专项突破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（人教版）

心专顶突破10 动能定理中的图像 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 B D 2.（2024·重庆七校联盟期中)如图甲所示， 水平地面上固定一倾角为60°的粗糙斜面， 一质量为m=2kg的小物块由静止从斜面 顶端下滑到底端的过程中，其机械能和动 能随位移的变化图像如图乙所示，图线α、b 分别表示机械能、动能随位移的变化，重力 加速度g取10m/s2,忽略空气阻力，则小物 块在下滑过程中，下列说法正确的是() ↑E/ 6 60 o x/m A.小物块减少的重力势能等于增加的动能 B.小物块滑到斜面底端的速率为6m/s C.小物块与斜面间的动摩擦因数为0.25 D.小物块的重力势能减少了2J 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h2,图像为直线， 问题 课 其余部分为曲线，h,对应图像的最高点，小 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 ( E hs ha ha h2 h 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h1下降到h,弹簧的弹力 做功mg(h,-h) 4.(2024·浙江丽水期末)如图甲为直升机抢 救伤员的情景，直升机悬停在空中，用轻质 绳索将伤员由静止向上吊起，绳索对伤员 做功功率随时间变化如图乙所示，伤员重 力为G,0~t,伤员做匀加速度直线运动，t1、 t,时刻伤员的动能分别为E1、E2,运动过程 中不计空气阻力，则 A时刻速度大小为 B.t1、t2时刻的动能E1=E2 C.时刻伤员的动能大小为P D.0-4阶段，伤员上升的高度P-2E 2G 进阶突破·专项练3 心专项突破11 功能关系与能量守 题型1连接体问题 1.（2024·吉林长春期末)如图所示，在固定 的光滑水平杆上，质量为m的物体P用细 线跨过光滑的定滑轮连接质量为2m的物 体Q,用手托住Q使整个系统静止，此时轻 绳刚好拉直，且AO=L,OB=h,AB<B0',重 力加速度为g;释放Q,让二者开始运动，不 计空气阻力，则下列说法正确的是() A.Q始终比P运动的快 B.在P物体从A滑到B的过程中，P的机 械能减小，Q的机械能增大 C.P运动的最大速度为2√g(L-h) D.开始运动后，当P速度再次为零时，Q下 降了2(L-h) 2.（2024·重庆南岸质检)（多选)如图所示， 竖直平面内固定两根足够长的细杆L1、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L1上，b球套在水平杆L2上，a、b 通过铰链用长度为l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，下列说法中 正确的是 45>6 ☑L 14黑白题物理|必修第二册·RJ 恒 等 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√g凤 D.b球的最大速度为W(2+√2)gl 3.（2024·山东日照二模)如图所示，质量均 为m的物体A、B通过轻绳连接，A穿在固 定的竖直光滑杆上，B放在固定的光滑斜面 上，斜面倾角0=30°，轻弹簧一端固定在斜 面底端的挡板上，另一端连接物体B.初始 时，A位于N点，轻弹簧处于原长状态，轻绳 绷直(ON段水平).现将A由静止释放，当A 运动到M点时的速度为u.设P为A运动的 最低点，B运动过程中不会碰到轻质滑轮， 弹簧始终在弹性限度内，ON=l,MN=√31， 重力加速度为g,不计一切摩擦。下列说法 正确的是 ) 0 M P A.A从N点运动到M点的过程中，绳的拉 力对A做的功为3mg-2mm B.A从N点运动到M点的过程中，A减少 的机械能等于B增加的机械能 C.A运动到M点时，B的速度为2 32 D.A运动到M点时，弹簧增加的弹性势能 为23-1)mgl7 2 8 m果在赤道平面内，一天内经赤道上空同一位置最多次，则 有11=(a-2解得15，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. 