廣東省2019高考物理一輪基礎復習講義 專題8 動能、動能定理及其應用（含解析）.doc

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講義8：動能、動能定理及其應用 李仕才 考綱原文 6年考題 考情分析 2012 2013 2014 2015 2016 2017 1.動能的概念(Ⅰ) T16 T10 T16(1) 本專題考點有兩個，一個是動能的概念，注意動能的定義式，而且動能是標量，能對題目數(shù)據(jù)進行計算，要求能判別出一些運動物體的動能在不同條件下的變化情況．另外一個是動能定理的應用，此考點較難，要能很好地理解動能變化量這個概念，以及能識別出初末狀態(tài)速度以及該過程中合外力做功或者各力做功代數(shù)和情況. 2.動能定理及其應用(Ⅱ) T5、T35、T36 T35(1)、T40(1) 考點1　 動能的概念(Ⅰ) 1．(2015年1月廣東學業(yè)水平考試)賽道上的賽車做加速運動，速度為v和速度為2v時賽車動能之比是(　　) A．1∶1　　　B．1∶2　　　C．1∶4　　　D．1∶3 2．(2011年6月廣東學業(yè)水平考試)某同學將質(zhì)量為3 kg的鉛球，以8 m/s的速度投出，鉛球在出手時的動能是(　　) A．12 J B．24 J C．96 J D．192 J 3．(2010年6月廣東學業(yè)水平考試)某同學投擲鉛球．每次出手時，鉛球速度的大小相等，但方向與水平面的夾角不同．關于出手時鉛球的動能，下列判斷正確的是(　　) A．夾角越大，動能越大 B．夾角越大，動能越小 C．夾角為45 時，動能最大 D．動能的大小與夾角無關 4．(2013年6月廣東學業(yè)水平考試)質(zhì)量不同的兩個物體從同一高度靜止釋放后落到地面，不計空氣阻力，下列說法中正確的是(　　) A．落地的時間不同 B．落地時的速度不同 C．落地時的動能相同 D．下落過程中物體的加速度相同 1．動能定義：物體由于運動而具有的能量叫做動能． 2．動能計算公式：Ek＝mv2.國際單位：焦(J)． (1)動能只有大小，沒有方向，是個標量．計算公式中v是物體運動速度的大小．動能恒為正值． (2)動能具有相對性，計算公式中v一般取地面為參考系． 考點2　動能定理及其應用(Ⅱ) 1．(2015年1月廣東學業(yè)水平考試)一質(zhì)量為2 kg的物體在外力作用下，由靜止開始做直線運動，到達某點時速度為2 m/s，在此過程中外力對物體做的功是(　　) A．2 J B．4 J C．8 J D．16 J 2．(2012年6月廣東學業(yè)水平考試)距地面高為h處，以水平速度v0拋出一個質(zhì)量為m的小球， 若不計空氣阻力，則物體落地時的動能為(　　) A.mv＋mgh B.mv C.mv－mgh D.mgh 3．(2012年1月廣東學業(yè)水平考試)距離水平地面3 m高處以2 m/s的速度拋出一個小球．若不計空氣阻力，則小球落到水平地面時的速度大小為(g取10 m/s2)(　　) A．0 m/s B．5.6 m/s C．8 m/s D．32 m/s 4．(2010年6月廣東學業(yè)水平考試)水平地面上，一運動物體在10 N摩擦力的作用下，前進5 m后停止，在這一過程中物體的動能改變了(　　) A．10 J 　 B．25 J C．50 J 　 D．100 J 1．動能定理的內(nèi)容：合外力做的功(或者外力對物體做的總功)等于物體動能的變化． 2．動能定理的表達式：W合＝Ek2－Ek1或W合＝ΔEk. 一、單項選擇題Ⅰ：本大題共10小題，在每小題列出的四個選項中，只有一項符合題目要求． 1．改變汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動能發(fā)生變化，在下面幾種情況中，汽車的動能是原來的2倍的是(　　) A．質(zhì)量不變，速度變?yōu)樵瓉淼?倍 B．質(zhì)量和速度都變?yōu)樵瓉淼?倍 C．質(zhì)量減半，速度變?yōu)樵瓉淼?倍 D．質(zhì)量變?yōu)樵瓉?倍，速度減半 2．汽車在平直公路上行駛，當速度從0增加到v時，合外力做功為W1；速度從v增加到2v時，合外力做功為W2.W1與W2之比為(　　) A．