2021高考物理二轮复习第一篇专题五：动能定理和功能关系的应用学案11页

动能定理和功能关系的应用
(多选)(2019·全国卷Ⅱ)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能 E 总等于动能 Ek与重力势能
Ep之和。取地面为重力势能零点,该物体的 E 总和 Ep随它离开地面的高度 h 的变化如图所示。
重力加速度取 10 m/s2。由图中数据可得 (　　)
A.物体的质量为 2 kg
B.h=0时,物体的速率为 20 m/s
C.h=2 m时,物体的动能 Ek=40 J
D.从地面至 h=4 m,物体的动能减少 100 J
(1)审题破题眼:
(2)情境化模型:

(3)命题陷阱点:
陷阱 1:分析不出上升和下降过程中阻力方向发生变化。
陷阱 2:混淆各力做功的正负。
陷阱 3:不知道机械能的变化等于阻力做功。
动能定理公式中体现的“三个关系”
(1)数量关系:即合力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系。可以通过计算物体动能
的变化,求合力做的功,进而求得某一力做的功。
(2)单位关系:等式两侧物理量的国际单位都是焦耳。
(3)因果关系:合力的功是引起物体动能变化的原因。
1.应用动能定理求解的思路和步骤
2.与能量有关的力学综合题的解决方法
(1)常见的与能量有关的力学综合题有单一物体多过程和多个物体多过程两大类型。
(2)联系前后两个过程的关键物理量是速度,前一个过程的末速度是后一个过程的初速度。
(3)当涉及功、能和位移时,一般选用动能定理、机械能守恒定律或能量守恒定律,题目中出现
相对位移时,应优先选择能量守恒定律。
1.(动能定理和动量定理)(多选)一场别开生面的节能车竞赛在平直的水平测试道上进行,40
支车队以各家独门绝技挑战 1 升汽油行驶里程的最高纪录。某公司研制开发的某型号小汽车
发动机的额定功率为 24 kW,汽车连同驾乘人员总质量为 m=2 000 kg,在水平路面上行驶时受到
恒定的阻力是 800 N。小汽车以额定功率由静止开始运动直到冲线,取得 1升汽油行驶 30公里
的最好成绩。则下列判断正确的是 (　　)
A.小汽车行驶的最大速度为 30 m/s
B.小汽车行驶速度为 20 m/s时加速度为 1 m/s2

C.小汽车行驶 30公里用时 1 037.5 s
D.小汽车行驶 30公里的过程中牵引力的冲量为 8.9×105 N·s
2.(动能定理和功能关系)(多选)图为网上热卖的弹力软轴乒乓球训练器,弹力轴上端固定一
乒乓球,下端固定在吸盘上。开始时弹力轴竖直,乒乓球处于静止状态,且到水平地面的距离为
h。现让一小孩快速挥拍水平击球,乒乓球恰好能触到地面(此时球的速度为 0)。已知小孩击球
过程中球拍对乒乓球做功为 W,乒乓球的质量为 m,不计空气阻力,弹力轴不弯曲时的弹性势能
为零,重力加速度为 g,则 (　　)
A.乒乓球触地时弹力轴的弹性势能为 W+mgh
B.乒乓球触地时弹力轴的弹性势能为 W-mgh
C.乒乓球返回到初始位置时速度大小为
D.乒乓球返回到初始位置时速度大小为 2
3.(动能定理和机械能守恒)(多选)如图所示,竖直平面内的两个半圆轨道在 B 点平滑相接,两
个半圆的圆心 O1、O2在同一水平线上,粗糙的小半圆半径为 R,光滑的大半圆的半径为 2R;一质
量为 m 的滑块(可视为质点)从大半圆的一端 A 点以一定的初速度向上沿着半圆内壁运动,且
刚好能通过大半圆的最高点,最后滑块从小半圆的左端冲出轨道,刚好能到达大半圆的最高点,
已知重力加速度为 g,则
(　　)
A.滑块在 A点的初速度为
B.滑块在 A点对半圆轨道的压力为 6mg

C.滑块第一次通过小半圆过程克服摩擦力做的功为 mgR
D.增大滑块在 A点的初速度,则滑块通过小半圆克服摩擦力做的功不变
1.水力采煤是利用高速水流冲击煤层而进行的,煤层受到 3.6×106 N/m2的压强冲击即可破碎,
若水流沿水平方向冲击煤层,不考虑水的反向溅射作用,则冲击煤层的水流速度至少应为(水
的密度为 1×103 kg/m3) (　　)
A.30 m/s　　　　　　 B.40 m/s
C.45 m/s　　 D.60 m/s
2.人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着看手机,经常出现手机砸伤眼睛的情况。若
手机质量为 120 g,从离人眼约 20 cm的高度无初速度掉落,
砸到眼睛后手机未反弹,眼睛受到手机的冲击时间约为 0.2 s,取重力加速度 g=10 m/s2;下列分
析正确的是 (　　)
A.手机与眼睛作用过程中手机动量变化约为 0.48 kg·m/s
B.手机对眼睛的冲量大小约为 ...