高考物理三年真題高頻考點(diǎn)精選：考點(diǎn)20 動(dòng)能定理和功能關(guān)系

1、考點(diǎn)20 動(dòng)能定理和功能關(guān)系【考點(diǎn)知識(shí)方法解讀】1. 動(dòng)能定理：合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化。2. 重力做正功，物體重力勢(shì)能減??；重力做負(fù)功(或克服重力做功)，物體重力勢(shì)能增大。3. 彈力做正功，彈性勢(shì)能減??；彈力做負(fù)功(或克服彈力做功)，彈性勢(shì)能增大。4. 除重力（或彈力）以外的力對(duì)物體做功等于機(jī)械能的變化?；瑒?dòng)摩擦力與相對(duì)位移（相對(duì)摩擦路程）的乘積等于產(chǎn)生的熱量?！咀钚氯旮呖嘉锢砭x解析】1 （2012海南物理）下列關(guān)于功和機(jī)械能的說法，正確的是A在有阻力作用的情況下，物體重力勢(shì)能的減少不等于重力對(duì)物體所做的功B合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的改變量C物體的重力勢(shì)能是物體與地球之

2、間的相互作用能，其大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)D運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的減少量一定等于其重力勢(shì)能的增加量【答案】：BC【解析】：在任何情況下，物體重力勢(shì)能的減少都等于重力對(duì)物體所做的功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的改變量，選項(xiàng)B正確；物體的重力勢(shì)能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)，選項(xiàng)C正確；當(dāng)只有重力做功的情況下，運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的減少量才等于其重力勢(shì)能的增加量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)定位】此題考查重力做功、重力勢(shì)能、動(dòng)能定理及其相關(guān)知識(shí)。2（2012上海物理）質(zhì)量相等的均質(zhì)柔軟細(xì)繩A、B平放于水平地面，繩A較長(zhǎng)。分別捏住兩繩中點(diǎn)緩慢提起，直至全部離開地面，兩

3、繩中點(diǎn)被提升的高度分別為hA、hB，上述過程中克服重力做功分別為WA、WB。若 （ ）（A）hA=hB，則一定有WAWB （B）hAhB，則可能有WAWB（C）hAhB，則一定有WAWB【答案】：D【解析】：分別捏住兩繩中點(diǎn)緩慢提起，直至全部離開地面，由于繩A較長(zhǎng)，hAhB，A重力勢(shì)能增加較多，則一定有WAWB，選項(xiàng)D正確。【考點(diǎn)定位】此題考查重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系。3. （2010山東理綜）如圖11所示，傾角q=30的粗糙斜面固定在地面上，長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平。用細(xì)線將物塊與軟繩相連，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng)，直到軟繩剛好全部離

4、開斜面（此時(shí)物塊未到達(dá)地面）在此過程中A物塊的機(jī)械能逐漸增加B軟繩的重力勢(shì)能共減少了mgl/4C物塊重力勢(shì)能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功D軟繩的重力勢(shì)能的減少小于軟繩動(dòng)能的增加與軟繩克服摩擦力所做的功之和【答案】BD?！军c(diǎn)評(píng)】 本題考查機(jī)械能守恒定律、動(dòng)能定理、功能關(guān)系等知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生理解能力、分析能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。4.（16分）（2012重慶理綜）題23圖所示為一種擺式摩擦因數(shù)測(cè)量?jī)x，可測(cè)量輪胎與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)，基主要部件有：底部固定有輪胎橡膠片的擺錘和連接擺錘的輕質(zhì)細(xì)桿。擺錘的質(zhì)量為m，細(xì)桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，擺錘重心到O點(diǎn)距離為L(zhǎng)。測(cè)量時(shí)，測(cè)量?jī)x固定于水平地

5、面，將擺錘從與O等高的位置處靜止釋放。擺錘到最低點(diǎn)附近時(shí)，橡膠片緊壓地面擦過一小段距離s（sL），之后繼續(xù)擺至與豎直方向成角的最高位置。若擺錘對(duì)地面的壓力可視為大小為F的恒力，重力加速度為g，求（1）擺錘在上述過程中損失的機(jī)械能；（2）在上述過程中摩擦力對(duì)擺錘所做的功； （3）橡膠片與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)?！究键c(diǎn)定位】此題考查功能關(guān)系及其相關(guān)知識(shí)。5.（16分）（2012江蘇物理）某緩沖裝置的理想模型如圖所示，勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕桿相連，輕桿可在固定的槽內(nèi)移動(dòng)，與槽間的滑動(dòng)摩擦力恒為f。輕桿向右移動(dòng)不超過l時(shí)，裝置可安全工作。一質(zhì)量為m的小車若以速度v0撞擊彈簧，將導(dǎo)致輕桿向右移動(dòng)l/