1∶1　 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4 3．關于動能和速度，下列說法正確的是(　　) A．物體的速度發(fā)生變化，動能一定發(fā)生變化 B．物體的速度發(fā)生變化，動能可能不變 C．物體的動能不變，速度一定不變 D．物體的動能發(fā)生變化，速度可能不變 4．放在光滑水平面上的物體，僅在兩個同向水平力的共同作用下開始運動，若這兩個力分別做了6 J和8 J的功，則該物體的動能增加了(　　) A．48 J B．14 J C．10 J D．2 J 5．下列關于動能的說法中，正確的是(　　) A．動能的大小由物體的質(zhì)量和速率決定，與物體的運動方向無關 B．物體以相同的速率分別做勻速直線運動和勻速圓周運動時，其動能不同．因為它在這兩種情況下所受的合力不同、運動性質(zhì)也不同 C．物體做平拋運動時，其動能在水平方向的分量不變，在豎直方向的分量增大 D．物體所受的合外力越大，其動能就越大 6．一人用力踢質(zhì)量為0.5 kg的足球，使球由靜止到以10 m/s的水平速度飛出．設踢球的平均作用力為200 N，球在水平方向滾動了20 m，則人對球做功為(　　) A．25 J B．100 J C．4 000 J D．4 025 J 7．有兩個物體甲、乙，它們在同一直線上運動，兩物體的質(zhì)量均為m，甲速度為v，動能為Ek；乙速度為－v，動能為E′k，那么(　　) A．E′k＝－Ek B．E′k＝Ek C．E′kEk 8．在光滑的水平面上，質(zhì)量為2 kg的物體以2 m/s的速度向東運動，現(xiàn)對物體施加一個向西的力使物體停下來，則物體在此過程中克服外力做功為(　　) A．0 B．4 J C．8 J D．16 J 9．兩個質(zhì)量不同而初動能相同的物體，在水平地面上由于摩擦的作用而停止運動．它們與地面的動摩擦因數(shù)相同，比較它們的滑行距離，則(　　) A．質(zhì)量大的物體滑行距離長 B．質(zhì)量小的物體滑行距離長 C．滑行距離相同 D．條件不足，無法判斷 10．關于功和物體動能變化的關系，下列說法不正確的是(　　) A．有力對物體做功，物體動能就會變化 B．合外力不做功，物體的動能就不變化 C．合外力做正功，物體的動能就增加 D．所有外力做功的代數(shù)和為負值，物體的動能就減少 二、單項選擇題Ⅱ：本大題共10小題，在每小題列出的四個選項中，只有一項符合題目要求． 11．一個25 kg的小孩從高度為3.0 m的滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時的速度為2.0 m/s.取g＝10 m/s2，關于力對小孩做的功，以下結果正確的是(　　) A．合外力做功50 J B．阻力做功500 J C．重力做功500 J D．支持力做功50 J 12．一滑塊靜止在粗糙水平地面上，t＝0時給滑塊施加一水平方向的作用力F，力F和滑塊的速度v隨時間的變化規(guī)律分別如圖甲和乙所示．設在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)F對滑塊做的功分別為W1、W2，則W1與W2之比為(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．2∶1 13.如圖所示，兩個互相垂直的恒力F1和F2作用在同一物體上，使物體發(fā)生一段位移后，力F1對物體做功為4 J，力F2對物體做功為3 J，則力F1與F2的合力對物體做功為(　　) A．1 J B．3.5 J C．5 J D．7 J 14.物體在合外力作用下做直線運動的v－t圖象如圖所示．下列表述正確的是(　　) A．在0～1 s內(nèi)，合外力做正功 B．在0～2 s內(nèi)，合外力總是做負功 C．在1～2 s內(nèi)，合外力不做功 D．在0～3 s內(nèi)，合外力總是做正功 15．物體A、B質(zhì)量相等，A置于光滑水平面上，B置于粗糙水平面上，在相同水平拉力F作用下，由靜止開始運動了s，那么(　　) A．拉力對A做功較多，A的動能較大 B．拉力對B做功較多，但A的動能較大 C．拉力對A、B做功相同，A、B動能也相同 D．拉力對A、B做功相同，但A的動能較大 16．質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙水平面上．