斜面倾角为37(,)则下列结论中正确的是()A滑块每次下滑与上滑的时间相等B滑块下滑加速度小于上滑加速度C滑块第一次反弹的最大高度为D滑块第3次反弹的速度与第1次反弹的速度之比为3:532(2022秋浙江杭州高一杭州高级中学期末)如图所示,一物体质量为m的物体,在竖直向上的恒力F(大小未知)的作用下由静止开始向上运动,经过一段时间上升
21、的高度为h,此时撤去F,又经过两倍的时间刚好回到出发点。不计空气阻力,则()A撤去F前后加速度之比为B从出发点开始,物体上升的最大高度为hC恒力F的大小为D回到出发点时物体的速度为33(2023全国高一假期作业)如图所示,粗糙弧形轨道高为h,将质量为m的小球从轨道顶端由静止释放,小球运动到轨道底端时的速度为v,重力加速度为g。该过程中,阻力对小球做的功为()ABCD34(2022秋浙江衢州高一校)如图所示,一质量为m的小球以大小为v0的初速度从地面竖直上抛,刚落回地面时的速度大小为,已知小球在运动过程中受空气阻力大小恒定,重力加速度为g,下列说法正确的是()A小球在运动过程中受空气阻力大小为B
22、小球能到达的最高点距地面高C小球下降过程经过时间t2与上升过程经过时间t1关系为t12t2D小球下降过程经过时间t2与上升过程经过时间t1关系为t14t235(2022春内蒙古乌兰察布高一校考期末)如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=2R,重力加速度为g,不计空气阻力,小球可视为质点,则小球从P到B的运动过程中()A重力势能减少2mgR B机械能减少mgR C合外力做功mgR D克服摩擦力做功mgR36(2022春河南郑州高一郑州外国语学校校考期中)跳伞
23、运动非常惊险,被世人誉为“勇敢者的运动”。假设质量为m的跳伞运动员由静止开始下落,在打开伞之前受恒定的阻力作用,下落的加速度为a,重力加速度为g,则在运动员竖直下落h的过程中,下列说法正确的是()A运动员的重力势能增加了mghB运动员克服阻力所做的功为mahC合力对运动员做的功为D运动员的动能增加了mah37(2021秋高一)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为3.0104 kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0105 N,弹射器有效作用长度为100 m,推力恒定,要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,
24、假设所受阻力为总推力的20%,则下列说法错误的是()A弹射器的推力大小为1.1106 NB弹射器对舰载机所做的功为1.1108 JC弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8107 WD舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2二、多选题38(2023春宁夏银川高一贺兰县第一中学校考阶段练习)汽车在平直公路上以速度匀速行驶时,发动机的功率为。司机为合理进入限速区,减小油门使汽车功率立即减小到,并保持该功率继续行驶。设汽车行驶过程中所受阻力大小不变,从司机减小油门开始,汽车运动的图像如图所示,时刻后,汽车做匀速运动。汽车因油耗而改变的质量可忽略。下列说法正确的是()A汽车所受阻力大小为B在时间内,
25、汽车的牵引力不断减小C时刻后,汽车匀速运动的速度大小为D在时间内,汽车行驶的位移大小为39(2023春福建泉州高一校考阶段练习)一人用力把质量为的物体由静止向上提高,使物体获得的速度,则下列说法中正确的是()A物体动能改变为B合外力对物体做的功为C物体重力做功为D人对物体做功为40(2023春福建南平高一统考阶段练习)通过质量为m的电动玩具小车在水平面上的运动来研究功率问题。小车刚达到额定功率开始计时,且此后小车功率不变,小车的v-t图像如图甲所示,t0时刻小车的速度达到最大速度的四分之三,小车速度由v0增加到最大值的过程中,小车的牵引力与速度的关系图像如图乙所示,且F-v图线是双曲线的一部分
26、(即反比例图像),运动过程中小车所受阻力恒定,下列说法正确的是()A小车的额定功率为F0v0B小车的最大速度为4v0Ct0时刻,小车的加速度大小为D0t0时间内,小车运动的位移大小为4v0t0 -41(2023春山东济南高一济南外国语学校校考阶段练习)一质量为M=1.0kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动,被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过(不计子弹穿过物块的时间),如图甲所示。地面观察者记录了物块被击中后的速度随时间变化的关系如图乙所示,已知传送带的速度保持不变,g取。在这一个过程中下列判断正确的是()A传送带的速度大小为2m/s,逆时针转动B物块与传送带间的动摩擦因数为0.2C传
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