2019高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題二 功和能 動(dòng)量 專題能力訓(xùn)練5 功 功率 動(dòng)能定理_1

1、2019高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題二 功和能 動(dòng)量 專題能力訓(xùn)練5 功 功率 動(dòng)能定理專題能力訓(xùn)練5功功率動(dòng)能定理(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題8分,共64分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,15題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,68題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得8分,選對(duì)但不全的得4分,有選錯(cuò)的得0分)1.(2018全國(guó)卷)如圖所示,某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱,使它從靜止開(kāi)始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度。木箱獲得的動(dòng)能一定()a.小于拉力所做的功b.等于拉力所做的功c.等于克服摩擦力所做的功d.大于克服摩擦力所做的功2.如圖所示,一傾角為45的粗糙斜面與粗糙水平軌道

2、平滑對(duì)接,有一質(zhì)量為m的物體由斜面的a點(diǎn)靜止滑下,物體與斜面和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。已知a距離地面的高度為4m,當(dāng)物體滑至水平地面的c點(diǎn)時(shí)速度恰好為0,且b、c距離為4m。若將bc水平軌道抬起,與水平面間夾角為30,其他條件不變,則物體能沿bd斜面上升的最大高度為()a.(8-4)mb.(8-2)mc.md.8m3.下列各圖是反映汽車從靜止開(kāi)始勻加速啟動(dòng),最后做勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,其速度隨時(shí)間以及加速度、牽引力和功率隨速度變化的圖象,(汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力恒定)其中不正確的是()4.如圖所示,跳水運(yùn)動(dòng)員最后踏板的過(guò)程可以簡(jiǎn)化為下述模型:運(yùn)動(dòng)員從高處落到處于自然狀態(tài)的跳板(a位置)上,隨跳板一

3、同向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)(b位置)。對(duì)于運(yùn)動(dòng)員從開(kāi)始與跳板接觸到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()a.運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),其所受外力的合力為0b.在這個(gè)過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能一直在減小c.在這個(gè)過(guò)程中,跳板的彈性勢(shì)能一直在增加d.在這個(gè)過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員所受重力對(duì)她做的功大于跳板的作用力對(duì)她做的功5.某同學(xué)參加學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)立定跳遠(yuǎn)項(xiàng)目比賽,起跳直至著地過(guò)程如圖所示。測(cè)量得到比賽成績(jī)是2.5m,目測(cè)空中腳離地最大高度約0.8m,忽略空氣阻力,則起跳過(guò)程該同學(xué)所做功約為()a.65jb.350jc.700jd.1250j6.在離水平地面h高處將一質(zhì)量為m的小球水平拋出,在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中所受空氣阻力大小

4、恒為ff,落地前瞬間小球距拋出點(diǎn)的水平距離為x,速率為v,那么,在小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中()a.重力做的功為mghb.克服空氣阻力做的功為ffc.落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率為mgvd.重力勢(shì)能和機(jī)械能都逐漸減少7.右圖為牽引力f和車速倒數(shù)的關(guān)系圖象。若汽車質(zhì)量為2103kg,由靜止開(kāi)始沿平直公路行駛,且行駛中阻力恒定,其最大車速為30m/s,則下列說(shuō)法正確的是()a.汽車所受阻力為2103nb.汽車車速為15m/s,功率為3104wc.汽車勻加速的加速度為3m/s2d.汽車勻加速所需時(shí)間為5s8.低碳、環(huán)保是未來(lái)汽車的發(fā)展方向。某汽車研發(fā)機(jī)構(gòu)在汽車的車輪上安裝了小型發(fā)電機(jī),將減速時(shí)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并

5、儲(chǔ)存在蓄電池中,以達(dá)到節(jié)能的目的。某次測(cè)試中,汽車以額定功率行駛一段距離后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),測(cè)出了汽車動(dòng)能ek與位移x的關(guān)系圖象如圖所示,其中是關(guān)閉儲(chǔ)能裝置時(shí)的關(guān)系圖線,是開(kāi)啟儲(chǔ)能裝置時(shí)的關(guān)系圖線。已知汽車的質(zhì)量為1000kg,設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受地面的阻力恒定,空氣阻力不計(jì)。根據(jù)圖象和所給的信息可求出()a.汽車行駛過(guò)程中所受地面的阻力為1000nb.汽車的額定功率為80kwc.汽車加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為22.5sd.汽車開(kāi)啟儲(chǔ)能裝置后向蓄電池提供的電能為5105j二、非選擇題(本題共3小題,共36分)9.(12分)如圖所示,某物塊(可看成質(zhì)點(diǎn))從a點(diǎn)沿豎直光滑的圓弧軌道由靜止開(kāi)始滑下,圓弧軌道的半徑r

