8.3动能定理的应用 同步练习（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 8.3动能定理的应用 同步练习（Word版含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 143.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-11 14:46:31 | ||
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文档简介
高中物理必修二第八章第三节动能定理的应用
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
一辆汽车从拱形桥顶部开始匀速率驶下桥的过程中
A. 它所受合外力为零 B. 它的重力势能保持不变
C. 它的动能变化等于重力势能变化 D. 它所受外力做功的代数和为零
在校园足球友谊赛中，一球员将质量为的足球从踢出，足球在空中运动到距离水平地面高度为的最高点后，落到水平地面上的点，如图所示．取水平地面为零势能面，重力加速度为，则下列说法中正确的是．
A. 足球在点的重力势能为
B. 足球在点的动能为
C. 足球从点运动到点的过程中，势能增加
D. 足球从点运动到点的过程中，动能减少
在篮球比赛中，某位同学获得罚球机会，他站在罚球线处用力将篮球投出，篮球约以的速度撞击篮筐，己知篮球质量约为，篮筐离地高度约为，则该同学罚球时对篮球做的功大约为
A. B. C. D.
如图所示，固定的竖直杆上点处套有一质量为的圆环，圆环与水平放置的轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在竖直墙壁上的点，弹簧水平时恰好处于原长状态．现让圆环从图示位置距地面高度为由静止沿杆滑下，圆环经过处时的速度最大，滑到杆的底端时速度恰好为零．若圆环在处获得一竖直向上的速度，恰好能回到点．弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为下列说法中正确的是
A. 竖直杆可能光滑，且圆环下滑到时弹簧的弹性势能为
B. 下滑到处，圆环受到的重力与摩擦力大小相等
C. 圆环从下滑到的过程中克服摩擦力做的功为
D. 圆环上滑经过的速度与下滑经过的速度大小相等
将一小球竖直向上抛出，小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略。为小球运动轨迹上的一点，小球上升和下降经过点时的动能分别为和从抛出开始到小球第一次经过点时重力所做的功为，从抛出开始到小球第二次经过点时重力所做的功为下列选项正确的是
A. ， B. ，
C. ， D. ，
如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，为近日点，为远日点，、为轨道短轴的两个端点。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星
A. 从到所用的时间等于运动周期的一半
B. 从到阶段，动能逐渐变小
C. 从到阶段，机械能逐渐变小
D. 从到阶段，万有引力对它不做功
质量为的物体，在距地面为的高处，以的恒定加速度由静止竖直下落到地面，对于这一下落过程中，下列说法中正确的是
A. 物体的重力势能减少 B. 物体的机械能减少
C. 物体的动能增加 D. 重力做功
如图所示，某人把一个质量的小球从高处以角斜向上抛出，初速度，不计空气阻力，重力加速度。则下列说法正确的是
A. 抛出过程中，人对球做的功是
B. 物体被抛出后会继续上升，故从抛出到落地过程中重力对小球所做的功大于
C. 小球落地时速度大小为
D. 小球到达最高点的速度为
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
将一个小球以一定的初速度水平抛出，在小球做平抛运动的过程中，与小球运动时间成正比的物理量有
A. 小球的重力做功
B. 小球的动能
C. 小球重力的瞬时功率
D. 小球速度与水平方向夹角的正切值
如图所示，、是水平地面上方位于同一条竖直线上的两点，从、两点分别以速度、水平抛出两个相同的小球、，它们在水平地面上方的点相遇。不计空气阻力，下列说法正确的是
A. 应先抛出球，且
B. 到达点时两球速度方向可能相同
C. 到达点时重力对球做功的功率大于对球做功的功率
D. 从抛出到相遇，两球动能的增量可能相同
汽车沿平直的公路以恒定功率从静止开始启动，如图所示为牵引力与速度的关系，加速过程在图中的点结束，所用的时间，经历的路程，后汽车做匀速运动，若汽车所受阻力始终不变，则
A. 汽车匀速运动时的牵引力大小为
B. 汽车所受阻力的大小为
C. 汽车恒定功率为
D. 汽车的质量为
