2020年高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练
专题12 动能定理的理解与应用
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目录
热点题型一 动能定理的理解 ...................................................................................................... 1 热点题型二 动能定理在直线运动中的应用 .............................................................................. 2 热点题型三 动能定理在曲线运动中的应用 ................................................................................ 3 热点题型四 动能定理与图象的结合问题 .................................................................................. 3
F?x图像 ................................................................................................................................... 4
v?t图像 ..................................................................................................................................... 4 a?t图像 ..................................................................................................................................... 5
Ek?x图像 .................................................................................................................................. 6
热点题型五 动能定理在多阶段、多过程综合问题中的应用 .................................................... 6 运用动能定理巧解往复运动问题 .............................................................................................. 7 动能定理解决平抛、圆周运动相结合的问题........................................................................... 7 【题型演练】 .................................................................................................................................. 8
【题型归纳】
热点题型一 动能定理的理解 1．定理中“外力”的两点理解
(1)重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力或其他力，它们可以同时作用，也可以不同时作用． (2)既可以是恒力，也可以是变力． 2．公式中“＝”体现的三个关系
【例1】(2019·广东六校联考)北京获得2022年冬奥会举办权，冰壶是冬奥会的比赛项目．将 一个冰壶以一定初速度推出后将运动一段距离停下来．换一个材料相同、质量更大的冰壶， 以相同的初速度推出后，冰壶运动的距离将
A．不变 B．变小 C．变大 D．无法判断
【变式1】(2018·高考全国卷Ⅱ)如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度．木箱获得的动能一定( )
( )
A．小于拉力所做的功 B．等于拉力所做的功 C．等于克服摩擦力所做的功 D．大于克服摩擦力所做的功
【变式2】关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系．下列说法正确的是( ) A．合外力为零，则合外力做功一定为零 B．合外力做功为零，则合外力一定为零 C．合外力做功越多，则动能一定越大 D．动能不变，则物体合外力一定为零 热点题型二 动能定理在直线运动中的应用
1. 若在直线运动中知道初、末状态，而不需要考虑中间过程时，一般用动能定理处理位移与速度的关系 2. 一般用分段法来处理问题，找准直线运动中转折处其动能有无损失
【例2】(2019·吉林大学附中模拟)如图所示，小物块从倾角为θ的倾斜轨道上A点由静止释放滑下，最终停在水平轨道上的B点，小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同，A、B两点的连线与水平方向的夹角为α，不计物块在轨道转折时的机械能损失，则动摩擦因数为( )
A．tan θ B．tan α C．tan(θ＋α) D．tan(θ－α)
【变式1】如图所示，质量为m的小球，从离地面H高处从静止开始释放，落到地面后继续陷入泥中h深 度而停止，设小球受到空气阻力为f，重力加速度为g，则下列说法正确( )
A．小球落地时动能等于mgH
B．小球陷入泥中的过程中克服泥的阻力所做的功小于刚落到地面时的动能
H
C．整个过程中小球克服阻力做的功等于mg(H＋h) D．小球在泥土中受到的平均阻力为mg(1＋)
h【变式2】如图为某同学建立的一个测量动摩擦因数的模型．物块自左侧斜面上A点由静止滑下，滑过下面
一段平面后，最高冲至右侧斜面上的B点．实验中测量出了三个角度，左、右斜面的倾角α和β及AB连线与水平面的夹角为θ.物块与各接触面间动摩擦因数相同且为μ，忽略物块在拐角处的能量损失，以下结论正确的是 ( )
A．μ＝tan α B．μ＝tan β C．μ＝tan θ D．μ＝tan
热点题型三 动能定理在曲线运动中的应用
【例3】.如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平．一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道．质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小．用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功．则( )
α－β
2
11
A．W＝mgR，质点恰好可以到达Q点 B．W>mgR，质点不能到达Q点
22
11
C．W＝mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离 D．W 22【变式】如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P. 它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低 点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为( ) 2（mgR－W）2mgR－W3mgR－2W2（mgR－W） A．a＝ B．a＝ C．N＝ D．N＝ mRmRRR 热点题型四 动能定理与图象的结合问题 1．解决物理图象问题的基本步骤 (1)观察题目给出的图象，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义． (2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式． (3)将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点、图线下方的面积所对应的物理意义，根据对应关系列式解答问题． 2．四类图象所围“面积”的含义 F?x图像 【例4】如图甲所示，一质量为4 kg的物体静止在水平地面上，让物体在随位移均匀减小的水平推力F作 用下开始运动，推力F随位移x变化的关系图象如图乙所示，已知物体与面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10 m/s2，则下列说法正确的是 ( ) A．物体先做加速运动，推力为零时开始做减速运动 B．物体在水平地面上运动的最大位移是10 m C．物体运动的最大速度为215 m/s D．物体在运动中的加速度先变小后不变 【变式】(2019·大连五校联考)在某一粗糙的水平面上，一质量为2 kg的物体在水平恒定拉力的作用下做匀速直线运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位移变化的关系图象．已知重力加速度g＝10 m/s2.根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有( ) A．物体与水平面间的动摩擦因数 B．合外力对物体所做的功 C．物体做匀速运动时的速度 D．物体运动的时间 v?t图像 【例5】(2019·安徽合肥一模)A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，先后撤去F1、F2后，两物体最终停下，它们的v－t图象如图所示．已知两物体与水平面间的滑动摩擦力大小相等．则下列说法正确的是( ) A．F1、F2大小之比为1∶2 B．F1、F2对A、B做功之比为1∶2 C．A、B质量之比为2∶1 D．全过程中A、B克服摩擦力做功之比为2∶1 【变式】(2018·高考全国卷Ⅱ) 地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送到地面．某竖井中矿车 提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶 段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等．不考虑摩擦阻力和空气阻力．对于第① 次和第②次提升过程 ( ) A．矿车上升所用的时间之比为4∶5 B．电机的最大牵引力之比为2∶1 C．电机输出的最大功率之比为2∶1 D．电机所做的功之比为4∶5 a?t图像 【例6】(2019·山西模拟)用传感器研究质量为2 kg的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到0～6 s内物体的加速度随时间变化的关系如图所示．下列说法正确的是( ) A．0～6 s内物体先向正方向运动，后向负方向运动 B．0～6 s内物体在4 s时的速度最大
高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练-- 动能定理的理解与应用(原题版及解析版)
