第8章 专题探究10 动能定理中的图像和多过程问题-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理必修第二册（人教版 江苏专用）

为了保证圆轨道不重叠，R最大值应满足 (R2+R3)2=L2+(R3-R2)2, ⑨ 解得R3≈27.9m. 0 综合I、Ⅱ，要使小球不脱离轨道，则第三个圆轨道的半径须 满足条件0<R3≤0.4m或1.0m≤R3≤27.9m 专题探究十动能定理中的图像和多过程问题 黑题专题强化 1.A 2.B解析：乒乓球最终匀速运动时，加速度最小为0，而乒乓 球刚向上抛出时，速度最大，阻力最大，加速度最大，设最大 速度为o,则mg+h=m4。,4B,=2mu6乒乓球最终匀速运 动时，速度为，则mg=k.此时的动能E=之m联立以 上各式可解得am=5g.故选B. 3.D解析：A.由牛顿第二定律有F-umg=ma,当推力最大时， 合力最大，物体的加速度最大，由图乙可知，最大推力F= 100N,代人上式解得物体加速度最大为20m/s2,故A错误； B.由题图乙可得推力F随位移x变化的关系为F=100 25x(N),物体速度最大时，合力为零，有F=umg,解得x= 3.2m,即在距出发点3.2m位置时物体的速度达到最大，故 B错误：C.由F-x图像中图线与坐标轴所围的“面积”表示 功可知，整个过程中推力对物体做功为W。=100x4.0」= 2 200J,故C错误；D.对整个过程，由动能定理有Wp-umgxm= 0,解得物体在水平面上运动的最大位移是xm=10m,故 D正确.故选D. 4.C 5.C解析：取沿斜面向上为正方向，则由匀变速直线运动的 规律，匀加速过程=a1t,减速过程，=a子联立解得，= 3a1.由牛顿第二定律有F-mgsin0=ma1,mgsin0=ma2,联立 星F(mgsin6由动能定理可知，撒去外力F前！ 对物块做的功为W=,=3mgs1si血a.合力对物块做的功为 W-mgs1sin0=E,即撤去外力F时物块的动能E,= 3mgs1sin0-mgs1sin0,解得E=100J.ABD错误，C正确。 6.(1)6m/s(2)6.5m(3)不能6m 解析：1)在B点时有a60得，=6m (2)从B点到E点有mgh-umgL-mgH=0- 2mw后，得L= 6.5m. (3)假设运动员不能回到B点，设运动员能到达左侧的最大 高度为h',从B点到第一次返回左侧最大高度有mgh mgh'ng×2L=0-2m2,得=12mh=2m,放第-次返 回时，运动员不能回到B点，从B点运动到停止，在CD段的 总路程为，由动能定理可得mh-mgs=0-2m,得s= 19m,s=2L+6m,故运动员最后停在C点右侧6m处 7.(1)2g3g(2)H(3)大于等于5品H 251 125 参考答案与解析 解析：(1)管第一次落地弹起的瞬间，小球仍然向下运动.设 此时管的加速度大小为a1,方向向下；球的加速度大小为 a2,方向向上；球与管之间的摩擦力大小为f,由牛顿第二定 律有 Ma =Mg+f, ① ma,f-mg, ③ 联立①②式并代人题给数据，得 a1=2g,a2=3g ③ (2)管第一次碰地前与球的速度大小相同.由运动学公式，碰 地前瞬间它们的速度大小均为 o=√2gd, ④ 方向均向下管弹起的瞬间，管的速度反向，球的速度方向依 然向下 设自弹起时经过时间1，管与小球的速度刚好相同.取向 为正方向，由运动学公式0-a141=-+a241, ⑤ 联立③@6武得4=号√日 22H ⑥ 设此时管下端距水平地面的高度为h,速度为u.由运动学公 式可得 h=o4201听， ⑦ v=v0-a11, ⑧ 由③④⑥⑧式可判断此时>0.此后，管与小球将以加速度g 减速上升2，到达最高点.由运动学公式有h,=2g 2 ⑨ 设管第一次落地弹起后上升的最大高度为H1, 则H1=h+h2, 0 联立8④6⑦890式可得H=25 13, ① (3)设第一次弹起过程中球相对管的位移为x1.在管开始下 落到上升H,这一过程中，由动能定理有 Mg(H-H)+mg(HH+x)-4mgx,=0, ② 联立吧式并代入感给数据得=号红， B 同理可推得，管与球从再次下落到第二次弹起至最高点的过 4 程中，球与管的相对位移x,=5H, ④ 设圆管长度为L管第二次落地弹起后的上升过程中，球不会 滑出管外的条件是x,+x2≤L, ⑤ 联立①心45式，L应满足条件为L≥152 第4节机械能守恒定律 第1课时机械能守恒定律的理解与应用 白题基础过关 1.B2.B3.B4.D5.B6.B 7.C解析：物体在最高点时具有的重力势能E。1=mgh,=1× 10×0.4J=4J,A错误；物体在上升过程中，机械能守恒，故 在最高点时具有的机械能等于刚抛出时的动能，即8J,B错 误；物体在下落过程中，机械能守恒，任意位置的机械能都等 于8J,C正确；物体落地时满足机械能守恒，E=E,+E2= E+mgh2=E,+(-10J),则E=8J-(-10J)=18J,D错误. 8.B解析：C.