6、4，輕桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且不計(jì)小車與地面的摩擦。（1）若彈簧的勁度系數(shù)為k，求輕桿開始移動(dòng)時(shí)，彈簧的壓縮量x；（2）求為使裝置安全工作，允許該小車撞擊的最大速度vm；（3）討論在裝置安全工作時(shí)，該小車彈回速度v和撞擊速度v的關(guān)系。【答案】：（1）x=f/k。(2) vm=。（3）當(dāng)v時(shí)，v=v。當(dāng)v時(shí)，v=?！窘馕觥浚海?）輕桿開始移動(dòng)時(shí)，彈簧的彈力F=kx，且F=f，解得x=f/k。6.(18分)（2012北京理綜）摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯.行程超過百米。電梯的簡(jiǎn)化模型如 I所示.考慮安全、舒適、省時(shí)等因索，電梯的加速度a隨時(shí)間t變化的。已知電梯在t=0時(shí)由靜止開

7、始上升，a一t圖像如圖2所示. 電梯總質(zhì)最m=2.0xI03kg.忽略一切阻力.重力加速度g取I0m/s2。（1）求電梯在上升過程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2； （2）類比是一種常用的研究方法。對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，教科書中講解了由v-t圖像求位移的方法。請(qǐng)你借鑒此方法，對(duì)比加速度的和速度的定義，根據(jù)圖2所示a-t圖像，求電梯在第1s內(nèi)的速度改變量v1和第2s末的速率v2;（3）求電梯以最大速率上升時(shí)，拉力做功的功率p：再求在011s時(shí)間內(nèi)，拉力和重力對(duì)電梯所做的總功w。7（2012全國(guó)理綜）一探險(xiǎn)隊(duì)員在探險(xiǎn)時(shí)遇到一山溝，山溝的一側(cè)豎直，另一側(cè)的坡面呈拋物線形狀。此隊(duì)員從山溝的豎直一側(cè)，以速度v

8、0沿水平方向跳向另一側(cè)坡面。如圖所示，以溝底的O點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系Oxy。已知，山溝豎直一側(cè)的高度為2h，坡面的拋物線方程為y=x2，探險(xiǎn)隊(duì)員的質(zhì)量為m。人視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，重力加速度為g。（1） 求此人落到坡面時(shí)的動(dòng)能；（2） 此人水平跳出的速度為多大時(shí)，他落在坡面時(shí)的動(dòng)能最??？動(dòng)能的最小值為多少？【考點(diǎn)定位】考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)能定理及其相關(guān)知識(shí)。8. （2010山東理綜） 如圖所示，四分之一圓軌道OA與水平軌道AB相切，它們與另一水平軌道CD在同一豎直面內(nèi)，圓軌道OA的半徑R=0.45m，水平軌道AB長(zhǎng)s1=3m, OA與AB均光滑。一滑塊從O點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)滑塊經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)，靜止在

9、CD上的小車在F=1.6N的水平恒力作用下啟動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后撤去力F。當(dāng)小車在CD上運(yùn)動(dòng)了s2=3.28m時(shí)速度v=2.4m/s,此時(shí)滑塊恰好落入小車中。已知小車質(zhì)量M=0.2kg,與CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4。（取g=10m/s2）求（1）恒力F的作用時(shí)間t。（2）AB與CD的高度差h。解：（1）設(shè)小車在恒力F作用下的位移為l，由動(dòng)能定理得Fl-M g s2=Mv2 ， 由牛頓第二定律得 F-Mg=Ma 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 l=at2 ， 聯(lián)立以上三式，帶入數(shù)據(jù)得 a=4m/s2，t=1s。 9.（15分）（2012山東理綜）如圖所示，一工件置于水平地面上，其AB段為一半徑R=1.0m的光滑圓弧軌道，BC段為一長(zhǎng)度L=0.5m的粗糙水平軌道，二者相切與B點(diǎn)，整個(gè)軌道位于同一豎直平面內(nèi)，P點(diǎn)為圓弧軌道上的一個(gè)確定點(diǎn)。一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，其質(zhì)量m=0.2kg，與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.4。工件質(zhì)量M=0.8kg，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.1。（取g=10m/s2）（1）若工件固定，將物塊由P點(diǎn)無初速度釋放，滑至C點(diǎn)時(shí)恰好靜止，求P、C兩點(diǎn)間的高度差h。（2）若將一水平恒力F作用于工件，使物塊在P點(diǎn)與工件保持相對(duì)靜止，一起向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。求F的大小當(dāng)速度時(shí)，使工件立刻停止運(yùn)動(dòng)（即