滑沙是人们喜爱的游乐活动，如图是滑沙场地的一段斜面，其倾角为，设参加活动的人和滑车总质量为，人和滑车从距底端高为处的顶端沿滑道由静止开始匀加速下滑，加速度为，人和滑车可视为质点，则从顶端向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是
A. 人和滑车减少的重力势能全部转化为动能
B. 人和滑车获得的动能为
C. 整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为
D. 人和滑车克服摩擦力做功为
三、计算题（本大题共5小题，共50.0分）
小孩玩冰壶游戏，如图所示，将静止于点的冰壶视为质点沿直线用水平恒力推到点放手，此后冰壶沿直线滑行，最后停在点．已知冰面与冰壶的动摩擦因数为，冰壶质量为，，重力加速度为求：
冰壶在点的速率；
冰壶从点运动到点的过程中受到小孩施加的水平推力．
如图所示，有一个竖直放置的固定圆形轨道，半径为，由左右两部分组成，右半部分是光滑的，左半部分是粗糙的．现在最低点给一质量为的小球一个水平向右的初速度，使小球沿轨道恰好能过最高点，且又能沿回到点，回到点时对轨道的压力为不计空气阻力，重力加速度为求：
小球沿回到点时的速度大小；
小球沿回到点过程中摩擦力所做的功．
滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图所示是滑板运动的轨道，其中和是半径分别为和的两段竖直圆弧形轨道，是一段长的水平轨道。一运动员可视为质点从轨道上的点以的速度下滑，经轨道后冲上轨道，到点时速度减为零。已知运动员的质量，，不计空气和摩擦阻力，。求：
运动员沿弧形轨道可上升的最大高度
运动员经过位置点时的动能。
如图所示，滑轮质量不计，和是质量均为的物体，与水平桌面间的动摩擦因素，悬空，轻绳处于绷紧状态。在不计其它阻力的情况下，物体自离地高处由静止开始下落，始终在水平桌面上并不与滑轮相碰，重力加速度。求：
物体落地时的速度大小；
物体落地后，物体还能在水平桌面上滑行多远？
如图所示，粗糙的水平轨道长度可改变的右端与半径的光滑竖直圆轨道在点相切，光滑的倾斜轨道与水平方向的夹角为，质量的小球从倾斜轨道顶端点由静止滑下，小球经过轨道衔接处时没有能量损失已知倾斜轨道的长度，小球与水平轨道间的动摩擦因数，
求小球第一次到达倾斜轨道底端点时的速度大小结果可以用根号表示；
若粗糙的水平轨道的长度为，求小球第一次到达点时轨道对小球的支持力大小；
要使小球第一次在圆轨道运动时不脱离轨道，水平轨道的长度应满足什么条件
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
汽车沿拱形桥匀速率驶下时，轨迹是曲线，故所受合外力不为零，动能保持不变，势能减小，故机械能不守恒，根据动能定理知合外力做功为。
本题抓住汽车匀速率驶下，根据机械能定义判断机械能如何变化，根据合外力做功与动能变化的关系确定合外力做功情况．掌握动能定理是关键。
【解答】
A.因为是曲线运动，根据曲线运动条件，汽车所受合外力不为零，故A错误；
汽车的速率不变，所以动能不变，汽车向下运动，所以势能减小，故BC错误；
D.因为动能保持不变，根据动能定理可知，合外力对汽车做的功等于汽车动能的变化，故合外力做功为零，故D正确。
故选D
2.【答案】
【解析】
【分析】
此题考察了对重力做功的理解，从到，足球的高度上升了，此过程重力做负功，重力势能增加了，从到的过程中，重力做正功，重力势能减少了；和两位置的高度相同，所以在此两位置的重力势能是相同的，从到的过程中，重力做功为零．重力做功与路径无关，与零势能面的选取无关，只与物体的始末位置有关重力做正功，重力势能减少；重力做负功或表述为克服重力做功，重力势能增加但要注意，重力势能的大小与零势能面的选取有关．
【解答】
解：足球由运动到的过程中，高度增加，重力做负功，应用表示，足球由运动到的过程中，由于和的高度是一致的，所以此过程中重力做功为零，足球由运动到的过程中，足球的高度越来越低，重力做正功，重力势能减少，两位置的高度差是，所以重力势能减少了，从到的过程中机械能守恒，在处重力势能为，动能大于零，所以处的机械能大于，则处的机械能也大于，处的重力势能为零，所以动能大于，在处根据动能定理可知运动员对足球做的功大于故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了动能定理的基本运用，运用动能定理解题关键选择好研究的过程，分析过程中有哪些力做功，然后根据动能定理列式求解，注意代入数据时不是，应该是球出手时到篮筐的大约高度。
对篮球从手中出手到撞击篮筐的过程运用动能定理，求出罚球时对篮球做功的大小。
【解答】
对整个过程运用动能定理得：，人的身高大约，所以约为
