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2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷十五 功和機械能1（含解析） 一 、單選題（本大題共2小題。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題目要求的） 1.（xx新課標(biāo)2高考真題）一汽車在平直公路上行駛。從某時刻開始計時，發(fā)動機的功率P隨時間t的變化如圖所示。假定汽車所受阻力的大小f恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時間t變化的圖像中，可能正確的是 2.汽車越來越多的進人家庭，成為人們主要的代步交通工具，駕駛汽車需要考取駕駛證，考試中的一項內(nèi)容是半坡起步，設(shè)坡路的傾角為θ，一位考員從半坡由靜止以恒定功率P啟動，沿坡路向上行駛，車和人的總質(zhì)量為m，車所受阻力為支持力的k倍，坡路足夠長．重力加速度為g．下列說法正確的是（　　） 　 A． 汽車先做勻加速運動后做勻速運動 　 B． 汽車能達到的最大速度為 　 C． 汽車勻速運動時的牽引力大小等于kmgcosθ+mgsinθ 　 D． 汽車牽引力做的功等于汽車機械能的增加量 二 、多選題（本大題共5小題） 3.（xx江蘇高考真題）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連，彈簧水平且處于原長。圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度最大，到達C處的速度為零，AC=h。圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v，恰好能回到A；彈簧始終在彈性限度之內(nèi)，重力加速度為g，則圓環(huán) A．下滑過程中，加速度一直減小 B．下滑過程中，克服摩擦力做功為 C．在C處，彈簧的彈性勢能為 D．上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度 4. 如圖所示，一質(zhì)量為m的物體放在水平地面上,上端用一根原長為L、勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連.現(xiàn)用手拉彈簧的上端P緩慢向上移動.當(dāng)P點位移為H時，物體離開地面一段距離h，則在此過程中 A.拉彈簧的力對彈簧做功為mgH B.拉彈簧的力對彈簧做功為mgh + C.物體增加的重力勢能為mgH - D.物體增加的重力勢能為mgH 5. （xx?徐匯區(qū)二模）質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩物體放在同一水平面上，受到大小相同的水平力F的作用，各自由靜止開始運動．經(jīng)過時間t0，撤去A物體的外力F；經(jīng)過4t0，撤去B物體的外力F．兩物體運動的v﹣t關(guān)系如圖所示，則A、B兩物體（　　） 　 A． 與水平面的摩擦力大小之比為5：12 　 B． 在勻加速運動階段，合外力做功之比為4：1 　 C． 在整個運動過程中，克服摩擦力做功之比為1：2 　 D． 在整個運動過程中，摩擦力的平均功率之比為5：3 6.（xx?浦東新區(qū)一模）如圖所示，質(zhì)量為2kg的物體沿傾角為30的固定斜面勻減速上滑了2m距離，物體加速度的大小為8m/s2，（重力加速度g取10m/s2）．在此過程中（　?。? 　 A． 物體的重力勢能增加了40J B． 物體的機械能減少了12J 　 C． 物體的動能減少了32J D． 斜面克服摩擦力做了12J功 7.如圖所示，木塊質(zhì)量為M，放在光滑水平面上，一顆質(zhì)量為m的子彈以初速度v0水平射入木塊中，最后兩者一起以速度v勻速前進。已知子彈射入木塊的深度為d，平均阻力為f，木塊移動距離為s，則下列判斷正確的是( ) A.fd=- B.fd=- C.f(s+d)=- D. fs= 三 、簡答題（本大題共2小題） 8. 如圖所示，一輕繩繞過無摩擦的兩個輕質(zhì)小定滑輪О1、О2和質(zhì)量mP＝m的小球P連接，另一端質(zhì)量mQ＝m的小物塊Q連接，小物塊Q套于兩直桿AC、DE和一段圓弧CD組成的固定光滑軌道ABCDE上。直桿AC與豎直墻夾角θ＝45，直桿DE水平，兩桿分別與Ol為圓心，R為半徑的圓弧連接并相切于C、D兩點，軌道與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi)。直桿B點與兩定滑輪均在同一高度，重力加速度為g，小球運動過程中不會與其他物體相碰，現(xiàn)將小物塊Q從B點由靜止釋放，在C、D點時無機械能損失。試求： （1）小物塊Q的最大機械能（取B點所在的水平面為參考平面）； （2）小物塊Q滑至O1正下方D點時對圓弧軌道的彈力? （3）小物塊Q能到達DE桿最遠的位置距D的距離? 9. 在電場方向水平向右的勻強電場中，一帶電小球從A點豎直向上拋出，其運動的軌跡如圖所示，小球運動的軌跡上A、B兩點在同一水平線上，M為軌跡的最高點，小球拋出時的動能為8.0J，在M點的動能為6.0J，不計空氣的阻力，求： （1）小球水平位移x1與x2的比值： （2）小球落到B點時的動能EkB； （3）小球從A點運動到B點的過程中最小動能Ekmin。 xx萬卷作業(yè)卷（十五）答案解析 一 、單選題 1.【答案】A 【解析】由圖可知，汽車先以恒定功率P1起動，所以剛開始做加速度減小的加速度運動，后以更大功率P2運動，所以再次做加速度減小的加速運動，故A正確，B、C、D錯誤。 2. 