高考物理动能与动能定理真题汇编(含答案)及解析
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（1）物块第一次接触弹簧时速度的大小
（2）若弹簧的最大压缩量d=0.5m，求弹簧的最大弹性势能
（3）物块与弹簧接触多少次，反弹后从O点沿斜面上升的最大距离第一次小于0.5m
【答案】（1）8m/s（2）35J (3)5次
【解析】
【详解】
(1)物块在PO过程中受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的弹力、和沿斜面向上的摩擦力，此过程应用动能定理得：
（1）设A、B在转动过程中，轻杆对A、B做的功分别为WT和 ，
根据题意有：
设A、B到达圆环最高点的动能分别为EKA、EKB
对A根据动能定理：qER﹣mAgR+WT1=EKA
对B根据动能定理：
联立解得：EKA+EKB=﹣0.04J
由此可知：A在圆环最高点时，系统动能为负值，故A不能到达圆环最高点
（2）设B转过α角时，A、B的速度大小分别为vA、vB，
所以
B到C根据动能定理有
解得
（3）根据题意可知，小球受到的电场力和重力的合力方向向上，其大小为
F=qE-mg=59.6N
所以D点为等效最高点，则小球到达D点时对轨道的压力为零，此时的速度最小，即
解得
所以要小物块不离开圆轨道则应满足vC≥vD得：
R≤0.022m
3．如图所示，斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C，整个装置竖直固定，D是最低点，圆心角∠DOC=37°，E、B与圆心O等高，圆弧轨道半径R=0.30m，斜面长L=1.90m，AB部分光滑，BC部分粗糙．现有一个质量m=0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速下滑，物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数 =0.75．取sin37o=0.6，cos37o=0.8，重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力．求：
物块与传送带的相对滑动产生的热量：
向左加速运动时，有：
物块与传送带的相对滑动产生的热量：
9．如图所示，在方向竖直向上、大小为E=1×106V/m的匀强电场中，固定一个穿有A、B两个小球（均视为质点）的光滑绝缘圆环，圆环在竖直平面内，圆心为O、半径为R=0.2m．A、B用一根绝缘轻杆相连，A带的电荷量为q=+7×10﹣7C，B不带电，质量分别为mA=0.01kg、mB=0.08kg．将两小球从圆环上的图示位置（A与圆心O等高，B在圆心O的正下方）由静止释放，两小球开始沿逆时针方向转动．重力加速度大小为g=10m/s2．
(1)滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力：
设到达斜面底端时的速度为v1，根据动能定理得：
解得：
v1=2.4m/s
(2)滑块从B到C点，由动能定理可得：
当滑块经过最低点时，有：
由牛顿第三定律：
方向竖直向下．
【点睛】
本题是动能定理与牛顿定律的综合应用，关键在于研究过程的选择.
5．如图所示，在倾角为θ=37°的斜面底端有一个固定挡板D，处于自然长度的轻质弹簧一端固定在挡板上，另一端在O点，已知斜面OD部分光滑，PO部分粗糙且长度L=8m。质量m=1kg的物块（可视为质点）从P点静止开始下滑，已知物块与斜面PO间的动摩擦因数μ=0.25，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
4．如图所示，AB是一倾角为θ=37°的绝缘粗糙直轨道，滑块与斜面间的动摩擦因数 ，BCD是半径为R=0.2m的光滑圆弧轨道，它们相切于B点，C为圆弧轨道的最低点，整个空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E= 4.0×103N/C，质量m= 0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下．已知斜面AB对应的高度h= 0.24m，滑块带电荷q= -5.0×10-4C，取重力加速度g= 10m/s2，sin37°= 0.60，cos37°=0.80．求：
(1)物块通过P点的速度大小；
(2)物块经过轨道最高点M时对轨道的压力大小；
(3)C、D两点间的距离；
【答案】(1)8m/s；(2)4.8N；(3)2m
【解析】
【分析】
【详解】
(1)通过P点时，由几何关系可知，速度方向与水平方向夹角为60o，则
整理可得，物块通过P点的速度
(2)从P到M点的过程中，机械能守恒