代入数据解得：，项较接近，故B正确，ACD错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】
【分析】
圆环向下先做加速运动，后做减速运动，当圆环所受合力为零时圆环的速度最大，圆环向上运动过程先做加速运动后做减速运动，分析清楚圆环的运动过程，应用能量守恒定律分析答题。
本题考查了判断圆环所受摩擦力、摩擦力做功情况与圆环所受摩擦力情况问题，分析清楚圆环的运动过程是解题的关键，应用能量守恒定律可以解题。
【解答】
A.圆环回到点时与开始时圆环的机械能相等，圆环到达处后获得一竖直向上的速度才能回到点，说明圆环运动过程中机械能有损失，重力与弹力做功不改变圆环的机械能，因此圆环在运动过程要受到摩擦力作用，竖直杆不可能光滑，故A错误；
B.圆环下滑到处时速度最大，此时圆环所受合力为零，弹簧沿竖直方向的分力与摩擦力的合力等于圆环的重力，因此圆环受到的重力大于摩擦力，故B错误；
C.由题意可知，圆环在整个运动过程损失的机械能为：，由对称性可知，圆环向下运动过程与向上运动过程克服摩擦力做功相等，因此圆环从下滑到的过程中克服摩擦力做功为：，故C正确；
D.由于圆环运动过程要受到摩擦力作用，圆环上滑经过的速度与下滑经过的速度大小不相等，故D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】从抛出开始到第一次经过点和抛出开始第二次经过点，上升的高度相等，可知重力做功相等，即。
设小球两次经过点的过程克服阻力做功为，对两次经过点的过程运用动能定理得，，可知，故B正确，ACD错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】
【分析】
根据海王星在段和段的速率大小比较两段过程中的运动时间，从而得出到所用时间与周期的关系；根据万有引力做功确定动能的变化；抓住海王星只有万有引力做功，得出机械能守恒；根据万有引力方向与速度方向的关系可判断万有引力对它做负功还是正功．
解决本题的关键知道近日点的速度比较大，远日点的速度比较小，从到和到的运动是对称的，但是到和到不是对称的．
【解答】
D.从到阶段，万有引力与速度的夹角为钝角，故万有引力对它一直做负功，故D错误；
C.从到阶段，只受万有引力作用，故机械能守恒，故C错误；
B.从到阶段，万有引力做负功，由动能定理知，动能逐渐减小，故B正确；
A.海王星在段的速度大小大于段的速度大小，在段的速度大小大于段的速度大小，故段的时间小于段的时间，所以到到所用的时间小于，到到使用的时间大于，故A错误．
故选B。
7.【答案】
【解析】
【分析】
根据重力做功的多少，求解重力势能的变化量．根据动能定理确定出动能的变化量，由动能和重力势能的变化量，确定出机械能的变化量．
本题对几对功能关系的理解和应用能力．对于机械能的变化，也可以由牛顿第二定律求出空气阻力，求出物体克服空气阻力做功，即等于物体的机械能的减小．
【解答】
、由题得知，物体由静止竖直下落到地面，重力做正功，则物体的重力势能减少故A错误，D错误．
、根据动能定理得：，即物体的动能增加，而物体的重力势能减少，所以物体的机械能减少故B错误，C正确．
故选：．
8.【答案】
【解析】
【分析】
根据功能关系得到人对球做的功；根据得到重力对小球所做的功；根据动能定理得到小球落地时速度的大小；小球到达最高点竖直速度为零，水平速度不为零。
本题主要考查斜抛运动与动能定理的综合运用，掌握斜抛运动的分析方式是采用运动的分解，将速度分解为水平方向与竖直方向。
【解答】
A.根据功能关系得，代入数据得，故A错误；
B.重力做功只与高度差有关，所以重力对小球所做的功：，故B错误；
C.对球抛出后到落地应用动能定理：，代入数据解得，故C正确；
D.小球到达最高点的具有水平方向的速度，所以速度不为，故D错误。
9.【答案】
【解析】
【分析】
该题考查平抛运动相关知识。熟知平抛运动规律和特点是解决本题的关键。
根据平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，分别求解各选项物理量与时间之间的关系式，由此分析判断解题即可。
【解答】
A、物体下落高度，重力做功，项错误；
B、根据动能定理，得到，项错误
C、重力的瞬时功率，项正确
D、速度与水平方向夹角的正切值，项正确。
10.【答案】
【解析】解：因为两个小球在点相遇，球下降的高度大于球下降的高度，可知球的运动时间较长，所以球先抛出；因为从抛出到点的过程中，水平位移相等，球的运动时间较长，则球的初速度较小，即，故A正确；
B.相遇时，球的水平速度小于球，竖直速度大于球，则球速度方向与水平方向的夹角大于球，故B错误；
C.到达点时，球的竖直分速度较大，所以球的重力功率大于球的重力功率，故C正确；
D.，球下落的高度大于球下落的高度，故球的动能增量大于球的动能增量，故D错误。
故选AC。
11.【答案】
【解析】
【分析】