若物體受一水平恒力F作用通過位移s時，它的動能為E1；若該靜止物體受一水平恒力2F作用通過相同位移s時，它的動能為E2.則(　　) A．E2＝E1 B．E2＞2E1 C．E2＝2E1 D．E1＜E2＜2E1 17.運動員以一定的初速度將冰壺沿水平面推出，由于摩擦阻力的作用，其動能隨位移變化圖線如圖所示，已知冰壺質(zhì)量為19 kg，g取10 m/s2，則以下說法正確的是(　　) A．μ＝0.05 B．μ＝0.03 C．滑行時間t＝5 s D．滑行時間t＝10 s 18．下列關于運動物體所受的合外力，合外力做功和動能變化的關系正確的是(　　) A．物體的動能不變，所受的合外力必定為零 B．如果合外力對物體所做的功為零，則合外力一定為零 C．物體在合外力作用下做變速運動，動能一定變化 D．如果物體所受的合外力為零，那么合外力對物體做的功一定為零 19．兩個材料相同的物體，甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，以相同的初動能在同一水平面上滑動，最后都靜止，它們滑行的距離的大小關系是(　　) A．乙大 B．甲大 C．一樣大 D．無法比較 20．關于動能的概念，下列說法正確的是 (　　) A．速度越大的物體動能就越大 B．動能越大的物體速度就越大 C．物體受到的合外力越大，動能就越大 D．物體所受合外力做的功越多，動能改變量就越大 三、多項選擇題：本大題共5小題，在每小題列出的四個選項中，至少有2個選項是符合題目要求的． 21．在離地面一定高度處，以相同的動能，向各個方向拋出多個質(zhì)量相同的小球，這些小球到達地面時，有相同的(　　) A．動能 B．速度 C．速率 D．位移 22．改變汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動能發(fā)生變化．在下列幾種情況中，關于汽車的動能的說法正確的是(　　) A．質(zhì)量不變，速度增大到原來的2倍，汽車的動能變?yōu)樵瓉淼?倍 B．速度不變，質(zhì)量增大到原來的2倍，汽車的動能變?yōu)樵瓉淼?倍 C．質(zhì)量減半，速度增大到原來的4倍，汽車的動能不變 D．速度減半，質(zhì)量增大到原來的4倍，汽車的動能不變 23．下列說法中，正確的是(　　) A．物體的動能不變，則其速度一定也不變 B．物體的速度不變，則其動能也不變 C．物體的動能不變，說明物體的運動狀態(tài)沒有改變 D．物體的動能不變，物體所受的合外力不一定為零 24．關于對動能的理解，下列說法正確的是(　　) A．動能是機械能的一種表現(xiàn)形式，凡是運動的物體都具有動能 B．動能總為正值 C．一定質(zhì)量的物體，動能變化時，速度一定變化，但速度變化時，動能不一定變化 D．動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài) 25．一質(zhì)點開始時做勻速直線運動，從某時刻起受到一恒力作用．此后該質(zhì)點的動能可能(　　) A．一直增大 B．先逐漸減小至零，再逐漸增大 C．先逐漸增大至某一最大值，再逐漸減小 D．先逐漸減小至某一非零的最小值，再逐漸增大 考題導練核心歸納 考點1 1．【解析】選C.套用公式Ek＝mv2直接得出比值為1∶4. 2．【解析】選C.根據(jù)動能公式Ek＝mv2 可以直接計算出動能為96 J. 3．【解析】選D.由于題目中表明每次出手時速度大小相等，又是同一個鉛球，由動能表達式Ek＝mv2可知，動能大小與夾角無關． 4．【解析】選D.自由落體，兩者高度一樣，由h＝gt2知，時間相同，A錯．由v＝gt得落地速度v也相同．雖然落地速度相同，但是兩者的質(zhì)量不同，根據(jù)Ek＝mv2知兩者動能不同．兩者下落都是自由落體，所以加速度都是重力加速度g. 考點2 1．【解析】選B.根據(jù)動能定理公式W合＝Ek2－Ek1，而Ek1＝0，Ek2＝mv2 ，計算可得W合＝4 J. 2．【解析】選A.由動能定理W合＝Ek2－Ek1，可以求出物體落地時的動能為mv＋mgh. 3．【解析】選C.由動能定理W合＝Ek2－Ek1，求出物體落地時的動能為Ek＝mv2＝mv＋mgh，代入數(shù)據(jù)可得v＝8 m/s. 4．【解析】選C.