2013屆高三物理第二輪復習專題四 功和能、動量

PAGEPAGE7南海區(qū)2012屆高三物理專題訓練題專題四《功和能、動量》選編：南海中學陳業(yè)軍一、單選題(共12題)1．質量為m的物體從靜止以g的加速度豎直上升h，對該過程下列說法中正確的是()A．物體的機械能增加mghB．物體的機械能減少mghC．重力對物體做功mghD．物體的動能增加mgh1.D2．小明同學騎電動自行車沿平直公路行駛，因電瓶“沒電”，故改用腳蹬車勻速前行。設小明與車的總質量為100kg，騎行過程中所受阻力恒為車和人總重的0.02倍，g取l0m/s2。通過估算可知，小明騎此電動車做功的平均功率最接近A．10WB．100WC．300WD．500W2.B3．關于機械能守恒定律適用條件，下列說法中正確的是()A．做勻速直線運動的物體機械能一定守恒B．合外力為零，機械能守恒C．合外力的功為零，機械能守恒D．只有重力做功時，機械能守恒3.D4．一只蘋果從樓上某一高度自由下落，蘋果在空中依次經過三個完全相同的窗戶1、2、3。圖5中直線為蘋果在空中的運動軌跡．若不計空氣阻力的影響，以下說法正確的是A．蘋果通過第3個窗戶所用的時間最長B．蘋果通過第1個窗戶的平均速度最大C．蘋果通過第3個窗戶重力做的功最大D．蘋果通過第1個窗戶重力的平均功率最小4.D5．如右圖所示，物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運動。監(jiān)測到推力F、物體速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖所示。取g=10m/s2，則（）A．第1s內推力做功為1JB．第2s內物體克服摩擦力做的功W=2.0JC．第1.5s時推力F的功率為2WD．第2s內推力F做功的平均功率5.B6．（A．120km/B．240kmC．360kmD．480km/h6.C7．如圖所示，斜面AB、DB動摩擦因數相同．可視為質點的物體分別沿AB、DB從斜面頂端由靜止下滑到底端，下列說法正確的是()A．物體沿斜面DB滑動到底端時動能較大B．物體沿斜面AB滑動到底端時動能較大C．物體沿斜面DB滑動過程中克服摩擦力做的功較多D．物體沿斜面AB滑動過程中克服摩擦力做的功較多7.B8．）如圖所示，木塊B與水平彈簧相連放在光滑水平面上，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊B內，入射時間極短，而后木塊將彈簧壓縮到最短．關于子彈和木塊組成的系統，下列說法中正確的是（） ①子彈射入木塊的過程中系統動量守恒 ②子彈射入木塊的過程中系統機械能守恒 ③木塊壓縮彈簧過程中，系統總動量守恒 ④木塊壓縮彈簧過程中，子彈、木塊和彈簧組成的系統機械能守恒 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④8.C9．籃球運動員通常伸出雙手迎接傳來的籃球．接球時，兩手隨球迅速收縮至胸前。這樣做可以（）A．減小球對手的沖量B．減小球對人的沖擊力C．減小球的動量變化量D．減小球的動能變化量9.B10．兩輛質量相同的小車A和B，置于光滑水平面上，一人站在A車上，兩車均靜止.若這個人從A車跳到B車，接著又跳回A車，仍與A車保持相對靜止，則此時A車的速率（） A．等于零 B．小于B車的速率C．大于B車的速率 D．等于B車的速率10.B11．在高速公路上發(fā)生一起交通事故,一輛質量為1500kg向南行駛的長途客車迎面撞上了一輛質量為3000kg向北行駛的卡車,碰后兩輛車接在一起,并向南滑行了一段距離后停止.根據測速儀的測定,長途客車在碰前以20m/s的速率行駛.由此可判斷卡車碰前的行駛速率()A.小于10m/sB.大于10m/s,小于20m/sC.大于20m/s,小于30m/sD.大于30m/s,小于40m/s11.A12．.如圖所示，設車廂長為L，質量為M，靜止在光滑水平面上，車廂內有一質量為m的物體，以速度vo向右運動，與車廂壁來回碰撞幾次后，靜止于車廂中，這時車廂的速度為()A.vo,水平向右B.0C.,水平向右D.