根据图像可以提取的信息由，结束时的牵引力即阻力大小，根据功率可以求出功率，根据动能定理求出汽车质量。
本题是机车启动的问题和图像问题的结合，关键是能够从图像中提取需要的物理信息。
【解答】
A.由图象可得，加速过程在点结束，汽车匀速运动时的牵引力大小为，故A正确；
B.汽车匀速运动时时，即汽车所受阻力的大小，故B错误；
C.汽车在运动过程中功率恒定，根据得：，故C错误；
D.根据动能定理得，代入数据解得汽车的质量：，故D正确。
故选AD。
12.【答案】
【解析】
【分析】
人在斜面上向下滑过程中，受重力、斜面的支持力和摩擦力的作用，根据牛顿第二定律求解加速度，确定摩擦力的大小。
人下滑到斜面底端的位移为，由求解到人到达斜面底端的速度大小，然后由求出动能，也可以有动能定理求出。
根据功的公式，求出整个下滑过程中人和滑车克服摩擦力做的功。
该题考查牛顿第二定律和功能关系，运用牛顿第二定律和运动学公式结合研究时，加速度是关键量，是必求的量。
【解答】
加速度大小为，设受到的摩擦力是，由牛顿第二定律可知，则沿斜面的方向有：
所以：
A. 由以上的分析可知，人下滑的过程中受到摩擦力的作用，所以人和滑车减少的重力势能转化为动能和内能，故A错误；
B.人和滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功，由动能定理可知：，所以，故B正确；
C. 整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为，故C正确；
D. 由功的公式可知：人和滑车克服摩擦力做功为，故D错误。
故选BC。
13.【答案】解：冰壶从到过程，由动能定理得：
，
解得：；
从到过程，由动能定理得：
解得：
【解析】冰壶从到过程做减速运动，由动能定理可以求出在点的速度。
从到过程，由动能定理可以求出推力大小。
本题考查了求速度、推力大小，分析清楚冰壶的运动过程、应用动能定理即可正确解题。
14.【答案】解：
由于小球回到点时对轨道的压力为，根据牛顿第二定律
解得
小球恰好通过点，根据牛顿第二定律
解得
对小球，由经回到的过程中，根据动能定理
解得
【解析】小球沿做圆周运动，小球恰好过最高点，在最高点处只受重力，由重力提供向心力，由牛顿第二定律求得小球在点的速度。再研究小球从运动到的过程，由动能定理或机械能守衡定律解出。
小球返回最低点时，由支持力和重力的合力充当向心力。由此可以解出小球回到点时的速度再由动能定理即可解出克服摩擦力作的功；
本题为圆周运动和动能定理的结合，关键要把握向心力的来源，明确最高点隐含的临界条件：重力等于向心力。
15.【答案】解：以水平轨道为零势能面，
根据机械能守恒定律得
解得；
由机械能守恒定律有
可得。
【解析】本题考查了机械能守恒定律的应用
根据机械能守恒定律得到运动员沿弧形轨道可上升的最大高度。
根据机械能守恒定律得到运动员经过位置点时的动能。
16.【答案】【解答】对整体，从物体由静止开始下落，到物体落地的过程，由动能定理得
解得；
对物体，从物体落地后，到物体静止的过程，设物体还能在水平桌面上滑行，
由动能定理得
解得。
【解析】【解析】
以与组成的系统，根据动能定理求解物体落地时的速度大小；
物体落地后，对物体，利用动能定理求还能在水平桌面上滑行的距离。
本题是连接体问题，运用动能定理时要确定研究的对象和研究的过程。
17.【答案】解：小球在倾斜轨道上从点运动到点，由动能定理有：
，
代入数据解得：；
设长度为，根据动能定理得
解得
由牛顿第二定律得
解得
小球恰好从点到点，由动能定理得
解得
在圆轨道运动时小球不脱离轨道，有两种情形
情形一：物体能完成圆运动，在最高点
小物块从点到圆轨道最高点利用动能定理
解得
情形二：物体运动到圆轨道圆心等高处速度为零，对小物块从点到圆轨道圆心等高处利用动能定理
解得
综合以上两种情形可得或者
【解析】本题主要考查动能定理和牛顿第二定律的应用，关键是找准三个临界状态，根据动能定理列式求解。
由动能定理可求得小球第一次到达倾斜轨道底端点时速度的大小；
小球由到过程，根据动能定理得可求得点速度，在点应用牛顿第二定律可得第一次到达点时轨道对小球的支持力大小；
找准三个临界状态，一是恰好过竖直圆轨道最高点，二是恰好到竖直圆轨道最右端，三是恰好能运动到点，分别由动能定理求得的临界值即可；
第16页，共17页
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
一辆汽车从拱形桥顶部开始匀速率驶下桥的过程中
A. 它所受合外力为零 B. 它的重力势能保持不变
C. 它的动能变化等于重力势能变化 D. 它所受外力做功的代数和为零
在校园足球友谊赛中，一球员将质量为的足球从踢出，足球在空中运动到距离水平地面高度为的最高点后，落到水平地面上的点，如图所示．取水平地面为零势能面，重力加速度为，则下列说法中正确的是．