6、=0.25m,末端b點(diǎn)與水平傳送帶相切,物塊由b點(diǎn)滑上粗糙的傳送帶。若傳送帶靜止,物塊滑到傳送帶的末端c點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),落到水平地面上的d點(diǎn),已知c點(diǎn)到地面的高度h=5m,c點(diǎn)到d點(diǎn)的水平距離為x1=1m,g取10m/s2。求:(1)物塊滑到b點(diǎn)時(shí)速度的大小;(2)物塊滑到c點(diǎn)時(shí)速度的大小;(3)若傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則物塊最后的落地點(diǎn)可能不在d點(diǎn)。試討論物塊落地點(diǎn)到c點(diǎn)的水平距離x與傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度v的關(guān)系,并作出x-v的圖象。10.(12分)如圖甲所示,物塊與質(zhì)量為m的小球通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)兩等高定滑輪連接。物塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置上,小球與右側(cè)滑輪的距

7、離為l。開(kāi)始時(shí)物塊和小球均靜止,將此時(shí)傳感裝置的示數(shù)記為初始值。現(xiàn)給小球施加一始終垂直于l段細(xì)繩的力,將小球緩慢拉起至細(xì)繩與豎直方向成60角,如圖乙所示,此時(shí)傳感裝置的示數(shù)為初始值的1.25倍;再將小球由靜止釋放,當(dāng)運(yùn)動(dòng)至最低位置時(shí),傳感裝置的示數(shù)為初始值的。不計(jì)滑輪的大小和摩擦,重力加速度的大小為g。求:(1)物塊的質(zhì)量;(2)從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低位置的過(guò)程中,小球克服空氣阻力所做的功。11.(12分)我國(guó)將于2022年舉辦冬奧會(huì),跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一。如圖所示,質(zhì)量m=60kg的運(yùn)動(dòng)員從長(zhǎng)直助滑道ab的a處由靜止開(kāi)始以加速度a=3.6m/s2勻加速滑下,到達(dá)助滑道末端b時(shí)速度v

8、b=24m/s,a與b的豎直高度差h=48m。為了改變運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向,在助滑道與起跳臺(tái)之間用一段彎曲滑道銜接,其中最低點(diǎn)c處附近是一段以o為圓心的圓弧。助滑道末端b與滑道最低點(diǎn)c的高度差h=5m,運(yùn)動(dòng)員在b、c間運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力做功w=-1530j,g取10m/s2。(1)求運(yùn)動(dòng)員在ab段下滑時(shí)受到阻力ff的大小。(2)若運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍,則c點(diǎn)所在圓弧的半徑r至少應(yīng)為多大。答案：1.a解析設(shè)拉力做功、克服摩擦力做功分別為wt、wf,木箱獲得的動(dòng)能為ek,根據(jù)動(dòng)能定理可知,wt-wf=ek,則ek<wt,選項(xiàng)a正確。2.a解析由a點(diǎn)到c點(diǎn),利用動(dòng)能定理可得mgh-(

9、mgcos45h+mgl)=0,解得=0.5,設(shè)沿bd斜面上升的最大高度為h,則由動(dòng)能定理可得mg(h-h)-mgcos45h-mgcos302h=0,解得h=(8-4)m。3.b解析汽車勻加速啟動(dòng)過(guò)程,由牛頓第二定律f-ff=ma,牽引力恒定,由p=fv,v=at,得p=fat,汽車的功率逐漸增加,當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí),此時(shí)物體的速度為v1=,以后汽車的功率不再變化,由p=fv,速度增加,牽引力減小,以后物體不能再做勻加速運(yùn)動(dòng),由f-ff=ma得加速度逐漸減小,故汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)f=ff時(shí),加速度減為零,速度達(dá)到最大值,vm=,故可得b項(xiàng)錯(cuò)誤,a、c、d項(xiàng)正確。4.c解析運(yùn)動(dòng)員

