专题09 动能定理的综合应用——历年高考物理真题精选之黄金30题

历年高考物理真题精选之黄金30题 专题09 动能定理的综合应用 一、单选题 1．（2016·全国·高考真题）一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍.该质点的加速度为 A． B． C． D． 【答案】 A 【解析】 设初速度为v0，末速度为vt，加速度为a，则位移为：，初动能为，末动能为，因为动能变为原来的9倍，所以有 联立解得：；． 由加速度定义可得：，故A正确，BCD错误． 2．（2014·全国·高考真题）一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动，当物块初速度为v时，上升的最大高度为H，如图所示；当物块初速度为时，上升的最大高度记为h，重力加速度大小为g，则物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为（　 ） A．tanθ和 B．和 C．tan θ和 D．和 【答案】 D 【解析】 根据动能定理有 解得 μ＝（－1）tanθ 当物块的初速度为时，有 解得 h＝ 故选D。 3．（2014·全国·高考真题）一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v，若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v，对于上述两个过程，用、分别表示拉力F1、F2所做的功，、分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则（ ） A．， B．， C．， D．， 【答案】 C 【解析】 由题意可知，两次物体均做匀加速运动，则在同样的时间内，它们的位移之比为 S1：S2==1：2 两次物体所受的摩擦力不变，根据力做功表达式，则有滑动摩擦力做功之比 Wf1：Wf2=fS1：fS2=1：2 再由动能定理，则有： WF﹣Wf= 可知， WF1﹣Wf1= WF2﹣Wf2=4× 由上两式可解得： WF2=4WF1﹣2Wf1 故C正确，ABD错误； 故选C． 4．（2015·海南·高考真题）如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g，质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为（　　） A．mgR B．mgR C．mgR D．mgR 【答案】 C 【解析】 据题意，质点在位置P是具有的重力势能为：；当质点沿着曲面下滑到位置Q时具有的动能为：，此时质点对轨道压力为：，由能量守恒定律得到：，故选项C正确． 5．（2018·全国·高考真题）如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R，bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为（  ） A．2mgR B．4mgR C．5mgR D．6mgR 【答案】 C 【解析】 设小球运动到c点的速度大小为vc，则对小球由a到c的过程，由动能定理得 F·3R-mgR=mvc2 又 F=mg 解得 vc2=4gR 小球离开c点后，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向在重力作用下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g，则由竖直方向的运动可知，小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间为 小球在水平方向的加速度 a=g 在水平方向的位移为 x=at2=2R 由以上分析可知，小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中，水平方向的位移大小为5R，则小球机械能的增加量 △E=F·5R=5mgR 故选C。 6．（2018·天津·高考真题）滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（ ） A．合外力做功一定大于零 B．所受摩擦力大小不变 C．合外力始终与速度垂直 D．机械能始终保持不变 【答案】 C 【解析】 根据曲线运动的特点分析物体受力情况，根据牛顿第二定律求解出运动员与曲面间的正压力变化情况，从而分析运动员所受摩擦力变化；根据运动员的动能变化情况，结合动能定理分析合外力做功；根据运动过程中，是否只有重力做功来判断运动员的机械能是否守恒； 因为运动员做曲线运动，所以合力一定不为零，A错误；运动员受力如图所示，重力垂直曲面的分力与曲面对运动员的支持力的合力充当向心力，故有，运动过程中速率恒定，且在减小，所以曲面对运动员的支持力越来越大，根据速率恒定可得可知摩擦力越来越小，B错误；运动员运动过程中速率不变，质量不变，即动能不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合力做功为零，C正确；因为克服摩擦力做功，机械能不守恒，D错误； 7．（2019·浙江·高考真题）如图所示为某