A. 足球在点的重力势能为
B. 足球在点的动能为
C. 足球从点运动到点的过程中，势能增加
D. 足球从点运动到点的过程中，动能减少
在篮球比赛中，某位同学获得罚球机会，他站在罚球线处用力将篮球投出，篮球约以的速度撞击篮筐，己知篮球质量约为，篮筐离地高度约为，则该同学罚球时对篮球做的功大约为
A. B. C. D.
如图所示，固定的竖直杆上点处套有一质量为的圆环，圆环与水平放置的轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在竖直墙壁上的点，弹簧水平时恰好处于原长状态．现让圆环从图示位置距地面高度为由静止沿杆滑下，圆环经过处时的速度最大，滑到杆的底端时速度恰好为零．若圆环在处获得一竖直向上的速度，恰好能回到点．弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为下列说法中正确的是
A. 竖直杆可能光滑，且圆环下滑到时弹簧的弹性势能为
B. 下滑到处，圆环受到的重力与摩擦力大小相等
C. 圆环从下滑到的过程中克服摩擦力做的功为
D. 圆环上滑经过的速度与下滑经过的速度大小相等
将一小球竖直向上抛出，小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略。为小球运动轨迹上的一点，小球上升和下降经过点时的动能分别为和从抛出开始到小球第一次经过点时重力所做的功为，从抛出开始到小球第二次经过点时重力所做的功为下列选项正确的是
A. ， B. ，
C. ， D. ，
如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，为近日点，为远日点，、为轨道短轴的两个端点。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星
A. 从到所用的时间等于运动周期的一半
B. 从到阶段，动能逐渐变小
C. 从到阶段，机械能逐渐变小
D. 从到阶段，万有引力对它不做功
质量为的物体，在距地面为的高处，以的恒定加速度由静止竖直下落到地面，对于这一下落过程中，下列说法中正确的是
A. 物体的重力势能减少 B. 物体的机械能减少
C. 物体的动能增加 D. 重力做功
如图所示，某人把一个质量的小球从高处以角斜向上抛出，初速度，不计空气阻力，重力加速度。则下列说法正确的是
A. 抛出过程中，人对球做的功是
B. 物体被抛出后会继续上升，故从抛出到落地过程中重力对小球所做的功大于
C. 小球落地时速度大小为
D. 小球到达最高点的速度为
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
将一个小球以一定的初速度水平抛出，在小球做平抛运动的过程中，与小球运动时间成正比的物理量有
A. 小球的重力做功
B. 小球的动能
C. 小球重力的瞬时功率
D. 小球速度与水平方向夹角的正切值
如图所示，、是水平地面上方位于同一条竖直线上的两点，从、两点分别以速度、水平抛出两个相同的小球、，它们在水平地面上方的点相遇。不计空气阻力，下列说法正确的是
A. 应先抛出球，且
B. 到达点时两球速度方向可能相同
C. 到达点时重力对球做功的功率大于对球做功的功率
D. 从抛出到相遇，两球动能的增量可能相同
汽车沿平直的公路以恒定功率从静止开始启动，如图所示为牵引力与速度的关系，加速过程在图中的点结束，所用的时间，经历的路程，后汽车做匀速运动，若汽车所受阻力始终不变，则
A. 汽车匀速运动时的牵引力大小为
B. 汽车所受阻力的大小为
C. 汽车恒定功率为
D. 汽车的质量为
滑沙是人们喜爱的游乐活动，如图是滑沙场地的一段斜面，其倾角为，设参加活动的人和滑车总质量为，人和滑车从距底端高为处的顶端沿滑道由静止开始匀加速下滑，加速度为，人和滑车可视为质点，则从顶端向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是
A. 人和滑车减少的重力势能全部转化为动能
B. 人和滑车获得的动能为
C. 整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为
D. 人和滑车克服摩擦力做功为
三、计算题（本大题共5小题，共50.0分）
小孩玩冰壶游戏，如图所示，将静止于点的冰壶视为质点沿直线用水平恒力推到点放手，此后冰壶沿直线滑行，最后停在点．已知冰面与冰壶的动摩擦因数为，冰壶质量为，，重力加速度为求：