，水平向右12.C二、雙選題(共14題)1．物體在豎直向上的拉力和重力的作用下豎直向上運動，運動的v－t圖像如圖所示．則t/st/sOv12345B．物體所受拉力是變力C．第1s末和第4s末拉力的功率相等D．第5s末物體離出發(fā)點最遠1.BD2．質量為m的物體靜止在粗糙的水平地面上?，F用一水平拉力使物體從靜止開始運動，其運動的v-t圖象如圖所示。下列關于物體運動過程，分析正確的是（）A．0~t1內拉力逐慚減小B．0~t1內拉力對物體做負功C．在t1~t2時間內拉力的功率為零D．在t1~t2時間內合外力做功為零2.ADBA3．如圖所示，跳水運動員最后踏板的過程可以簡化為下述模型：運動員從高處落到處于自然狀態(tài)的跳板（A位置）上，隨跳板一同向下做變速運動到達最低點（B位置）。對于運動員從開始與跳板接觸到運動至最低點BA A．運動員到達最低點時，其所受外力的合力為零 B．在這個過程中，運動員的動能一直在減小 C．在這個過程中，跳板的彈性勢能一直在增加 D．在這個過程中，運動員所受重力對他做的功小于跳板的作用力對他做的功3.CD4．運動員站在高臺上，雙手緊握鏈條的一端，鏈條另一端拴一重鏈球，重鏈球在水平面內做圓周運動，在轉速不斷增大的過程中，某時刻突然松手，鏈球水平飛出。設空氣阻力不計，則A．松手前，鏈條的拉力對小球不做功B．松手前，鏈條的拉力對小球做功C．鏈球飛出后飛行時間與松手時球的速率無關D．鏈球飛出的水平距離僅由松手時球的速率決定4.BC5．如圖所示，在國際泳聯大獎賽羅斯托克站中，中國選手彭健烽在男子3米板預賽中以431.60分的總成績排名第一，晉級半決賽。若彭健烽的質量為m，他入水后受到水的阻力而做減速運動，設水對他的阻力大小恒為F，在水中下降高度h的過程中，他的（g為當地重力加速度）（）A．重力勢能減少了mghB．動能減少了FhC．機械能減少了（F+mg）hD．機械能減少了Fh5.AD6．如圖所示，卷揚機的繩索通過定滑輪用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動。在移動過程中，下列說法正確的是A.F對木箱做的功等于木箱增加的機械能與木箱克服摩擦力所做的功之和B.F對木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C.木箱增加的機械能等于力F、重力及摩擦力對木箱所做的功之和D.木箱增加的動能等于力F、重力及摩擦力對木箱所做的功之和6.CD7．如圖所示，豎直向上的勻強電場中，絕緣輕質彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質量為m的帶正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力F將小球向下壓至某位置靜止．現撤去F，小球從靜止開始運動到離開彈簧的過程中，重力、電場力對小球所做的功分別為W1和W2，小球離開彈簧時速度為v，不計空氣阻力，則上述過程中()A．小球與彈簧組成的系統機械能守恒B．小球的重力勢能增加－W1C．小球的機械能增加W1＋eq\f(1,2)mv2D．小球的電勢能減少W27.BD8．下列關于功和機械能的說法，正確的是A．在有阻力作用的情況下，物體重力勢能的減少不等于重力對物體所做的功B．合力對物體所做的功等于物體動能的改變量C．物體的重力勢能是物體與地球之間的相互作用勢能，其大小與勢能零點的選取有關D．運動物體動能的減少量一定等于其重力勢能的增加量8.BC9如圖所示長木板A放在光滑的水平地面上，物體B以水平速度沖上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，則從B沖到木板A上到相對板A靜止的過程中，下述說法中正確是（）A．物體B動能的減少量等于系統損失的機械能B．物體B克服摩擦力做的功等于系統內能的增加量C．物體B損失的機械能等于木板A獲得的動能與系統損失的機械能之和D．