1、2011年高中物理二轮总复习三十讲与2011高考命题方向预测第十讲 动能定理与功能关系命题点1 动能、动能定理 新高考命题方向预测1 关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是 A如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零 B如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零 C物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化D.物体的动能不变，所受的合外力必定为零 * A指导：根据功的定义可知A是对的；当合外力下位移垂直时，或者说物体匀速率运动时，动能不变，合外力点做功是零但合外力不是零，故O是错的变速运动可以只是方向变而大小不变，因而动能不变，同理动能不变意味着合
2、外力的功为零而未必是合外力为零 2 人用手托着质量为m的物体，从静止开始沿水平方向运动，前进距离s后，速度为v，物体与人手掌之间的动摩擦因数为，则人对物体做的功为 Amgs B0Cmgs D * D 指导：物体水平方向运动，所以重力不做功；物体与手没有相对运动，故弘仅起干扰作用由动能定理可知：人对物体做的功是W=Mv23 一辆汽车以v1=6ms的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行s1=3.6 m，如果改以v2=8 ms的速度行驶，同样情况下急刹车后滑行的距离s2为 A6.4 m B5.6 mC7.2 m D10.8 m * A指导：同一辆车同样情况刹车，就表示所受阻力相同由动能定理可知解这两
3、个式式得：S2=64m4 一个质点放在光滑水平面上在水平恒力F作用下由静止开始运动，当速度达到v时，立即换成一个方向相反、大小为3F的恒力作用，经过一段时间后，质点回到出发点，求质点回到出发点时的速度 *2v 指导：由动能定理3v1=2v由题意知应取vt=-2v5 如图10-1-6所示，一辆汽车从A点由静止开始爬坡，在牵引力不变的条件下，行驶45 m坡路到达B点时，司机立即关闭油门，此后汽车又向前滑行15m到达C点时速度为0，设汽车的质量为5103kg，行驶中受到的摩擦力为车重的0.25倍，取g=10 ms2，求此过程中汽车牵引力所做的功和汽车经过B点时的速率* WF=22512010J vB
4、=15m/s 指导：汽车由A到C过程中由动能定理：WFWGWF=0WF=WG+Wf=mgh+025mgs=22512010J汽车由B到C过程中由动能定理：命题点2 功能关系 新高考命题方向预测 1 质量为m的木块放在光滑水平面上，用一轻弹簧连着木块，如图10-2-7所示，人用恒力F水平推弹簧使木块向前移动获得速度v，则此过程中力F所做的功W D无法判断* B 指导：在这个过程中，推力所做的功，应等于系统弹性势能的增量与动能增量之和即W=EP+Ek 2 图10-2-8中ABCD是一条长轨道，其中AB段是倾角为的斜面，CD段是水平的，BC是与AB和CD都相切的一小段圆弧，其长度可以略去不计一质量为
5、m的小滑块在 A点从静止状态释放，沿轨道滑下，最后停在D点现用一沿着轨道方向的力推滑块，使它缓慢地由D点回到A点时停下.设滑块与轨道间的动摩擦因数为，则推力对滑块做的功等于 Amgh B.2mgh C.mg() D.mgs+mghcos * B 指导：下滑过程中，小滑块d克服摩擦所做的功应等于重力所做的功Wf=mgh推上过程中，推力即要克服摩擦做功，还要克服重力做功W=Wf+WG=2mgh3 一个人用10 ms的速度踢出质量为0.20 kg的足球.(g取10ms2)球在地面上运动一段距离后，滚上斜面，在斜面上1.0 m高处速度变为零，人踢球做功_J，球运动中克服地面阻力做的功是_J. *10，
6、8 指导：人踢球过程人所做的功与球在地面上滚动过程无关W1=mv2-mgh=8J球运动过程中克服地面阻力所做的功等于它和机械能的减少量：W2=mv2-mgh=8J4 如图10-2-9所示的轨道，ab段和cd段是光滑圆弧，bc段为中间水平部分，长2m，与物体的动摩擦因数为0.2，物体m从ab段上高0.88 m处由静止下滑，则物体最后将停在轨道上的什么位置?*距b点04m 指导：全过程中，重力势能全部通过摩擦转化成热量.mgh=ngS所以物体总路程为：s= 从b到c再回到b共是4m，所以物体距b到04m考场热身探究牲命题综合测试 1 质点在恒力作用下从静止开始做直线运动，则此质点任一时刻的动能 与
7、它通过的位移s成正比 与它通过的位移的平方s2成正比 与它运动的时间t成正比 与它运动的时间的平方t2成正比 A. BC D* A指导：恒力作用下物体做匀加速运动，其位移为S由动能定理可知：EK=W=FS EK=W= 由式可知Eks；由式可知Ekt2 2 质量为m的物块在沿斜面方向的恒力F作用下，沿粗糙的斜面匀速地由A点移动至B点物块上升的高度为h(如图Z10-1所示)在运动过程中 A作用于物块的所有各个力的合力所做的功等于零 B.作用于物块的所有各个力的合力所做的功等于mgh C.恒力F与摩擦力的合力做的功为mghD.恒力F做的功等于mgh * AC 指导：由动能定理易知，A对B错；由功的定