冰壶在点的速率；
冰壶从点运动到点的过程中受到小孩施加的水平推力．
如图所示，有一个竖直放置的固定圆形轨道，半径为，由左右两部分组成，右半部分是光滑的，左半部分是粗糙的．现在最低点给一质量为的小球一个水平向右的初速度，使小球沿轨道恰好能过最高点，且又能沿回到点，回到点时对轨道的压力为不计空气阻力，重力加速度为求：
小球沿回到点时的速度大小；
小球沿回到点过程中摩擦力所做的功．
滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图所示是滑板运动的轨道，其中和是半径分别为和的两段竖直圆弧形轨道，是一段长的水平轨道。一运动员可视为质点从轨道上的点以的速度下滑，经轨道后冲上轨道，到点时速度减为零。已知运动员的质量，，不计空气和摩擦阻力，。求：
运动员沿弧形轨道可上升的最大高度
运动员经过位置点时的动能。
如图所示，滑轮质量不计，和是质量均为的物体，与水平桌面间的动摩擦因素，悬空，轻绳处于绷紧状态。在不计其它阻力的情况下，物体自离地高处由静止开始下落，始终在水平桌面上并不与滑轮相碰，重力加速度。求：
物体落地时的速度大小；
物体落地后，物体还能在水平桌面上滑行多远？
如图所示，粗糙的水平轨道长度可改变的右端与半径的光滑竖直圆轨道在点相切，光滑的倾斜轨道与水平方向的夹角为，质量的小球从倾斜轨道顶端点由静止滑下，小球经过轨道衔接处时没有能量损失已知倾斜轨道的长度，小球与水平轨道间的动摩擦因数，
求小球第一次到达倾斜轨道底端点时的速度大小结果可以用根号表示；
若粗糙的水平轨道的长度为，求小球第一次到达点时轨道对小球的支持力大小；
要使小球第一次在圆轨道运动时不脱离轨道，水平轨道的长度应满足什么条件
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
汽车沿拱形桥匀速率驶下时，轨迹是曲线，故所受合外力不为零，动能保持不变，势能减小，故机械能不守恒，根据动能定理知合外力做功为。
本题抓住汽车匀速率驶下，根据机械能定义判断机械能如何变化，根据合外力做功与动能变化的关系确定合外力做功情况．掌握动能定理是关键。
【解答】
A.因为是曲线运动，根据曲线运动条件，汽车所受合外力不为零，故A错误；
汽车的速率不变，所以动能不变，汽车向下运动，所以势能减小，故BC错误；
D.因为动能保持不变，根据动能定理可知，合外力对汽车做的功等于汽车动能的变化，故合外力做功为零，故D正确。
故选D
2.【答案】
【解析】
【分析】
此题考察了对重力做功的理解，从到，足球的高度上升了，此过程重力做负功，重力势能增加了，从到的过程中，重力做正功，重力势能减少了；和两位置的高度相同，所以在此两位置的重力势能是相同的，从到的过程中，重力做功为零．重力做功与路径无关，与零势能面的选取无关，只与物体的始末位置有关重力做正功，重力势能减少；重力做负功或表述为克服重力做功，重力势能增加但要注意，重力势能的大小与零势能面的选取有关．
【解答】
解：足球由运动到的过程中，高度增加，重力做负功，应用表示，足球由运动到的过程中，由于和的高度是一致的，所以此过程中重力做功为零，足球由运动到的过程中，足球的高度越来越低，重力做正功，重力势能减少，两位置的高度差是，所以重力势能减少了，从到的过程中机械能守恒，在处重力势能为，动能大于零，所以处的机械能大于，则处的机械能也大于，处的重力势能为零，所以动能大于，在处根据动能定理可知运动员对足球做的功大于故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了动能定理的基本运用，运用动能定理解题关键选择好研究的过程，分析过程中有哪些力做功，然后根据动能定理列式求解，注意代入数据时不是，应该是球出手时到篮筐的大约高度。
对篮球从手中出手到撞击篮筐的过程运用动能定理，求出罚球时对篮球做功的大小。
【解答】
对整个过程运用动能定理得：，人的身高大约，所以约为
代入数据解得：，项较接近，故B正确，ACD错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】
【分析】
圆环向下先做加速运动，后做减速运动，当圆环所受合力为零时圆环的速度最大，圆环向上运动过程先做加速运动后做减速运动，分析清楚圆环的运动过程，应用能量守恒定律分析答题。
本题考查了判断圆环所受摩擦力、摩擦力做功情况与圆环所受摩擦力情况问题，分析清楚圆环的运动过程是解题的关键，应用能量守恒定律可以解题。