由動能定理W合＝ΔEk，W合＝－fs＝－105 J＝－50 J. 學業(yè)達標實戰(zhàn)演練 一、 單項選擇題Ⅰ 1．【解析】選C.由動能公式Ek＝mv2易知C正確． 2．【解析】選C.由動能定理表達式W合＝Ek2－Ek1，W1∶W2＝1∶3，選C. 3．【解析】選B.物體的速度方向變化而大小不變，則動能不變，A選項錯誤，B選項正確；物體的動能不變只能得到物體的速度大小不變，但是速度方向可能在變，如勻速圓周運動，C選項錯誤；物體動能變化則物體的速度大小一定改變，D選項錯誤. 4．【解析】選B.動能定理公式W合＝ΔEk，而W合＝W1＋W2＝(6＋8) J＝14 J. 5．【解析】選A.動能是標量，只與物體的質(zhì)量和速度的大小有關，與速度的方向沒有關系，所以A選項正確；動能是狀態(tài)量，與物體的受力情況和運動性質(zhì)無關，B、D選項錯誤；動能是標量，不能進行分解，所以C選項錯誤． 6．【解析】選A.人對球做功過程就是人與球接觸的過程，這個過程球由靜止到速度為10 m/s，由W合＝Ek2－Ek1可得人對球做功W合＝25 J. 7．【解析】選B.動能是標量，且恒為正值或者為零，因此B選項正確． 8．【解析】選B.由動能定理公式W合＝Ek2－Ek1，Ek2＝0，Ek1＝222 J＝4 J，則W合＝－4 J，外力做功為－4 J，即克服外力做功4 J. 9．【解析】選B.兩者初動能相同，末動能為零，ΔEk相同．而W合＝－fs，質(zhì)量小的，對應的滑動摩擦力f也小，由于W合＝ΔEk＝－fs，則滑行位移大． 10．【解析】選A.根據(jù)W合＝ΔEk分析，W合>0，動能增加，W合<0，動能減少，W合＝0，動能不變，W合≠0，ΔEk≠0. 二、單項選擇題Ⅱ 11．【解析】選A.由動能定理W合＝Ek2－Ek1＝50 J，A選項正確；支持力與速度方向垂直，所以支持力不做功，D選項錯誤；重力做功WG＝mgh＝750 J，C選項錯誤；由W合＝WG＋Wf可得Wf＝－700 J，B選項錯誤． 12．【解析】選A.第1秒內(nèi)，F(xiàn)1＝4 N，s1＝1 m，W1＝F1s1＝4 J. 第2秒內(nèi)，F(xiàn)2＝2 N，s2＝2 m，W2＝F2s2＝4 J，W1∶W2＝1∶1. 13．【解析】選D.由動能定理知合力所做的功等于各力做功的代數(shù)和W合＝(4＋3) J＝7 J，選D. 14．【解析】選A.從圖象中讀取各初末時刻的速度大小，根據(jù)動能定理判斷做功正負． 15．【解析】選D.兩次的拉力和位移相同，則做功都相同，由于作用于B有摩擦力做負功，由動能定理可判斷A的動能較大． 16．【解析】選B.根據(jù)動能定理，第一種情況Fs－fs＝E1－0, 第二種情況2Fs－fs＝E2－0，可得E2＞2E1. 17．【解析】選D.對冰壺由動能定理得－μmgs＝0－mv， 得μ＝＝＝0.01. 冰壺運動時：a＝μg＝0.1 m/s2 由運動學公式s＝at2得：t＝10 s. 18．【解析】選D.由勻速圓周運動可知ABC錯，由動能定理知D正確． 19．【解析】選A.兩者動能變化相等，甲質(zhì)量大，則甲的滑動摩擦力也大，根據(jù)動能定理可知，兩者做功相等，甲的滑動摩擦力大，則位移小，選A. 20．【解析】選D.由動能公式Ek＝mv2，可知AB錯，且Ek與受到的合外力大小無關，C錯．由動能定理W合＝ΔEk知D正確． 三、多項選擇題 21．【解析】選AC.由動能定理W合＝Ek2－Ek1，各球以相同的動能拋出，下落到達地面時，重力做功相同，則末動能相同，落地速率相同． 22．【解析】選BD.本題由動能的計算公式Ek＝mv2很容易得到B、D選項正確． 23．【解析】選BD.對于物體的動能，物體的速度不變，則其動能也不變，但是物體的動能不變時，其速度的大小不變方向可以變化． 24．【解析】選ABC.勻速圓周運動的物體速度大小不變，動能不變，但不處于平衡狀態(tài)，D錯． 25．【解析】選ABD.若力F的方向與初速度v0的方向一致，則質(zhì)點一直加速，動能一直增大，選項A正確．若力F的方向與v0的方向相反，則質(zhì)點先減速至速度為零后反向加速，動能先減小至零后增大，選項B正確．若力F的方向與v0的方向成一鈍角，如斜上拋運動，物體先減速，減到某一值，再加速，則其動能先減小至某一非零的最小值，再增大，選項D正確．