解得物块第一次接触弹簧时物体的速度的大小为：
m/s
（2）物块由O到将弹簧压缩至最短的过程中，重力势能和动能减少、弹簧的弹性势能增加，由能量守恒定律可得弹簧的最大弹性势能Ep
J
（3）物块第一次接触弹簧后，物体从O点沿斜面上升的最大距离 ,由动能定理得:
解得：
物块第二次接触弹簧后，物块从O点沿斜面上升的最大距离 ，由动能定理得：
高考物理动能与动能定理真题汇编(含答案)及解析
一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理
1．如图所示，粗糙水平桌面上有一轻质弹簧左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=1.0m的圆环剪去了左上角120°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h=2.4m。用质量为m=0.2kg的物块将弹簧由B点缓慢压缩至C点后由静止释放，弹簧在C点时储存的弹性势能Ep=3.2J，物块飞离桌面后恰好P点沿切线落入圆轨道。已知物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g值取10m/s2，不计空气阻力，求∶
（1）小物块运动到 点时的速度大小 ；
（2）小物块运动到 点时的速度大小 ；
（3）要使小物块不离开圆轨道，圆轨道的半径应满足什么条件？
【答案】（1）4m/s；（2） m/s；（3）R⩽0.022m
【解析】
【分析】
【详解】
（1）释放弹簧过程中，弹簧推动物体做功，弹簧弹性势能转变为物体动能
解得
（2）A到B物体做平抛运动，到B点有
（2）当物体滑到传送带最左端速度为零时，AB间的距离L最小，根据动能定理列式求解；
（3）物体在到达A点前速度与传送带相等，最后以6m/s的速度冲上斜面时沿斜面上滑达到的高度最大，根据动能定理求解即可．
【详解】
（1）物体由光滑斜面下滑的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则得：
解得：
（2）当物体滑动到传送带最左端速度为零时，AB间的距离L最小，由动能能力得：
解得：
故物块每经过一次O点，上升的最大距离为上一次的
所以，物块第一次返回时沿斜面上升的最大距离为：
则第n次上升的最大距离为：
因为 ，所以n>4，即物块与弹簧接触5次后，物块从O点沿斜面上升的最大距离小于
6．如图所示，倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6m/s的速度运动，运动方向如图所示．一个质量为2kg的物体（物体可以视为质点），从h=3.2m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失．物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s2，求：
解得：
（3）物块在BC部分滑动受到的摩擦力大小为：
在BC部分下滑过程受到的合力为：
则物块第一次通过C点时的速度为：
物块从C到D，根据动能定理有：
在D，由牛顿第二定律得：
联立解得：
【点睛】
本题考查了动能定理与牛顿第二定律的综合运用，运用动能定理解题关键确定出研究的过程，分析过程中有哪些力做功，再根据动能定理列式求解．
由②式
由③式
又因 可得
如果卡车滑到故障车前就停止，由 ④
故
这意味着卡车司机在距故障车至少 处紧急刹车，事故就能够免于发生．
8．如图所示，水平传送带长为L=4m，以 的速度逆时针转动。一个质量为lkg的物块从传送带左侧水平向右滑上传送带，一段时间后它滑离传送带。已知二者之间的动摩擦因数 ，g=10m/s2。
（1）物体第一次到达A点时速度为多大？
（2）要使物体不从传送带上滑落，传送带AB间的距离至少多大？
（3）物体随传送带向右运动，最后沿斜面上滑的最大高度为多少？
【答案】（1）8m/s（2）6.4m（3）1.8m
【解析】
【分析】
（1）本题中物体由光滑斜面下滑的过程，只有重力做功，根据机械能守恒求解物体到斜面末端的速度大小；
解得：
（3）因为滑上传送带的速度是8m/s大于传送带的速度6m/s，物体在到达A点前速度与传送带相等，最后以 的速度冲上斜面，根据动能定理得：
得：
【点睛】
该题要认真分析物体的受力情况和运动情况，选择恰当的过程，运用机械能守恒和动能定理解题．
7．下雪天，卡车在笔直的高速公路上匀速行驶．司机突然发现前方停着一辆故障车，他将刹车踩到底，车轮被抱死，但卡车仍向前滑行，并撞上故障车，且推着它共同滑行了一段距离l后停下．事故发生后，经测量，卡车刹车时与故障车距离为L，撞车后共同滑行的距离 ．假定两车轮胎与雪地之间的动摩擦因数相同．已知卡车质量M为故障车质量m的4倍．