8、义知，D错；由功能关系知，C对3 如图Z1O-2所示，汽车在拱型桥上由A处匀速率地运动到B处，以下说法中正确的是 A牵引力与摩擦力做的功相等 B.牵引和重力做的功大于摩擦力做的功 C.合外力对汽车不做功D重力做功的功率保持不变 * C 指导：由题意可知：WG+Wf-wF=0因而AB皆错，C对，重力与速度方向之间夹角不断变化，因而功率，不断变化.4 质量为m的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面内R做半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力作用，设某一时刻小球通过轨道最低点时绳子的张力为7 mg，此后小 球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为* C
9、 指导：在最低点时：7mg-mg= 恰能通过最高点：mg=m 从最低点到最高点的过程：-mg2RWf=解得W=mgR 5 北约在对南联盟进行轰炸时，大量使用厂杀伤力虽的贫铀炸弹贫铀密度为钢的2.5倍，设贫铀炸弹与常规炸弹飞行速度之比约为2:1，它们在穿甲过程中所受的阻力相同，则形状相同的贫铀炸弹l孑常规炸弹的最大穿甲的深度之比为 * C 指导：形状相同的三种炸弹质量之比为：由动能定量fs=mv2 得6 在抗洪救灾中，一架直升飞机通过绳索用恒力F竖下向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其山水面开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气浮力，则在此过程中，下列说法正确的有A力F所做的功减大克服
10、阻力所做的功等于重力势能的增量B.木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量C.力F、重力、空气阻力，三者的合力所做的功等于木箱重力势能的增量D.力F和空气阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量 * BD 指导：没有考虑到Ek的变化A错，合力做功应等于动能的变化，C错；写成表达式就是wF-WFWG=Ek，变形得WF-Wf=wG+Ek=EP+AEK，所以D对 7 如图Z1O-3所示，水平传送带保持以4ms的速度匀速运动，质量m=1 kg的物块无初速地放于A处，若物块与传送带之间的动摩擦因数=0.2,A、B之间相距6m，则物块从A运动至B过程中皮带摩擦力对物块做的功为 A12J B8 JC-8 J D
11、-12 J * B 指导：先计算物块匀加速的位移： =4m所以可判断出物块运动的是先加速(4m)后匀速(2m)皮带对物块做的功是：W=mgs1mv2=8J8 如图Z1O-4所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度vo沿水平方向射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为s，若木块对子弹的阻力F视为恒定，则下列关系式中正确的是 FL= Fs= Fs= F(L+s)= A BC D* B 指导：写动能定理关系式时，应注意物体的位移和速度都是相对地面而言的，而系统产生的热量(或说机械能的损失)与相对位移有关 9 在
12、水平地面上有一质量为m=4kg的物体，它与地面间的动摩擦因数=0.1，从静止开始受如图Z1O-5所示的水平力F作用，则在15 s内物体动能的增量为_.(g取10ms2) *指导:f=mg=0.1410N=4N在05s内，F1f，物体做匀加速运动 在 510s内，物体做减速运动，经过物体静止由于F2f经过5s，v3=a3t=m/s 物体最终动能Ek=10 如图Z1O-6所示，劲度系数为k1的轻质弹两端分别与质量为m1、m2的物块1、2拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上(不拴接)，整个系统处于平衡状态，现施力将物块1缓慢地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面，在此
13、过程中，物块2的重力势能增加了_，物块1的重力势能增加了_. * EP2E=m2(m1+m2)g2/k2,EP1=(m1+m2)g2指导：下面弹簧受的压力大小为(ml+m2)g，其压缩量为要使k2离开桌面，m2上升高度为x2,m2，增加的重力势能为EP2=m2gx2=对弹簧k1，拉起的过程中，A1是由压缩状态转为拉伸状态，压缩的长度是x1=mlg/k1，当k2离开桌面时，k1伸长了 Ax=上面物体能上升的高度为x1+x1，+x2=Ep1=m1g(x1+x1+x2)=m2(m1+m2)g211 如图Z1O-7所示，一质量为2kg的铅球从离地面2m高处自由下落，陷入沙坑2 cm深处，求沙子对铅球的
14、平均阻力 *2020N 指导：方法一：小球的运动分为自由下落和陷入沙坑减速运动两个过程，分段列式设铅球自由下落过程到沙面时的速度为v，则mgH=mv20，设铅球在沙中受到的阻力为F，则mghFh=0-mv2代 入数据解得F=2020N方法二：全程列式：全过程中重力做功mg(H+h)，进入沙中阻力做功-Fh看动能变化为零，则由W=EK2-Ek1，得mg(H+h)Fh=0解得F=12 火车头质量为M，拖一车厢m在水平铁路上匀速运动，某时刻车头和车厢脱钩，车头继续以原牵引力运动，车头前进L距离后司机发现脱钩立刻关闭发动机，求车头和车厢都停下来以后相距多远(车头和车厢所受阻力与其重力成正比)*S= 指导：若运动过程较多最好画出过程示意图，车头和车厢的运动过程如图D10-4所示，对车厢运用动能定理有：-kmgsm=0-mv2 对车厢运用动能定理有： F牵L-kMg(L+sM)=0-mv2 其中 F牵=k(M+m)g 车头和车厢停下来相距的距离 s=L+SM=Sm 将代入可得k(M+m)gLkMg (l+sM)=-kMgsm S=