6.2 动能定理及其应用-【十年高考】备战2022年高考物理真题分类解析与应试策略（Word版）

第2节　动能定理及其应用 考点 动能　动能定理的理解及简单应用　 　　该考点属于热点内容,从命题频次上看,10年来,全国卷单独命题8次,地方卷单独命题13次;选择题6分,计算题12分;或与其他知识综合命题。应用动能定理解题时,首先要选好研究过程,要对研究对象受力分析并分析各力做功情况;明确对哪个过程应用动能定理。计算题列动能定理方程前,最好先将各个功的表达式写出来,注意各功的正负号问题,要规范。 1.(2021·全国甲,20,6分,难度★★★)(多选)一质量为m的物体自倾角为α的固定斜面底端沿斜面向上滑动。该物体开始滑动时的动能为Ek,向上滑动一段距离后速度减小为零,此后物体向下滑动,到达斜面底端时动能为。已知sin α=0.6,重力加速度大小为g。则 (　BC　) A.物体向上滑动的距离为 B.物体向下滑动时的加速度大小为 C.物体与斜面间的动摩擦因数等于0.5 D.物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长 解析设物体向上滑动的距离为x,斜面的动摩擦因数为μ,对物体从斜面底端滑到最高点和从最高点滑到底端的过程用动能定理有0-Ek=-mgxsin α-μmgxcos α -0=mgxsin α-μmgxcos α 联立解得x=,μ=0.5,故A错误,C正确。 物体向下滑动的加速度a2=gsin α-μgcos α=g,故B正确。 物体向上滑动和向下滑动的距离相同,而向上滑动的加速度a1=gsin α+μgcos α=g,大于向下滑动的加速度a2,故向上滑动的时间比向下滑动的时间短,故D错误。 2.(2017·海南,6,4分,难度★★)将一小球竖直向上抛出,小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略。a为小球运动轨迹上的一点,小球上升和下降经过a点时的动能分别为Ek1和Ek2.从抛出开始到小球第一次经过a点时重力所做的功为W1,从抛出开始到小球第二次经过a点时重力所做的功为W2。下列选项正确的是 (　B　) A.Ek1=Ek2,W1=W2 B.Ek1>Ek2,W1=W2 C.Ek1<Ek2,W1<W2 D.Ek1>Ek2,W1<W2 解析从抛出开始到第一次经过a点和抛出开始第二次经过a点,上升的高度相等,因重力做功只与初末位置有关,故重力做功相等,即W1=W2。对两次经过a点的过程根据动能定理得-WF=Ek2-Ek1,可知Ek1>Ek2,故B正确,ACD错误。 3.(2016·全国3,20,6分,难度★★★) (多选)如图,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FN,则 (　AC　) A.a= B.a= C.FN= D.FN= 解析质点P由静止滑到最低点过程由动能定理得 mgR-W=mv2 ① 在最低点时有a= ② 联立①②解得a=, 由牛顿第二定律得FN-mg=m ③ 联立①③解得FN=,所以选项A、C正确,B、D错误。 4.(2016·浙江,18,6分,难度★★★)(多选) 如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为h,与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成,滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑,经过上、下两段滑道后,最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。则 (　AB　) A.动摩擦因数μ= B.载人滑草车最大速度为 C.载人滑草车克服摩擦力做功为mgh D.载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为g 解析滑草车运动过程简图如图所示。A→C过程,根据动能定理,2mg·h-μmgcos 45°·-μmgcos 37°·=0解得μ=,A选项正确;因tan 37°<μ<tan 45°,所以BC段减速,B点为速度最大点,对A→B过程应用动能定理,mgh-μmgcos 45°·=m-0,解得vB=,B选项正确;对A→C过程,载人滑草车克服摩擦力做的功等于重力势能的减少量,即Wf=2mgh,C选项错误;在下段滑道滑草车做减速运动,根据牛顿第二定律,μmgcos 37°-mgsin 37°=ma,加速度大小a=g,D选项错误。 5.(2015·全国1,17,6分,难度★★★) 如图,一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则 (　C　) A.W=mgR,质点恰好可以到达Q点 B.W>mgR,质点不能到达Q点 C.