（1）通过计算判断，小球A能否到达圆环的最高点C？
（2）求小球A的最大速度值．
（3）求小球A从图示位置逆时针转动的过程中，其电势能变化的最大值．
【答案】（1）A不能到达圆环最高点（2） m/s （3）0.1344J
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：A、B在转动过程中，分别对A、B由动能定理列方程求解速度大小，由此判断A能不能到达圆环最高点；A、B做圆周运动的半径和角速度均相同，对A、B分别由动能定理列方程联立求解最大速度；A、B从图示位置逆时针转动过程中，当两球速度为0时，根据电势能的减少与电场力做功关系求解．
在最高点时根据牛顿第二定律
整理得
根据牛顿第三定律可知，物块对轨道的压力大小为
(3)从D到P物块做平抛运动，因此
从C到D的过程中，根据能量守恒定律
C、D两点间的距离
2．如图所示，足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧，一个质量 ，电量 的带负电小物块与弹簧接触但不栓接，弹簧的弹性势能为 。某一瞬间释放弹簧弹出小物块，小物块从水平台右端 点飞出，恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高点 ，并沿轨道 滑下，运动到光滑水平轨道 ，从 点进入到光滑竖直圆内侧轨道。已知倾斜轨道与水平方向夹角为 ，倾斜轨道长为 ，带电小物块与倾斜轨道间的动摩擦因数 。小物块在 点没有能量损失，所有轨道都是绝缘的，运动过程中小物块的电量保持不变，可视为质点。只有光滑竖直圆轨道处存在范围足够大的竖直向下的匀强电场，场强 。已知 ， ，取 ，求：
（2）若弹簧的最大压缩量d=0.5m，求弹簧的最大弹性势能
（3）物块与弹簧接触多少次，反弹后从O点沿斜面上升的最大距离第一次小于0.5m
【答案】（1）8m/s（2）35J (3)5次
【解析】
【详解】
(1)物块在PO过程中受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的弹力、和沿斜面向上的摩擦力，此过程应用动能定理得：
（1）设A、B在转动过程中，轻杆对A、B做的功分别为WT和 ，
根据题意有：
设A、B到达圆环最高点的动能分别为EKA、EKB
对A根据动能定理：qER﹣mAgR+WT1=EKA
对B根据动能定理：
联立解得：EKA+EKB=﹣0.04J
由此可知：A在圆环最高点时，系统动能为负值，故A不能到达圆环最高点
（2）设B转过α角时，A、B的速度大小分别为vA、vB，
所以
B到C根据动能定理有
解得
（3）根据题意可知，小球受到的电场力和重力的合力方向向上，其大小为
F=qE-mg=59.6N
所以D点为等效最高点，则小球到达D点时对轨道的压力为零，此时的速度最小，即
解得
所以要小物块不离开圆轨道则应满足vC≥vD得：
R≤0.022m
3．如图所示，斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C，整个装置竖直固定，D是最低点，圆心角∠DOC=37°，E、B与圆心O等高，圆弧轨道半径R=0.30m，斜面长L=1.90m，AB部分光滑，BC部分粗糙．现有一个质量m=0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速下滑，物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数 =0.75．取sin37o=0.6，cos37o=0.8，重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力．求：
物块与传送带的相对滑动产生的热量：
向左加速运动时，有：
物块与传送带的相对滑动产生的热量：
9．如图所示，在方向竖直向上、大小为E=1×106V/m的匀强电场中，固定一个穿有A、B两个小球（均视为质点）的光滑绝缘圆环，圆环在竖直平面内，圆心为O、半径为R=0.2m．A、B用一根绝缘轻杆相连，A带的电荷量为q=+7×10﹣7C，B不带电，质量分别为mA=0.01kg、mB=0.08kg．将两小球从圆环上的图示位置（A与圆心O等高，B在圆心O的正下方）由静止释放，两小球开始沿逆时针方向转动．重力加速度大小为g=10m/s2．
(1)滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力：
设到达斜面底端时的速度为v1，根据动能定理得：
解得：
v1=2.4m/s
(2)滑块从B到C点，由动能定理可得：
当滑块经过最低点时，有：
由牛顿第三定律：
方向竖直向下．
【点睛】
本题是动能定理与牛顿定律的综合应用，关键在于研究过程的选择.
