高中物理高考 考点25 动能及动能定理——备战2021年高考物理考点一遍过

这是一份高中物理高考 考点25 动能及动能定理——备战2021年高考物理考点一遍过，共17页。试卷主要包含了动能定理的理解，应用动能定理的流程，应用动能定理解题的方法技巧，优先考虑应用动能定理的问题等内容，欢迎下载使用。


内容
要求
要点解读
动能和动能定理
Ⅱ
历年的高考热点、高频点，出现在不同题型、不同难度的试题中，出题形式主要以选择题和计算题为主。动能定理应用广泛，无论物体做直线运动还是曲线运动，无论是恒力做功还是变力做功，均可考虑动能定理，特别在处理不含时间的动力学问题时，以及求变力做功时，应优先考虑动能定理。


一、动能定理的理解
内容
合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化。
表达式
W=Ek2－Ek1或者
物理意义
合外力做的功是物体动能变化的量度
公式中“=”体现的三个关系
（1）因果关系：合力做功是引起动能变化的原因。
（2）数量关系：合外力做的功与物体动能变化等量代换
（3）单位关系：在国际单位制中，功和能的单位均为焦耳，简称焦，符号J。
二、应用动能定理的流程

三、应用动能定理解题的方法技巧
1．对物体进行正确的受力分析，要考虑物体所受的所有外力，包括重力。
2．有些力在物体运动的全过程中不是始终存在的，若物体运动的全过程包含几个不同的物理过程，物体的运动状态、受力等情况均可能发生变化，则在考虑外力做功时，必须根据不同情况分别对待。
3．若物体运动的全过程包含几个不同的物理过程，解题时可以分段考虑，也可以全过程为一整体，利用动能定理解题，用后者往往更为简捷。
四、优先考虑应用动能定理的问题
1．不涉及加速度、时间的问题；
2．有多个物理过程且不需要研究整个过程中的中间状态的问题；
3．变力做功的问题。



（2020·天津一中高一期末）将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿斜面下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数μ均相同。在这三个过程中，下列说法不正确的是（ ）

A．沿着1和2下滑到底端时，物块的速率不同，沿着2和3下滑到底端时，物块的速率相同
B．沿着1下滑到底端时，物块的速度最大
C．物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的
D．物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的
【参考答案】A
【详细解析】AB.设1、2、3木板与地面的夹角分别为θ1、θ2、θ3，木板长分别为l1、l2、l3，当物块沿木板1下滑时，由动能定理有
mgh1-μmgl1cosθ1=12mv12-0
当物块沿木板2下滑时，由动能定理有
mgh2-μmgl2cosθ2=12mv22-0，
又h1>h2，l1cosθ1=l2cosθ2，可得v1>v2；当物块沿木板3下滑时，由动能定理有
mgh3-μmgl3cosθ3=12mv32-0
又h2=h3，l2cosθ2v3，故选项A符合题意，选项B不合题意。
CD.三个过程中产生的热量分别为
Q1=μmgl1cosθ1，
Q2=μmgl2cosθ2，
Q3=μmgl3cosθ3，
则Q1=Q2m2
C．若m1=m2，则在整个过程中，力F1对物体A所做的功大于力F2对物体B所做的功
D．若m1=m2，则在整个过程中，物体A克服摩擦力做的功等于物体B克服摩擦力做的功
9．（多选）水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件轻轻放到传送带上。它在传送带上滑动一段距离后速度达到v而与传送带保持相对静止。设工件质量为m，它与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则工件在传送带上滑动的过程中
A．工件所受摩擦力的方向与工件运动方向相反 B．工件的加速度为μg
C．摩擦力对工件做的功为mv2 D．传送带对工件做功为零
10．【2018·云南省宾川县高三四校联考】（多选）如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体在滑下传送带之前能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到与传送带相对静止这一过程，下列说法中正确的是

A．电动机多做的功为mv2 B．物体在传送带上的划痕长v2/μg
C．传送带克服摩擦力做的功为mv2 D．电动机增加的功率为μmgv

1．【2019·新课标全国Ⅲ卷】从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的质量为

A．2 kg B．1.5 kg C．1 kg D．0.5 kg
2．【2018·江苏卷】从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面。忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是
A． B．C． D．
3．【2018·新课标全国II卷】如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定