考點： 功率、平均功率和瞬時功率；功能關(guān)系．. 分析： 根據(jù)P=Fv，結(jié)合v的變化判斷牽引力的變化，根據(jù)牛頓第二定律得出加速度的變化，從而得出汽車的運動規(guī)律，當(dāng)合力為零時，汽車的速度達到最大． 解答： A、根據(jù)P=Fv知，v增大，牽引力減小，根據(jù)牛頓第二定律得，a=，知加速度減小，汽車先做變加速運動，當(dāng)加速度減小到零，做勻速直線運動．故A錯誤． B、當(dāng)汽車所受的合力為零，速度達到最大，此時有：F=mgsinθ+kmgcosθ，則最大速度，故B錯誤． C、汽車勻速運動時，F(xiàn)=mgsinθ+kmgcosθ，故C正確． D、根據(jù)功能關(guān)系，除重力以外其它力做功等于機械能的增量，知牽引力和阻力做功的代數(shù)和等于機械能的增加量，故D錯誤． 故選：C． 點評： 解決本題的關(guān)鍵會根據(jù)汽車的受力分析汽車的運動規(guī)律，知道合力為零，汽車的速度達到最大． 二 、多選題 3.【答案】BD 【解析】A到B是加速運動，B處速度最大，加速度為O，由A→B加速度減小，過了B點之后，加速度開始增加，A項錯誤；從A到c，再從C到A，圓環(huán)的動能、勢能和彈簧的彈性勢能均沒有變化，所以，系統(tǒng)損失的機械能0.5mv等于克服摩擦力做的功，上、下滑過程中克服摩擦力做功相等，所以下滑過程克服摩擦力做的功為0.25mv，B項正確；由A到C，由能量守恒定律得到在C點時，彈簧的彈性勢能為mgh一0.25mv，C項錯誤；上滑摩擦力的方向與下滑摩擦力的方向相反，由牛頓運動定律和運動學(xué)知識可知上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度，D項正確。 4.【答案】BC 5.【答案】AC 考點： 功率、平均功率和瞬時功率；功的計算． 專題： 功率的計算專題． 分析： 根據(jù)兩物塊做勻加速運動和勻減速運動的過程，求出各自運動的加速度之比，根據(jù)牛頓運動定律的從而求出摩擦力之比； 速度時間圖線與時間軸所圍成的面積表示位移，根據(jù)加速階段和整個過程的面積比得出位移比，進而可求合外力做功和克服摩擦力做功之比； 由功率的定義式可得功率之比． 解答： 解：A、由圖象可得，A加速運動的加速度為，減速運動的加速度為，根據(jù)牛頓第二定律知 ① = ②由①②得f1=F B加速運動的加速度為，減速運動的加速度為，根據(jù)牛頓第二定律知 ③ ④ 由③④得f2=F 所以與水平面的摩擦力大小之比為F：=5：12，故A正確； B、合外力做功減速階段兩圖象的斜率相等，故加速度相等，而此時a=μg，故摩擦系數(shù)相同，由牛頓第二定律知，質(zhì)量之比等于摩擦力之比為5：12，在勻加速運動階段，合外力做功之比為等于末動能之比，為：=522：1212=5：3，故B錯誤； C、根據(jù)圖象面積表示位移知AB兩物體的位移之比為6：5，由W=Fs知在整個運動過程中，克服摩擦力做功之比（56）：（125）=1：2．故C正確； D、由P=知平均功率之比為=5：6，故D錯誤； 故選：AC． 點評： 解決本題的關(guān)鍵通過圖象得出勻加速運動和勻減速運動的加速度，根據(jù)牛頓第二定律，得出兩個力的大小之比，以及知道速度﹣時間圖線與時間軸所圍成的面積表示位移． 6.【答案】BC 考點： 動能定理的應(yīng)用；功能關(guān)系． 專題： 動能定理的應(yīng)用專題． 分析： 對物體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列式求解出摩擦力大小，然后根據(jù)功能關(guān)系列式求解． 解答： 解：A、重力勢能的增加量等于克服重力做的功，故△EP增=mg△h=2101=20J，故A錯誤； B、對物體受力分析，受重力、支持力、滑動摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有 mgsin30+f=ma 解得：f=ma﹣mgsin30=6N 機械能變化量等于除重力外其余力做的功，故△E減=f?S=6N2m=12J，故B正確； C、根據(jù)動能定理，有△EK=W=﹣mg?△h﹣fS=﹣32J，故C正確； D、斜面不動，故斜面克服摩擦力做功為零，故D錯誤； 故選BC． 點評： 本題關(guān)鍵是對物體受力分析后，根據(jù)牛頓第二定律求解出摩擦力，然后根據(jù)功能關(guān)系多次列式求解． 7.【答案】BD 三 、簡答題 8.解析：（1）當(dāng)物塊滑至C點時，P球下降至最低點，且此時， 由機械能守恒定律有： 其中 得： （2）小物塊從C到D過程中，小物塊做圓周運動，故繩子不做功，球P始終靜止，物塊Q機械能守恒， 則 解得： 在D點，物體受到繩子拉力T，軌道的支持力N，重力mg， 由牛頓第二定律： 對于P小球有： 得：，方向向上。 由牛頓第三定律：物塊對軌道的彈力，方向向下 （3）小物塊滑過D點后，小球P將上升，物塊Q滑離D最遠距離x，此時兩者速度均為零。P、Q組成的系統(tǒng)機械能守恒有： 解得： 9.試題分析：（1）小球在豎直方向做豎直上拋運動，根據(jù)對稱性得知，從A點至M點和從M點至B點的時間t相等，小球在水平方向上做初速為零的勻加速直線運動，設(shè)加速度為a，則 所以 （2）小球從A到M，由動能定理，可得水平方向上電場力做功 則小球從A到B，水平方向上電場力做功 由動能定理，可得小球落到B點時的動能為： 解得： （3）設(shè)小球所受的電場力為F，重力為G，由于合運動與分運動具有等時性，小球從A到M，則有： 水平方向上電場力做功 豎直方向上重力做功 由下圖可知，，則 則小球從A運動到B的過程中速度最小時速度一定與等效垂直，即圖中的P點，故：