【解答】
A.圆环回到点时与开始时圆环的机械能相等，圆环到达处后获得一竖直向上的速度才能回到点，说明圆环运动过程中机械能有损失，重力与弹力做功不改变圆环的机械能，因此圆环在运动过程要受到摩擦力作用，竖直杆不可能光滑，故A错误；
B.圆环下滑到处时速度最大，此时圆环所受合力为零，弹簧沿竖直方向的分力与摩擦力的合力等于圆环的重力，因此圆环受到的重力大于摩擦力，故B错误；
C.由题意可知，圆环在整个运动过程损失的机械能为：，由对称性可知，圆环向下运动过程与向上运动过程克服摩擦力做功相等，因此圆环从下滑到的过程中克服摩擦力做功为：，故C正确；
D.由于圆环运动过程要受到摩擦力作用，圆环上滑经过的速度与下滑经过的速度大小不相等，故D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】从抛出开始到第一次经过点和抛出开始第二次经过点，上升的高度相等，可知重力做功相等，即。
设小球两次经过点的过程克服阻力做功为，对两次经过点的过程运用动能定理得，，可知，故B正确，ACD错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】
【分析】
根据海王星在段和段的速率大小比较两段过程中的运动时间，从而得出到所用时间与周期的关系；根据万有引力做功确定动能的变化；抓住海王星只有万有引力做功，得出机械能守恒；根据万有引力方向与速度方向的关系可判断万有引力对它做负功还是正功．
解决本题的关键知道近日点的速度比较大，远日点的速度比较小，从到和到的运动是对称的，但是到和到不是对称的．
【解答】
D.从到阶段，万有引力与速度的夹角为钝角，故万有引力对它一直做负功，故D错误；
C.从到阶段，只受万有引力作用，故机械能守恒，故C错误；
B.从到阶段，万有引力做负功，由动能定理知，动能逐渐减小，故B正确；
A.海王星在段的速度大小大于段的速度大小，在段的速度大小大于段的速度大小，故段的时间小于段的时间，所以到到所用的时间小于，到到使用的时间大于，故A错误．
故选B。
7.【答案】
【解析】
【分析】
根据重力做功的多少，求解重力势能的变化量．根据动能定理确定出动能的变化量，由动能和重力势能的变化量，确定出机械能的变化量．
本题对几对功能关系的理解和应用能力．对于机械能的变化，也可以由牛顿第二定律求出空气阻力，求出物体克服空气阻力做功，即等于物体的机械能的减小．
【解答】
、由题得知，物体由静止竖直下落到地面，重力做正功，则物体的重力势能减少故A错误，D错误．
、根据动能定理得：，即物体的动能增加，而物体的重力势能减少，所以物体的机械能减少故B错误，C正确．
故选：．
8.【答案】
【解析】
【分析】
根据功能关系得到人对球做的功；根据得到重力对小球所做的功；根据动能定理得到小球落地时速度的大小；小球到达最高点竖直速度为零，水平速度不为零。
本题主要考查斜抛运动与动能定理的综合运用，掌握斜抛运动的分析方式是采用运动的分解，将速度分解为水平方向与竖直方向。
【解答】
A.根据功能关系得，代入数据得，故A错误；
B.重力做功只与高度差有关，所以重力对小球所做的功：，故B错误；
C.对球抛出后到落地应用动能定理：，代入数据解得，故C正确；
D.小球到达最高点的具有水平方向的速度，所以速度不为，故D错误。
9.【答案】
【解析】
【分析】
该题考查平抛运动相关知识。熟知平抛运动规律和特点是解决本题的关键。
根据平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，分别求解各选项物理量与时间之间的关系式，由此分析判断解题即可。
【解答】
A、物体下落高度，重力做功，项错误；
B、根据动能定理，得到，项错误
C、重力的瞬时功率，项正确
D、速度与水平方向夹角的正切值，项正确。
10.【答案】
【解析】解：因为两个小球在点相遇，球下降的高度大于球下降的高度，可知球的运动时间较长，所以球先抛出；因为从抛出到点的过程中，水平位移相等，球的运动时间较长，则球的初速度较小，即，故A正确；
B.相遇时，球的水平速度小于球，竖直速度大于球，则球速度方向与水平方向的夹角大于球，故B错误；
C.到达点时，球的竖直分速度较大，所以球的重力功率大于球的重力功率，故C正确；
D.，球下落的高度大于球下落的高度，故球的动能增量大于球的动能增量，故D错误。
故选AC。
11.【答案】
【解析】
【分析】