A．小于拉力所做的功 B．等于拉力所做的功
C．等于克服摩擦力所做的功 D．大于克服摩擦力所做的功
4．【2017·江苏卷】一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处。物块初动能为，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能与位移的关系图线是




A
B
C
D
5．【2017·江苏卷】如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R。C的质量为m，A、B的质量都为，与地面的动摩擦因数均为μ。现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：

（1）未拉A时，C受到B作用力的大小F；
（2）动摩擦因数的最小值μmin；
（3）A移动的整个过程中，拉力做的功W。


1．D【解析】试题分析：物体在第1秒末到第3秒末做匀速直线运动，合力为零，做功为零．故A错误．从第3秒末到第5秒末动能的变化量与第1秒内动能的变化量相反，合力的功相反，等于-W．故B错误．从第5秒末到第7秒末动能的变化量与第1秒内动能的变化量相同，合力做功相同，即为W．故C错误．从第3秒末到第4秒末动能变化量是负值，大小等于第1秒内动能的变化量的，则合力做功为-0.75W．故D正确．
故选D
2．A【解析】汽车在同样的路面上急刹车，所受的阻力大小相同，设为F，汽车的末速度都为零，根据动能定理有
-Fs1=0-mv12-Fs2=0-mv22
所以，
s2=()2×s1=()2×3.6 m=6.4 m
故选Ａ。
3．C【解析】A．此时小球的速度

动能为

选项A错误；
B．小球下落的高度

以A点为零势能面此时小球的重力势能为

选项B错误；
C．因在A点时小球的机械能为零，则此时小球的机械能为0，选项C正确；
D．此时小球重力的功率为

选项D错误。
故选C。
4．D【解析】A．AB之间有相对运动，所以滑动摩擦力恒定，由于A在B给的摩擦力作用下做加速运动，所以根据可知B对A的摩擦力的功率在增大，A错误；
B．由题滑块运动到木板左端的过程中，说明拉力足够大，A与B有相对运动，对整体分析可知，F做功转化为两个物体的动能及系统的内能，故拉力F做的功大于AB系统动能的增加量，B错误；
C．根据动能定理可得F与A给B的摩擦力做功之和等于B的动能的增加量，C错误；
D．在水平方向上A只受B给的摩擦力，根据动能定理可得B对A的摩擦力做的功等于A动能的增加量，D正确。
故选D。
5．C【解析】A．由于向心力不做功，小球运动过程中绳变短，但小球的线速度大小不变，小球的动能不变，故A错误；
B．由知，半径变小，角速度变大，故B错误；
C．绳子断裂，小球在水平方向不受外力的作用，小球沿速度方向做匀速直线运动，故C正确；
D．由于线变短，小球运动半径为原来的一半时，线速度大小不变，则由可知，线的拉力变为原来的2倍，故D错误。
故选C。
6．C【解析】AB．只要传送带逆时针转动，无论转动的速率多大，都不影响物块的加速度，所以物块仍将会到达传送带的右端，AB错误；
CD．当物块P与传送带的摩擦因数变为时，其加速度为之前的2倍，由可知，其运动路程为之前的，运动时间也为之前的，图像如图所示

结合图象可知其相对路程为，摩擦产生的热量

C正确，D错误。
故选C。
7．A 【解析】在0~2 s可读出初末速度，由动能定理可得W合=12mv22-0=4 J，故A正确，B错误。在0~6 s内由全程的动能定理：WF+Wf=0-0，其中f=ma2=2×24N=1 N；对于0~2 s牛顿第二定律F-f=ma1，得F=3 N，而WF=F⋅x1=3×2 J=6 J，联立得Wf=-6 J，故C、D错误。
【名师点睛】本题考查功的计算以及牛顿第二定律的应用、图象的应用，要注意明确物体的运动状态，再由牛顿第二定律求出拉力和摩擦力，才能准确求解。
8．AD 【解析】撤除拉力后两物体的速度图象平行，故加速度大小相等，即a1=a2=μg=1 m/s2，所以μ1=μ2=0.1，故A正确；若F1=F2，对于m1则有F1–μ1m1g=m1a1，解得m1=F1a1+μ1g；对于m2则有F2–μ2m2g=m2a2，解得m2=F2a2+μ2g；由图可知a1>a2，故m1