摩擦力對物體B做的功和對木板A做的功的總和等于系統內能的增加量9.CD10．質量為1kg的小球以4m/s的速度與質量為2kg的靜止小球正碰，關于碰后的速度和，下面哪些是可能正確的（）A．B．C．D．10.AB11．如圖所示，兩物體A、B用輕質彈簧相連靜止在光滑水平面上，現同時對A、B兩物體施加等大反向的水平恒力F1、F2，使A、B同時由靜止開始運動，在運動過程中，對A、B兩物體及彈簧組成的系統，正確的說法是（彈簧不超過其彈性限度）（）A．動量始終守恒B．機械能不斷增加C．當彈簧伸長到最長時，系統的機械能最大D．當彈簧彈力的大小與F1、F2的大小相等時，A、B兩物速度為零11.AC12．如圖所示，兩個質量不相等的小車中間夾一被壓縮的輕彈簧，現用兩手分別按住小車，使它們靜止在光滑水平面上.在下列幾種釋放小車的方式中，說法正確的是()A.若同時放開兩車，則此后的各狀態(tài)下，兩小車的加速度大小一定相等B.若同時放開兩車，則此后的各狀態(tài)下，兩小車的動量大小一定相等C.若先放開左車，然后放開右車，則此后的過程中，兩小車和彈簧組成的系統總動量向左D.若先放開左車，然后放開右車，則此后的過程中，兩小車和彈簧組成的系統總動量向右12.BC13．.質量為m的小球A在光滑的水平面上以速度v與靜止在光滑水平面上的質量為2m的小球B發(fā)生正碰,碰撞后,A球的動能變?yōu)樵瓉淼?/9,那么碰撞后BA. B. C. D.13.AB14．A、B兩物體在光滑水平面上沿同一直線運動，圖表示發(fā)生碰撞前后的vt圖線，由圖線可以判斷()A.A、B的質量比為2∶3B.A、B作用前后總動量守恒wC.A、B作用前后總動量不守恒D.A、B作用前后總動能不變14.BD三、計算題(共10題)1.(18分)如下圖所示，設AB段是距水平傳送帶裝置高為H=1.5m的粗糙斜面，水平段BC使用水平傳送帶裝置，BC長L=5m，與貨物間的摩擦因數為μ=0.4，皮帶輪的半徑為R=0.2m，轉動的角速度為ω=15rad/s。設質量為m=1kg的小物塊由靜止開始從A點下滑，經過B點的拐角處無機械能損失，從B點運動到C點所用時間是1.5s，且知貨物從B點開始做勻減速運動，到達C點前已相對傳送帶靜止，試求貨物在斜面上運動時克服摩擦力所做的功。（g取10m/s2）【解析】水平傳送帶的速度為v0=Rω=3m/s（2分）由牛頓第二定律，得μmg=ma（2分）又v0=vB-at1（2分）（2分）L-L1=v0t2（2分）t1+t2=t（2分）由動能定理，得（4分）聯立解得Wf=2.5J（2分）2.(18分)質量為M=1kg足夠長的木板放在水平地面上，木板左端放有一質量為m=1kg大小不計的物塊，木板與地面間的動摩擦因數μ1=0.1，物塊與木板間的動摩擦因數μ2=0.3。開始時物塊和木板都靜止，現給物塊施加一水平向右的恒力F=6N，當物塊在木板上滑過1m的距離時，撤去恒力F。（設最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，取g=10m/s2）（1）求力F做的功；（2）求整個過程中長木板在地面上滑過的距離?！窘馕觥浚?）對（1分）解得：（1分）設拉力F的作用時間為t，則m的位移（1分）對（1分）解得：（1分）M的位移：（1分）（1分）解得：t=1s,（1分）x=1.5m（1分）拉力F做的功：W=F·x=9J（1分）（2）撤去力F時，物塊m和長木板的速度v和=3m/s=1m/s（1分）此后，物塊m減速，M加速，設經過時間為，共同速度為對（1分）對（1分）（1分）解得：（1分）m和M一起減速，直到靜止。設位移為對m和M：（1分）（1分）解得：木板M的位移：=2.25m（1分）3.(18分)如下圖所示，讓擺球從圖中的C位置由靜止開始擺下，擺到最低點D處，擺線剛好被拉斷，小球在粗糙的水平面上由D點向左做勻減速運動，到達小A孔進入半徑R=0.3m的豎直放置的光滑圓弧軌道，當擺球進入圓軌道立即關閉A孔。已知擺線長L=2m，，小球質量為m=0.5kg，D點與小孔A的水平距離s=2m，g取10m/s2。