专题10 动能定理中的图像问题-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理必修第二册（教科版）

专题 动能定理中的图像问题 1.（2023·浙江高考)铅球被水平推出后的运 动过程中，不计空气阻力，下列关于铅球在 空中运动时的加速度大小a、速度大小v、动 能E,和机械能E随运动时间t的变化关系 中，正确的是 D 2.(2023·云南昆明期末)（多选）质量为1kg 的物体静止在水平地面上，对其施加一竖 直向上的恒力F,使之向上加速运动，运动 中某时刻撤去F.以水平地面为零势能面， 物体机械能E随高度h变化的图像如图所 示，已知物体所受阻力大小恒定，重力加速 度g取10m/s2.下列说法正确的是（) ↑EJ 00.51.01.5h/m A.物体所受阻力大小为2N B.物体上升的最大高度为2m C.F的大小为18N D.物体落地前瞬间速度大小为4 3 -m/s 3.(2023·四川宜宾开学考)如图a所示，小 物体从竖直弹簧上方离地高h处由静止释 放，其动能E与离地高度h的关系如图b 所示.其中高度从h下降到h,图像为直线， 其余部分为曲线，h,对应图像的最高点，小 限时 25分钟 物体质量为m,不计空气阻力，重力加速度 为g.以下说法正确的是 () O hs ha hs h2 hy h b A.小物体下降至高度h,时，弹簧恢复原长 B.小物体下落至高度h,时，它的加速度 最大 C.小物体处于高度h2和h4时，弹簧的弹性 势能相等 D.小物体从高度h,下降到h、,弹簧的弹力 做功mg(h1-hs) 4.(2023·浙江杭州月考)质量m约为1× 103kg的某型号汽车在平直的路面上由静 止启动进行测试，甲是汽车运动的速度与 时间的v-t图像，甲图中0~5s图像为直线. 图乙是汽车牵引力的功率与时间的P-t图 像设汽车在运动过程中阻力不变，在15s 末汽车的速度恰好达到最大则下列说法正 确的是 ) t/(m·s） ↑PkW 7.5 15i/ 15t/s A.汽车受到的阻力为3000N B.汽车的最大牵引力为2000N C.0~5s过程中汽车牵引力做的功为 75000J D.汽车在整个加速运动过程中的位移大小 约为79.7m 进阶突破·专项练3 专题 功能关系与机械能守恒 题型1连接体问题 1.(2023·河北承德开学考)（多选）如图所 示，细线一端悬挂重物B,另一端绕过轻质 定滑轮和轻质动滑轮后与天花板连接，动 滑轮下方悬挂重物A,所有悬挂滑轮和重物 的细线均足够长且始终保持竖直，重物A 和B的质量均为m,对重物A施加一个力F (图中未画出)，使整个系统静止.撤去力F, A、B开始运动，已知重力加速度为g,不计 一切阻力，下列分析正确的是 () AB A.F=mg,方向竖直向下 B.撤去F后，若重物A发生位移的大小为 h,则重物A的机械能变化了5mgh 6 C.撤去F后，重物A和重物B的速度大小 始终相等 D.若重物A的质量可以任意改变，当它通 过位移h时的最大速度为vm=√2gh 2.（2023·江西抚州开学考)（多选)如图所 示，竖直平面内固定两根足够长的细杆L、 L2,两杆不接触，但两杆间的距离忽略不计， 两个小球a、b(视为质，点)质量均为m,a球 套在竖直杆L,上，b球套在水平杆L2上，a、 b通过铰链用长度为1的刚性轻杆L连接， 将a球从图示位置（轻杆与L2杆夹角为 45°)由静止释放，不计一切摩擦，已知重力 加速度为g.在此后的运动过程中，下列说 14黑白题物理1必修第二册·JK ©限时 60分钟 法中正确的是 45b A.a球和b球所组成的系统机械能守恒 B.轻杆始终对b做正功 C.刚性轻杆L第一次水平时，a球的速度 为√gl D.b球的最大速度为√(2+√2)g 3.（2023·江西抚州开学考)（多选）如图所 示，光滑斜面固定在水平桌面上，斜面倾角 α=30°，在斜面底端固定一个与斜面垂直的 挡板，在斜面顶端安装一个定滑轮，物块A 和B用劲度系数为k的轻弹簧连接，将A放 置在挡板上，物块B在斜面上处于静止状 态现将轻绳的一端固定在B上，绕过定滑 轮后，在轻绳的另一端固定一个物块C,细 绳恰好伸直且无拉力时，由静止释放物块 C.已知物块A、B、C的质量均为m,斜面足 够长，重力加速度为g,sin30°=0.5，下列说 法正确的是 ( A.释放物块C的瞬间，物块C的加速度大 小为0.5g B.当弹簧恢复原长时，B的速度最大 C.整个运动过程中，物块B的最大速度大 小为 mg 2k回到原轨道，C错误；D.空间站轨道如果在赤道平面内，一天 内经赤道上空同一位置最多次，则有受·1a福 T同步=(n-1)·2m,解得n≈15.58，可知空间站轨道如果在赤 道平面内，一天内经赤道上空同一位置最多15次，D错误 故选A. 专题十动能定理中的图像问题 1.D解析：A.由于不计空气阻力，铅球被水平推出后只受重 力作用，加速度等于重力加速度，不随时间改变，故A错误； B.