专项突破10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=√畅+(gt),可知速度大小与时间不是 一次函数关系，故B错误；C铅球抛出后的动能么=分m= 2m[6+(g)2],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.B解析：A.由图乙的图线α可知，机械能减小，故运动过程 中有阻力的作用，故小物块重力与摩擦力做功之和等于动能 的改变量，故A错误；B.由图乙可知在x。处滑到最低点，此 时机械能等于动能，故】m2=6J,解得小物块滑到斜面底 端的速率为v=√6m/s,故B正确；CD.由图乙可知开始时重 力势能等于mgh=E=8J,解得h=0.4m,故小物块的重力势 能减少了8J,且sin60=h ,∫=mgcos60°，根据动能定理 可得mgh-三)m2,解得u=2,故CD错误故选B 3.B 4.D解析：A.0~t1伤员做匀加速度直线运动，牵引力F1>G,则 时刻速度大小为=<，故A错误；B.0~4伤员做匀 速度直线运动，之后保持功率不变，则有P。=Fv,a= -G,功 率一定，速度增大，牵引力减小，加速度减小，即t时刻后做 加速度减小的变加速直线运动，当加速度为0时，做匀速直 线运动，可知，，时刻的速度小于2时刻的速度，则有E1< E2,故B错误；C.0~t阶段，伤员做匀加速度直线运动，根据 动能定理结合数学知识有)-W6=E4,可知，4时刻伤 的动能小于故B错误；C.0~伤员做匀加速度直线运 动，克服重力做功W=G,结合上述解得-P,2,故 2G D正确.故选D. 专项突破11功能关系与能量守恒 1.C解析：A.设A0与水平方向的夹角为0，根据速度关联可 得vo=pcos<p,故A错误；B.当物体P滑到B点时，Q下 降到最低点，速度为零，所以在该过程中，根据系统机械能守 恒定律可知，Q的机械能减小，P的机械能增大，故B错误： C.当P运动到B处时，P的速度最大，根据系统机械能守恒 参考答案与解析 定律可得2mg(L-)=分m,解得P运动的最大速度为 vp=2√g(L-h),故C正确；D.开始运动后，当P速度再次为 零时，即P的机械能不变，则Q的机械能也不变，说明此时Q 回到初始释放的位置，故D错误故选C. 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α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球到达L,所在平面时，b球到达最远 处，则b球经过先加速后减速的过程，所以轻杆不是始终对 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 gl= 2m,解得。=√2g1,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L,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 1 有mg(?+)m,解得=√2+2)g,D正确，故 选AD. 3.D解析：AA从N点运动到M点的过程中，根据动能定理 有5mg1+W=2m,解得绳的拉力对A做的功为g mm2-3mg1,A错误；BA从N点运动到M点的过程中，A 1 B和弹簧组成的系统满足机械能守恒，A减少的机械能等于 B增加的机械能和弹性势能之和，则A减少的机械能大于B 增加的机械能，故B错误：C.A运动到M点时，设MN与竖直 方向的夹角为c,则有ma后号可得a=30,此 时B的速度为p=cosa=),放C错误；D.根据系统机被 能守恒可得AE,=V3mg-mg×(21-)sin0)m2-，m 解得A运动到M点时，弹簧增加的弹性势能为△E。= (25-1)mgL7 2 8mm,故D正确故选D. 4.B解析：A.P对Q的摩擦力与Q对P的摩擦力是一对相互 作用力，即P、Q所受的摩擦力大小之比为1：1，故A错误； B.摩擦力对物体P所做的功为Wp=p=-f(x+L),摩擦力 对物体Q所做的功为W0=元。=斥，摩擦力对P与摩擦力对 Q所做的功的绝对值之比为3：1，故B正确；CD.对P由动 能定理得-cp=-△Ep,对Q由动能定理得xo=△Ek0,P、Q 组成的系统因摩擦而产生的热量为△E=几，即系统损失的 机械能为L,则△Ep:△E=3:2,△E0:△E=1:2,故 CD错误.故选B. 5.C解析：A根据题意可得M城=8J,解得木块的速度为 v,=4m/s,故A错误；B.设子弹射入木块中的深度为d,子弹 水平射入木块到子弹、木块相对静止，木块位移为x,子弹所 黑白题55