試求：（1）求擺線能承受的最大拉力為多大？（2）要使擺球能進入圓軌道并且不脫離軌道，求粗糙水平面摩擦因數μ的范圍?！敬鸢浮浚?）10N（2）0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125【解析】（1）當擺球由C到D運動機械能守恒：（2分）由牛頓第二定律可得：（2分）可得：Fm=2mg=10N（1分）小球不脫圓軌道分兩種情況：①要保證小球能達到A孔，設小球到達A孔的速度恰好為零，由動能定理可得：（2分）可得：μ1=0.5（1分）若②若小球能過圓軌道的最高點則不會脫離軌道，在圓周的最高點由牛頓第二定律可得：（1分）由動能定理可得：（2分）解得：μ3=0.125（1分）綜上所以摩擦因數μ的范圍為：0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125（1分）4.(18分)如圖所示，一粗糙水平軌道與一光滑的1/4圓弧形軌道在A處相連接。圓弧軌道半徑為R，以圓弧軌道的圓心O點和兩軌道相接處A點所在豎直平面為界，在其右側空間存在著平行于水平軌道向左的勻強電場，在左側空間沒有電場?，F有一質量為m、帶電量為+q的小物塊（可視為質點），從水平軌道的B位置由靜止釋放，結果，物塊第一次沖出圓形軌道末端C后還能上升的最高位置為D，且，已知物塊與水平軌道間的動摩擦因素為μ，B離A處的距離為x=2.5R（不計空氣阻力），求：（1）物塊第一次經過A點時的速度；（2）勻強電場的場強大??；（3）物塊在水平軌道上運動的總路程?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】（1）對物體由A至D運用動能定理得：（4分）（2分）（2）對物體由B至A運用動能定理得：（4分）解得（2分）（3）對物體全過運用動能定理得：（4分）解得（2分）5.(18分)）如圖所示的裝置中,兩個光滑定滑輪的半徑很小,表面粗糙的斜面固定在地面上,現用一根伸長量可以忽略的輕質細繩跨過定滑輪連接可視為質點的甲、乙兩物體,其中甲放在斜面上且連線與斜面平行,乙懸在空中,放手后,甲、乙均處于靜止狀態(tài).當一水平向右飛來的子彈擊中乙(未穿出)后,子彈立即和乙一起在豎直平面內來回運動,若乙在擺動過程中,懸線偏離豎直方向的最大偏角為α=60°,整個過程中,甲均未動,且乙經過最高點(此時乙沿繩方向的合外力為零)和最低點時,甲在斜面上均即將滑動.已知乙的重心到懸點O的距離為l=0.9m,乙的質量為m乙=0.99kg,子彈的質量m=0.01kg,重力加速度g取10m/s2.求:(1)子彈射入乙前的速度大小;(2)斜面對甲的最大靜摩擦力.解析:(1)設子彈射入乙物體前的速度大小為v0,射入后共同速度的大小為v.子彈擊中乙的過程中,據動量守恒有mv0=(m+m乙)v①(3分)乙擺到最高點的過程中,由機械能守恒有②(3分)聯立①②解得v0=300m/s.(2分)(2)設甲物體的質量為m甲,所受的最大靜摩擦力為f,斜面的傾角為θ,當乙物體運動到最高點時,繩子上的彈力設為T1T1=(m+m乙)gcosα③(2分)此時甲物體恰好不下滑,由平衡條件有m甲gsinθ=f+T1④(2分)當乙物體運動到最低點時,繩子上的彈力設為T2由牛頓第二定律有⑤(2分)此時甲物體恰好不上滑,由平衡條件有m甲gsinθ+f=T2⑥(2分)聯立解得f=7.5N.(2分)BOv0ACmM6.(18分)如圖所示，質量M=2kg的小車，靜止在光滑的水平面上.車上AB段是一條直線段，長度L=1m；BC部分是一光滑的eq\f(1,4)圓弧軌道，半徑足夠大.今有質量m=1kg的金屬滑塊以水平速度v0=5m/s沖上小車，它與小車AB段間的動摩擦因數μ=0.3.試求小車所獲得的最大速度.(BOv0ACmM6.解：(1)假設滑塊未滑到B點時已與小車具有共同的速度v，二者的相對位移為L′，根據動量守恒定律有：mv0=(M+m)v(2分)根據功能關系有：μmgL′=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)-eq\f(1,2)(M+m)veq\o\al(2,)(2分)聯立兩式解得：L′=eq\f(25,9)m>L(2分)由L′>L可知滑塊能滑到B點，并能進入圓弧軌道.