根据图像可以提取的信息由，结束时的牵引力即阻力大小，根据功率可以求出功率，根据动能定理求出汽车质量。
本题是机车启动的问题和图像问题的结合，关键是能够从图像中提取需要的物理信息。
【解答】
A.由图象可得，加速过程在点结束，汽车匀速运动时的牵引力大小为，故A正确；
B.汽车匀速运动时时，即汽车所受阻力的大小，故B错误；
C.汽车在运动过程中功率恒定，根据得：，故C错误；
D.根据动能定理得，代入数据解得汽车的质量：，故D正确。
故选AD。
12.【答案】
【解析】
【分析】
人在斜面上向下滑过程中，受重力、斜面的支持力和摩擦力的作用，根据牛顿第二定律求解加速度，确定摩擦力的大小。
人下滑到斜面底端的位移为，由求解到人到达斜面底端的速度大小，然后由求出动能，也可以有动能定理求出。
根据功的公式，求出整个下滑过程中人和滑车克服摩擦力做的功。
该题考查牛顿第二定律和功能关系，运用牛顿第二定律和运动学公式结合研究时，加速度是关键量，是必求的量。
【解答】
加速度大小为，设受到的摩擦力是，由牛顿第二定律可知，则沿斜面的方向有：
所以：
A. 由以上的分析可知，人下滑的过程中受到摩擦力的作用，所以人和滑车减少的重力势能转化为动能和内能，故A错误；
B.人和滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功，由动能定理可知：，所以，故B正确；
C. 整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为，故C正确；
D. 由功的公式可知：人和滑车克服摩擦力做功为，故D错误。
故选BC。
13.【答案】解：冰壶从到过程，由动能定理得：
，
解得：；
从到过程，由动能定理得：
解得：
【解析】冰壶从到过程做减速运动，由动能定理可以求出在点的速度。
从到过程，由动能定理可以求出推力大小。
本题考查了求速度、推力大小，分析清楚冰壶的运动过程、应用动能定理即可正确解题。
14.【答案】解：
由于小球回到点时对轨道的压力为，根据牛顿第二定律
解得
小球恰好通过点，根据牛顿第二定律
解得
对小球，由经回到的过程中，根据动能定理
解得
【解析】小球沿做圆周运动，小球恰好过最高点，在最高点处只受重力，由重力提供向心力，由牛顿第二定律求得小球在点的速度。再研究小球从运动到的过程，由动能定理或机械能守衡定律解出。
小球返回最低点时，由支持力和重力的合力充当向心力。由此可以解出小球回到点时的速度再由动能定理即可解出克服摩擦力作的功；
本题为圆周运动和动能定理的结合，关键要把握向心力的来源，明确最高点隐含的临界条件：重力等于向心力。
15.【答案】解：以水平轨道为零势能面，
根据机械能守恒定律得
解得；
由机械能守恒定律有
可得。
【解析】本题考查了机械能守恒定律的应用
根据机械能守恒定律得到运动员沿弧形轨道可上升的最大高度。
根据机械能守恒定律得到运动员经过位置点时的动能。
16.【答案】【解答】对整体，从物体由静止开始下落，到物体落地的过程，由动能定理得
解得；
对物体，从物体落地后，到物体静止的过程，设物体还能在水平桌面上滑行，
由动能定理得
解得。
【解析】【解析】
以与组成的系统，根据动能定理求解物体落地时的速度大小；
物体落地后，对物体，利用动能定理求还能在水平桌面上滑行的距离。
本题是连接体问题，运用动能定理时要确定研究的对象和研究的过程。
17.【答案】解：小球在倾斜轨道上从点运动到点，由动能定理有：
，
代入数据解得：；
设长度为，根据动能定理得
解得
由牛顿第二定律得
解得
小球恰好从点到点，由动能定理得
解得
在圆轨道运动时小球不脱离轨道，有两种情形
情形一：物体能完成圆运动，在最高点
小物块从点到圆轨道最高点利用动能定理
解得
情形二：物体运动到圆轨道圆心等高处速度为零，对小物块从点到圆轨道圆心等高处利用动能定理
解得
综合以上两种情形可得或者
【解析】本题主要考查动能定理和牛顿第二定律的应用，关键是找准三个临界状态，根据动能定理列式求解。
由动能定理可求得小球第一次到达倾斜轨道底端点时速度的大小；
小球由到过程，根据动能定理得可求得点速度，在点应用牛顿第二定律可得第一次到达点时轨道对小球的支持力大小；
找准三个临界状态，一是恰好过竖直圆轨道最高点，二是恰好到竖直圆轨道最右端，三是恰好能运动到点，分别由动能定理求得的临界值即可；
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