铅球被水平推出后做平抛运动，竖直方向有，=g,则抛出 后速度大小为v=√好+(g),可知速度大小与时间不是 一次函数关系，故B错误；C铅球抛出后的动能E,=弓m2= 2m[听+(g)],可知动能与时间不是一次函数关系，故 C错误；D.铅球水平抛出后由于忽略空气阻力，所以抛出后 铅球机械能守恒，故D正确故选D. 2.AD解析：AC只有重力做功时机械能守恒，根据功能关系 △E=F其他·△h,可知E-h图像的斜率表示除重力以外的合 力，在0~1m内F-f=18N,在1~1.5m内f=2N,所以 F=20N,故A正确，C错误；B.物体在上升的过程利用动能 2 定理可得Fh-(mg+h-(mg+h,=0,则h,=了m,所以 体上升的最大高度为m,故B错误；D.设物体落地 间速度为"，物体下降的过程根据动能定理得(mg-f)h,+ (mgDA,=分m,解得=4下a,故D正确故选AD 1 3.B 4.D解析：A速度达到最大时F牵=F,功率P为最大功率，根 据P=F牵U,可得F=F牵=2000N,故A错误；B.0~5s过程 中汽车做加速运动，根据△v=at,可得加速度a=1m/s2,牵 引力最大，由F牵-F,=ma,可得F牵=3000N,故B错误； C0-5:过程中汽车做加速运动，由x=,可得这一段过 程中汽车行驶了12.5m,根据W牵=F牵x,可解出牵引力做功 为37500J,故C错误：D.整个加速过程是0~15s,列出整个 加速过程的动能定理：=了一，通过图像求出本 引力做功W=187500J,从而得到这个过程的位移约是 79.7m,故D正确.故选D. 专题十一功能关系与机械能守恒 1.ABD解析：A.对A所悬挂的滑轮，由平衡条件2T=F+mg, 对B,同理有mg=T,解得F=mg,方向竖直向下，选项A正 确；BC.释放后A竖直向上移动，则通过位移h时△E。=mgh, 上移过程，对A、B构成的系统由机械能守恒定律得 2ngh-mgh=之m+m,且，=2，则有A,=A业，+ 1 2mu=5mgh,选项B正确，C错误；D.若A质量满足 ma>2m,则A向下运动，同理由机械能守恒定律得m4gh- 2msh=之m+乞m,且=2，解得1= 参考答案与解析 2gh(ma-2m) 2gh1- 6m a+4m ,显然：当m4越大时 ma+4m A越大，则有um=√2gh,若A质量m4<2m,则A向上运动， 同理由机械能守恒定律得2mgh-mh=2m听+2mwi,且 -。是 g=2,解得√m4+4m 然：当m4越小时vA越大，则有vm=√gh,综上可知，当mA趋 近于无穷大时，有vm=√2g,选项D正确故选ABD. 2.AD解析：A.a球和b球组成的系统没有外力做功，只有a 球和b球的动能和重力势能相互转换，因此a球和b球所组 成的系统机械能守恒，A正确：B.将α球由静止释放后，在此 后的运动过程中，当a球达到L,所在平面时，b球达到最远 处，则b球经过先加速后减速的过程，所以轻杆不是始终对b 做正功，B错误；C.刚性轻杆L第一次水平时，由运动的关联 可知此时6球的速度为零，由系统机械能守恒有 2 mgl= 2m,解得u,=√2g,C错误；D.当杆L和杆L,第一次平 行时，a球运动到最下方，b球运动到L,和L2交点位置，b球 的速度达到最大，此时α球的速度为0，由系统机械能守恒 有g(停1)小-号每得=V22)a,D正确放 选AD. 3.ACD解析：A.开始时弹簧被压缩，此时对B由平衡条件有 F弹1=k△x1=mgsin0,释放物块C的瞬间，对BC整体根据牛 顿第二定律有mg+F弹1-mgsin0=2ma,解得a=0.5g,故A正 确；BC.根据前面式子可知当弹簧恢复原长时，此时B的加 速度仍然沿绳子向上不等于零，B会继续加速；当B的加速 度等于零时物块速度最大，弹簧此时处于伸长状态，有 mg-mgsin0-F2=0,解得F2=F弹1=0.5mg,弹簧形变量相 等，故开始和当物块B的速度达到最大时，弹簧的弹性势能 相等，两状态下BC系统的机械能相等，有 -·2m·2t mg·2△x8n0=mg·2Ax,解得。%放B错误，C正 确；D.分析可知当B的速度达到最大时此时物块A刚好将要 离开挡板，从初始状态到该过程，弹簧先被压缩后被拉伸，形 变量先减小后增大，即弹簧的弹性势能先减小后增大，该过 程BC和弹簧组成的系统机械能不变，故B、C的机械能之和 先增大后减小，故D正确.故选ACD. 4.BC解析：A.P对Q的摩擦与Q对P的摩擦是作用力、反作 用力，即P、Q所受的摩擦力之比为1：1，故A错误；B.摩擦 力对物体P所做的功为W加=-：p=-f(x+L),摩擦力对物体 Q所做的功为W0=。=:,摩擦力对P与摩擦力对Q所做 的功的绝对值之比为11：4，故B正确；CD.对P由动能定理 得-fp=△EP,对Q由动能定理得：。=△Eko,P、Q组成的系 统因摩擦而产生的热量为△E=亿，即系统损失的机械能为 L,则△Ep:△E=11:7,△E:△E=4:7,故C正确，D错 误.故选BC. 5.BD解析：A.子弹对木块的作用力与木块对子弹的作用力 是一对作用力与反作用力，大小相等，设子弹射人木块中的 黑白题55