第6章 专题提升练9 动能定理在多过程问题中的应用(教用Word)-【赢在微点·顶层设计】2026年高中物理高考一轮总复习

专题提升练9　动能定理在多过程问题中的应用 　 梯级Ⅰ基础练 1.如图所示，固定斜面的倾角为θ，质量为m的滑块从距挡板P的距离为s0处以初速度v0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力。若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，重力加速度为g，则滑块经过的总路程是(A) A.+s0tan θ B.+s0tan θ C.+s0tan θ D.+ 解析　滑块最终要停在斜面底部，设滑块经过的总路程为s，对滑块运动的全程应用动能定理得mgs0sin θ-μmgscos θ= 0-m，解得s=+s0tan θ，A项正确。 2.(2025·岳阳模拟)如图，光滑水平轨道AB与竖直面内的半圆形光滑轨道BCD相连，半圆形轨道的BD连线与AB垂直，半圆形的半径为R=0.90 m。质量为m=1.0 kg的小滑块在恒定外力F=20 N作用下从水平轨道上的A点由静止开始向右运动，到达水平轨道的末端B点时撤去外力F，已知AB间的距离为x=1.8 m，滑块经过D点从D点水平抛出，g取10 m/s2。求: (1)小滑块在AB段运动时外力F做功的大小； (2)小滑块在B点的速度大小； (3)小滑块在D点时对圆弧面的压力大小。 解析　(1)小滑块在AB段运动时外力F做功的大小W=Fx=36 J。 (2)由动能定理可得W=m， 解得vB=6 m/s。 (3)小滑块从A点运动到D点过程中，根据动能定理可得Fx-mg·2R=m， 由牛顿第二定律可得FN+mg=m， 联立解得FN=30 N， 根据牛顿第三定律可得FN'=FN=30 N。 答案　(1)36 J　(2)6 m/s　(3)30 N 3.(2025·咸宁模拟)如图所示，ABCD为竖直平面内固定轨道，其中AB光滑，BC为长度L=4 m的粗糙水平面，CD为光滑的四分之一圆弧，半径R=0.8 m。一个质量m=2.5 kg的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，A点距离水平面BC的高度h=1.8 m，物体与水平面BC间的动摩擦因数μ=0.2，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。不计空气阻力，g取10 m/s2。求: (1)物体运动到B点时的速度大小vB； (2)物体能到达D点上方，距离D点的最大高度差H； (3)物体最终停止的位置到B点的距离x。 解析　(1)物体由A点运动到B点，根据动能定理得mgh=m， 代入数据解得vB=6 m/s。 (2)解法一:物体由A点运动到D上方最高点，根据动能定理得mg(h-H-R)-μmgL=0， 代入数据解得H=0.2 m。 解法二:物体由B点运动到D上方最高点，根据动能定理得-mg(H+R)-μmgL=0-m， 代入数据解得H=0.2 m。 (3)从物体开始下滑到最终停止，根据动能定理得 mgh-μmgs=0， 代入数据，解得s=9 m， 由于s=2L+x (m)， 所以物体最终停止的位置到B点的距离为x=1 m。 答案　(1)6 m/s　(2)0.2 m　(3)1 m 梯级Ⅱ能力练 4.如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于B点，右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接(即物体经过C点时速度的大小不变)，斜面顶端固定一轻质弹簧，一质量为2 kg的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点，已知光滑圆轨道的半径R=0.45 m，水平轨道BC长为0.4 m，滑块与其间的动摩擦因数μ=0.2，光滑斜面轨道上CD长为0.6 m，g取10 m/s2。求: (1)整个过程中弹簧具有的最大弹性势能； (2)滑块最终停在距B点多远的位置? 解析　　(1)滑块第一次到D点具有的弹性势能最大，从A至D的过程，根据动能定理可得 mg(R-LCDsin 30°)-μmgsBC+W弹=0， 解得W弹=-1.4 J， 则Ep弹=-W弹=1.4 J。 (2)由于斜面光滑，滑块到达D点后又向下运动，经过多次在圆弧轨道与斜面之间来回运动，最终滑块停在水平轨道BC上，设整个过程滑块在BC上的路程为s，整个过程根据动能定理可得mgR-μmgs=0， 解得s=2.25 m， 由6×0.4 m-2.25 m=0.15 m，可知滑块最终停在距离B点0.15 m处。 答案　(1)1.4 J　(2)0.15 m 梯级Ⅲ创新练 5.滑板运动是一项极限运动。某滑板运动的轨道如图所示，AB和CD均是圆弧形轨道，BC是地面上一段长为L的水平轨道，AB、CD均与BC平滑连接。一运动员站在滑板(运动员和滑板视为一个整体，且视为质点)上从AB轨道上离地高度为h处以大小为v0的初速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到离地高度为2h时速度减为零。运动员(含滑板)的质量为m，在BC轨道上受到的摩擦力大小不变，重力加速度大小为g，不计圆弧轨道上的摩擦，求: (1)运动员第一次经过B点时的速度大小vB； (2)运动员在BC轨道上受到的摩擦力大小Ff； (3)运动员最后停在BC轨道中点时累计通过该点的次数n(含最后停留的次数)。 解析　(1)从A到B由动能定理 mgh=m-m， 解得vB=。 (2)从A到D由动能定理 mgh-2mgh-FfL=0-m， 解得Ff=。 (3)从A点到最后停在BC中点，则由动能定理 m+mgh=Ffs， 由运动规律得n=+， 解得n=+。 答案　(1)　 (2) (3)+ 学科网（北京）股份有限公司 $$