5．如图所示，在倾角为θ=37°的斜面底端有一个固定挡板D，处于自然长度的轻质弹簧一端固定在挡板上，另一端在O点，已知斜面OD部分光滑，PO部分粗糙且长度L=8m。质量m=1kg的物块（可视为质点）从P点静止开始下滑，已知物块与斜面PO间的动摩擦因数μ=0.25，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
4．如图所示，AB是一倾角为θ=37°的绝缘粗糙直轨道，滑块与斜面间的动摩擦因数 ，BCD是半径为R=0.2m的光滑圆弧轨道，它们相切于B点，C为圆弧轨道的最低点，整个空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E= 4.0×103N/C，质量m= 0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下．已知斜面AB对应的高度h= 0.24m，滑块带电荷q= -5.0×10-4C，取重力加速度g= 10m/s2，sin37°= 0.60，cos37°=0.80．求：
(1)物块通过P点的速度大小；
(2)物块经过轨道最高点M时对轨道的压力大小；
(3)C、D两点间的距离；
【答案】(1)8m/s；(2)4.8N；(3)2m
【解析】
【分析】
【详解】
(1)通过P点时，由几何关系可知，速度方向与水平方向夹角为60o，则
整理可得，物块通过P点的速度
(2)从P到M点的过程中，机械能守恒
解得物块第一次接触弹簧时物体的速度的大小为：
m/s
（2）物块由O到将弹簧压缩至最短的过程中，重力势能和动能减少、弹簧的弹性势能增加，由能量守恒定律可得弹簧的最大弹性势能Ep
J
（3）物块第一次接触弹簧后，物体从O点沿斜面上升的最大距离 ,由动能定理得:
解得：
物块第二次接触弹簧后，物块从O点沿斜面上升的最大距离 ，由动能定理得：
高考物理动能与动能定理真题汇编(含答案)及解析
一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理
1．如图所示，粗糙水平桌面上有一轻质弹簧左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=1.0m的圆环剪去了左上角120°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h=2.4m。用质量为m=0.2kg的物块将弹簧由B点缓慢压缩至C点后由静止释放，弹簧在C点时储存的弹性势能Ep=3.2J，物块飞离桌面后恰好P点沿切线落入圆轨道。已知物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g值取10m/s2，不计空气阻力，求∶
（1）小物块运动到 点时的速度大小 ；
（2）小物块运动到 点时的速度大小 ；
（3）要使小物块不离开圆轨道，圆轨道的半径应满足什么条件？
【答案】（1）4m/s；（2） m/s；（3）R⩽0.022m
【解析】
【分析】
【详解】
（1）释放弹簧过程中，弹簧推动物体做功，弹簧弹性势能转变为物体动能
解得
（2）A到B物体做平抛运动，到B点有
（2）当物体滑到传送带最左端速度为零时，AB间的距离L最小，根据动能定理列式求解；
（3）物体在到达A点前速度与传送带相等，最后以6m/s的速度冲上斜面时沿斜面上滑达到的高度最大，根据动能定理求解即可．
【详解】
（1）物体由光滑斜面下滑的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则得：
解得：
（2）当物体滑动到传送带最左端速度为零时，AB间的距离L最小，由动能能力得：
解得：
故物块每经过一次O点，上升的最大距离为上一次的
所以，物块第一次返回时沿斜面上升的最大距离为：
则第n次上升的最大距离为：
因为 ，所以n>4，即物块与弹簧接触5次后，物块从O点沿斜面上升的最大距离小于