10、到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),其所受外力的合力向上,合力一定不為零,選項(xiàng)a錯(cuò)誤。對(duì)于運(yùn)動(dòng)員從開(kāi)始與跳板接觸到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能先增大后減小,跳板的彈性勢(shì)能一直在增加,選項(xiàng)b錯(cuò)誤,c正確。由動(dòng)能定理,wg-w板=0-,可知在這個(gè)過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員所受重力對(duì)她做的功小于跳板的作用力對(duì)她做的功,選項(xiàng)d錯(cuò)誤。5.c解析運(yùn)動(dòng)員做拋體運(yùn)動(dòng),從起跳至達(dá)到最大高度的過(guò)程中,豎直方向做加速度為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng),則t=0.4s豎直方向初速度vy=gt=4m/s。水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則vx=m/s=3.125m/s則起跳時(shí)的速度v0=5.1m/s設(shè)中學(xué)生的質(zhì)量為60kg,根據(jù)動(dòng)能定理得w=mv2=780j最接近的

11、是c選項(xiàng)。6.ad解析本題考查功能關(guān)系和功率的計(jì)算,意在考查學(xué)生對(duì)重力做功和重力功率的計(jì)算以及機(jī)械能變化的理解和應(yīng)用。重力做的功為wg=mgh,a正確?？諝庾枇ψ龉εc經(jīng)過(guò)的路程有關(guān),而小球經(jīng)過(guò)的路程大于,故克服空氣阻力做的功大于ff,b錯(cuò)誤。落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率為重力與沿重力方向的分速度的乘積,故落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率小于mgv,c錯(cuò)誤。重力做正功,重力勢(shì)能減少,空氣阻力做負(fù)功,機(jī)械能減少,d正確。7.ad解析當(dāng)速度最大時(shí),牽引力大小等于阻力,從題圖中可得當(dāng)速度為30m/s時(shí),牽引力為2103n,故阻力為2103n,a正確;根據(jù)p=fv可得f=p,故在開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)汽車以恒定功率運(yùn)動(dòng),功率為p

12、=fv=6104w,b錯(cuò)誤;當(dāng)牽引力達(dá)到6103n之后,牽引力恒定,故汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為a=2m/s2,c錯(cuò)誤;做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的末速度為v=10m/s,所以加速時(shí)間為t=5s,故d正確。8.bd解析汽車行駛過(guò)程中,所受地面的阻力對(duì)應(yīng)圖線的斜率大小,故阻力為ff=n=2000n,a錯(cuò)誤;汽車勻速行駛的速度vm可由=8105j求得vm=40m/s,故p額=fv=ffvm=80kw,b正確;由p額t-ffx=,x=500m可求得t=16.25s,c錯(cuò)誤;開(kāi)啟儲(chǔ)能裝置后,汽車減速的位移減小(11-8.5)102m=2.5102m,對(duì)應(yīng)的能量為2.51022000j=5105j,故d正確

13、。9.答案(1)m/s(2)1m/s(3)見(jiàn)解析解析(1)從a到b,由動(dòng)能定理得mgr=,解得v1=m/s。(2)從c到d做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向上有h=gt2,解得t=1s水平方向上有x1=v2t,v2=1m/s。(3)若物體在傳送帶上一直加速,到c點(diǎn)時(shí)速度為v3,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有=-2as,=2as,代入數(shù)據(jù)解得v3=3m/s,討論:a.若傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng):x=x1=1mb.若傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng):.當(dāng)0<v1m/s時(shí),x=x1=1m.當(dāng)1m/s<v3m/s時(shí),x=vt=v(x的大小與v的數(shù)值相同).當(dāng)v>3m/s時(shí),x=v2t=3m圖象如圖所示10.答案(1)3m(2)0.1mg

14、l解析(1)設(shè)開(kāi)始時(shí)細(xì)繩的拉力大小為ft1,傳感裝置的初始值為f1,物塊質(zhì)量為m0,由平衡條件得對(duì)小球,ft1=mg對(duì)物塊,f1+ft1=m0g當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60時(shí),設(shè)細(xì)繩的拉力大小為ft2,傳感裝置的示數(shù)為f2,據(jù)題意可知,f2=1.25f1,由平衡條件得對(duì)小球,ft2=mgcos60對(duì)物塊,f2+ft2=m0g聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)得m0=3m。(2)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)至最低位置時(shí)速度的大小為v,從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低位置的過(guò)程中,小球克服阻力所做的功為wf,由動(dòng)能定理得mgl(1-cos60)-wf=mv2在最低位置,設(shè)細(xì)繩的拉力大小為ft3,傳感裝置的示數(shù)為f3,根據(jù)題意可知,f3=0.6f1,對(duì)小球,由牛頓第二定律得ft3-mg=m對(duì)物塊,由平衡條件得f3+ft3=m0g聯(lián)立式,代