预测07 动能定理综合应用-【临门一脚】2021年高考物理三轮冲刺过关(新高考专用)

2021年高考物理【临门一脚】（新高考专用） 预测07 动能定理综合应用 概率预测 ☆☆☆☆☆ 题型预测 选择题☆☆☆☆ 计算题☆ 考向预测 动能定理在多过程问题中的应用等核心知识，题型多为计算题，且有一定的综合性。 1．对动能定理的理解 （1）动能定理表达式W＝ΔEk中，W表示所有外力做功的代数和。ΔEk为所研究过程的末动能与初动能之差，且物体的速度均是相对地面的速度。 （2） 2．应用动能定理解题应注意的四点 （1）动能定理往往用于单个物体的运动过程，由于不涉及加速度及时间，比动力学研究方法要简捷。 （2）动能定理表达式是一个标量式，在某个方向上应用动能定理是没有依据的。 （3）物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的过程（如加速、减速的过程），此时可以分段考虑，也可以对全过程考虑，但如能对整个过程利用动能定理列式，则可使问题简化。 （4）根据动能定理列方程时，必须明确各力做功的正、负，确实难以判断的先假定为正功，最后根据结果加以检验。 1、公式W合＝ΔEk中“＝”体现的三个关系 2、多过程问题的分析方法 （1）将“多过程”分解为许多“子过程”，各“子过程”间由“衔接点”连接。 （2）对各“衔接点”进行受力分析和运动分析，必要时画出受力图和过程示意图。 （3）根据“子过程”和“衔接点”的模型特点选择合理的物理规律列方程。 （4）分析“衔接点”速度、加速度等的关联，确定各段间的时间关联，并列出相关的辅助方程。 （5）联立方程组，分析求解，对结果进行必要的验证或讨论。 （6）分析的思路 1．（2020·江苏高考真题）如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能 与水平位移x关系的图象是（　　） A． B． C． D． 【答案】 A 【解析】 由题意可知设斜面倾角为θ，动摩擦因数为μ，则物块在斜面上下滑距离在水平面投影距离为x，根据动能定理，有 整理可得 即在斜面上运动时动能与x成线性关系； 当小物块在水平面运动时,根据动能定理由 即 为物块刚下滑到平面上时的动能，则即在水平面运动时物块动能与x也成线性关系。 故选A。 2．（2020·浙江高考真题）小明将如图所示的装置放在水平地面上，该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道 和倾角 的斜轨道 平滑连接而成。质量 的小滑块从弧形轨道离地高 处静止释放。已知 ， ，滑块与轨道 和 间的动摩擦因数均为 ，弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力。 (1)求滑块运动到与圆心O等高的D点时对轨道的压力； (2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点； (3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A点x处的质量为 的小滑块相碰，碰后一起运动，动摩擦因数仍为0.25，求它们在轨道 上到达的高度h与x之间的关系。（碰撞时间不计， ， ） 【答案】 (1)8N，方向水平向左；(2)不会冲出；(3) （ ）； （ ） 【解析】 (1)机械能守恒定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 方向水平向左 (2)能在斜轨道上到达的最高点为 点，功能关系 得 故不会冲出 (3)滑块运动到距A点x处的速度为v，动能定理 碰撞后的速度为 ，动量守恒定律 设碰撞后滑块滑到斜轨道的高度为h，动能定理 得 一、单选题 1．（2021·湖南长沙市·长郡中学高三一模）物体在水平拉力和恒定摩擦力的作用下，在水平面上沿直线运动的v-t关系如图所示，已知第1秒内合外力对物体做功为W1，摩擦力对物体做功为W2，则（　　） A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W1，摩擦力做功为4W2 B．从第4秒末到第6秒末合外力做功为0，摩擦力做功也为0 C．从第5秒末到第7秒末合外力做功为W1，摩擦力做功为W2 D．从第3秒末到第4秒末合外力做功为0.75W1，摩擦力做功为1.5W2 【答案】 D 【解析】 A．由题第1秒内合外力对物体做功为W1，从第1秒末到第3秒末动能变化等于0，则合外力做功为0，其位移为第1秒内位移的4倍，则摩擦力做功为4W2，故A错误。 B．第1秒内，根据动能定理得： 摩擦力做功 从第4秒末到第6秒末合外力做功 路程为 摩擦力做功 Wf=-fs=-2f=W2 故B错误。 C．从第5秒末到第7秒末，合外力做功 摩擦力做功 故C错误， D．从第3秒末到第4秒末，合外力做功 摩擦力做功 Wf=-f×3=1.5W2 故D正确。 故选D。 2．（2021·浙江高三其他模拟）如图所示，在粗糙的水平面上，一根劲度系数为 的弹簧，一端固定在竖直墙上，现用水平向左的力使质量为 的物体缓慢向左移动，压缩弹簧右端，当力的大小是 时撤去。物体与地面间的动摩擦因数 ，已知力和位移的图像与坐标轴围成的面积数值上等