6．如图所示，倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6m/s的速度运动，运动方向如图所示．一个质量为2kg的物体（物体可以视为质点），从h=3.2m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失．物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s2，求：
解得：
（3）物块在BC部分滑动受到的摩擦力大小为：
在BC部分下滑过程受到的合力为：
则物块第一次通过C点时的速度为：
物块从C到D，根据动能定理有：
在D，由牛顿第二定律得：
联立解得：
【点睛】
本题考查了动能定理与牛顿第二定律的综合运用，运用动能定理解题关键确定出研究的过程，分析过程中有哪些力做功，再根据动能定理列式求解．
由②式
由③式
又因 可得
如果卡车滑到故障车前就停止，由 ④
故
这意味着卡车司机在距故障车至少 处紧急刹车，事故就能够免于发生．
8．如图所示，水平传送带长为L=4m，以 的速度逆时针转动。一个质量为lkg的物块从传送带左侧水平向右滑上传送带，一段时间后它滑离传送带。已知二者之间的动摩擦因数 ，g=10m/s2。
（1）物体第一次到达A点时速度为多大？
（2）要使物体不从传送带上滑落，传送带AB间的距离至少多大？
（3）物体随传送带向右运动，最后沿斜面上滑的最大高度为多少？
【答案】（1）8m/s（2）6.4m（3）1.8m
【解析】
【分析】
（1）本题中物体由光滑斜面下滑的过程，只有重力做功，根据机械能守恒求解物体到斜面末端的速度大小；
解得：
（3）因为滑上传送带的速度是8m/s大于传送带的速度6m/s，物体在到达A点前速度与传送带相等，最后以 的速度冲上斜面，根据动能定理得：
得：
【点睛】
该题要认真分析物体的受力情况和运动情况，选择恰当的过程，运用机械能守恒和动能定理解题．
7．下雪天，卡车在笔直的高速公路上匀速行驶．司机突然发现前方停着一辆故障车，他将刹车踩到底，车轮被抱死，但卡车仍向前滑行，并撞上故障车，且推着它共同滑行了一段距离l后停下．事故发生后，经测量，卡车刹车时与故障车距离为L，撞车后共同滑行的距离 ．假定两车轮胎与雪地之间的动摩擦因数相同．已知卡车质量M为故障车质量m的4倍．
（1）通过计算判断，小球A能否到达圆环的最高点C？
（2）求小球A的最大速度值．
（3）求小球A从图示位置逆时针转动的过程中，其电势能变化的最大值．
【答案】（1）A不能到达圆环最高点（2） m/s （3）0.1344J
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：A、B在转动过程中，分别对A、B由动能定理列方程求解速度大小，由此判断A能不能到达圆环最高点；A、B做圆周运动的半径和角速度均相同，对A、B分别由动能定理列方程联立求解最大速度；A、B从图示位置逆时针转动过程中，当两球速度为0时，根据电势能的减少与电场力做功关系求解．
在最高点时根据牛顿第二定律
整理得
根据牛顿第三定律可知，物块对轨道的压力大小为
(3)从D到P物块做平抛运动，因此
从C到D的过程中，根据能量守恒定律
C、D两点间的距离
2．如图所示，足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧，一个质量 ，电量 的带负电小物块与弹簧接触但不栓接，弹簧的弹性势能为 。某一瞬间释放弹簧弹出小物块，小物块从水平台右端 点飞出，恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高点 ，并沿轨道 滑下，运动到光滑水平轨道 ，从 点进入到光滑竖直圆内侧轨道。已知倾斜轨道与水平方向夹角为 ，倾斜轨道长为 ，带电小物块与倾斜轨道间的动摩擦因数 。小物块在 点没有能量损失，所有轨道都是绝缘的，运动过程中小物块的电量保持不变，可视为质点。只有光滑竖直圆轨道处存在范围足够大的竖直向下的匀强电场，场强 。已知 ， ，取 ，求：