小球恰能通过P点，则在P点时重力提供向心 力，大小为mg,C错误；A.在最高点P,根据牛顿第二定律 黑白题31专题探究十动能定理中的图像和多过程问题 黑题 专题强化 限时：45min 题型1动能定理的图像问题 A.运动过程中物体的最大加速度为15m/s2 1.*(2025·江苏苏州期末)某同学将一篮球 B.在距出发点3.0m位置时物体的速度达到 竖直向上抛出，一段时间后又落回抛出点若空 最大 气阻力大小恒定，则篮球的动能E与时间t和 C.整个过程中推力对物体做功180J 上升高度h的关系图像，可能正确的是( D.物体在水平地面上运动的最大位移是10m E 题型2动能定理的多过程问题 4.*★(2025·河北廊坊期中)如图所示，两个斜 面体固定在水平面上并用一小段平滑的圆弧 衔接于O点现将一可视为质点的物体由P点 无初速度释放，经过一段时间，物体运动到右 侧斜面体的最高点Q,该过程中物体在两斜面 体上的位移均为L,物体与两斜面体间的动摩擦 因数均为，物体通过0点时没有动能的损失， D 重力加速度为g,已知a=53°，B=37°，sin37°= 2.*将一乒乓球竖直向上 4E E 0.6,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空 抛出，乒乓球在运动过程 气阻力.则下列说法正确的是 中，它的动能随时间变化 Eor-- 的关系的图线如图所示已 0 A.=6 知乒乓球运动过程中，受到的空气阻力与速 B.物体运动到Q点后，物体在右侧斜面体上 率平方成正比，重力加速度为g.则乒乓球在 静止 整个运动过程中加速度的最小值、最大值为 C.若将右侧斜面体水平放置，物体静止时到 ( 0点的距离为5L A.0 4g B.0 5g C.g 4g D.g 5g D.若将右侧斜面体水平放置，物体静止时到 3.*(2025·青海西宁二模)某课题小组对海 0点的距离为5.6L 啸威力进行了模拟研究，设计如图甲所示模 型，在水平地面上放置一个质量为m=4kg的 物体，让其在随位移均匀减小的水平推力（模 F 拟海啸)作用下运动，推力F随位移x变化的 0 图像如图乙所示，已知物体与地面之间的动 (第4题) (第5题) 摩擦因数为=0.5，重力加速度g取10m/s2 5.**在大型货场，常通过斜面将货物送上货 则 车，这个过程简化为如图所示模型：不计空气 tF/N 阻力，固定光滑斜面的倾角为0，质量为M的 100 物块，在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止 开 开始从斜面的底端向上做匀加速直线运动， 4.0x/m 经时间t物块运动至斜面E点（图中未标 必修第二册黑白题082 出)，然后撤去外力F,再经过时间物块速度 7.禁(2025·四川达州模拟)如图，一竖直圆 管质量为M,下端距水平地面的高度为H,顶 减为零.已知外力F做的功为400J,则撤去外 端塞有一质量为m的小球圆管由静止自由下 力F时物块的动能为 ( 落，与地面发生多次弹性碰撞（动能无损失）， A.75J B.85J 且每次碰撞时间均极短；在运动过程中，管始 C.100J D.110J 终保持竖直.已知M=4m,球和管之间的滑动 6.#如图所示是滑板运动的轨道，BC和DE 摩擦力大小为4mg,重力加速度的大小为g, 是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O 不计空气阻力， 点、圆心角0=60°，半径OC与水平轨道CD垂 (1)求管第一次与地面碰撞后的瞬间，管和球 直，滑板与水平轨道CD间的动摩擦因数u= 各自的加速度大小； 0.2(视为滑动摩擦).不计空气阻力，某运动员 (2)管第一次落地弹起后，在上升过程中球没 从轨道上的A点以。=3m/s的速度水平滑 有从管中滑出，求管上升的最大高度； 出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧 (3)管第二次落地弹起的上升过程中，球仍没 轨道BC,经CD轨道后冲上DE轨道，到达E 有从管中滑出，求圆管长度应满足的条件 点时速度减为零，然后返回.已知运动员和滑 板的总质量为m=60kg,B、E两点与水平轨道 CD的高度差分别为h=2m和H=2.5m.g取 10m/s2.求： 777777777777777777 0 (1)运动员从A点运动到B点过程中，到达B 点时的速度大小vB (2)水平轨道CD段的长度L (3)通过计算说明，第一次返回时，运动员能 否回到B点？若能，请求出回到B点时速 度的大小；若不能，请求出最后停止的位 置距C点的距离 第八章黑白题083