(2分)所以小車最大速度對應的狀態(tài)是：滑塊相對小車從圓弧軌道下滑到B點，設此時滑塊與小車的速度分別為v1、v2，取水平向右為正方向，根據動量守恒定律有：mv0=mv1+Mv2(2分)根據功能關系有：μmgL=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)-eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)-eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)(2分)聯立兩式解得：v2=3m/s或v2=eq\f(1,3)m/s(2分)因為共同速度v=eq\f(5,3)m/s，所以v2=eq\f(1,3)m/s不合題意，舍去(2分)小車的最大速度為v2=3m/s.(2分)7.(18分)如圖所示，一位質量m=60kg參加“挑戰(zhàn)極限”的業(yè)余選手，要越過一寬度為s=2.5m的水溝，躍上高為H=2.0m的平臺，采用的方法是：人手握一根長L=3.25m的輕質彈性桿一端，從A點由靜止開始勻加速助跑，至B點時，桿另一端抵在O點的阻擋物上，接著桿發(fā)生形變、同時腳蹬地，人被彈起，離地時重心高h=0.8m，到達最高點時桿處于豎直，人的重心在桿的頂端。運動過程中空氣阻力可忽略不計。（取g=10m/s2）（1）第一次試跳，人恰能到達最高點，則人在B點離開地面時的速度v1是多少？（2）第二次試跳，人在最高點放開桿水平飛出后，恰好趴落到平臺邊緣，則人在最高點飛出時速度v2至少多大？OHABs（3）設在第二次試跳中，人跑到B點時速度大小為vOHABs【解析】（1）由機械能守恒定律，得 (3分) (2分)(2)人飛出作平拋運動，最高點速度v最小時人剛好落在平臺上，則 (2分)s=vt (2分)解得 (3分)(3)設蹬地瞬間人做功W，由動能定理，有 (4分) (2分)8.(18分)如圖所示，MN是一固定在水平地面上足夠長的絕緣平板（右側有擋板），整個空間有平行于平板向左、場強為E的勻強電場，在板上C點的右側有一個垂直于紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場，一個質量為m、帶電量為-q的小物塊，從C點由靜止開始向右先做加速運動再做勻速運動．當物體碰到右端擋板后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場，小物塊返回時在磁場中恰做勻速運動，已知平板NC部分的長度為L，物塊與平板間的動摩擦因數為μ，求：LMNELMNECB（2）小物塊與右端擋板碰撞過程損失的機械能；（3）最終小物塊停在絕緣平板上的位置．【解析】（1）設小物塊向右勻速運動時的速度大小為v1，由平衡條件有 ①（2分） 設小物塊在向右運動過程中克服摩擦力做的功為W，由動能定理有 ②（2分） 由①②式解得 ③（2分） ④（2分）（2）設小物塊返回時在磁場中勻速運動的速度大小為v2，與右端擋板碰撞過程損失的機械能為，則有 ⑤（2分） ⑥（2分）由③⑤⑥式解得 ⑦（2分）（3）設最終小物塊停止的位置在板上C點左側x距離處，由能量守恒定律有 ⑧（2分）由⑤⑧式解得 ⑨（2分）9.(18分)如圖所示，A、B兩球質量均為m，之間有壓縮的輕短彈簧處于鎖定狀態(tài)。彈簧的長度、兩球的大小均忽略，整體視為質點，該裝置從半徑為R的豎直光滑圓軌道左側與圓心等高處由靜止下滑，滑至最低點時，解除對彈簧的鎖定狀態(tài)之后，B球恰好能到達軌道最高點。（1）求彈簧處于鎖定狀態(tài)時的彈性勢能。（2）求A上升的最大高度。（答案可以保留根號）16.解析：設A、B系統滑到圓軌道最低點時的速度為v0，解除彈簧鎖定后A、B的速度分別為vA、vB，B到軌道最高點的速度為v。（1）