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2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 功能關(guān)系、能量守恒提能專訓(xùn) 一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分．多選全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分) 1．(xx·新課標(biāo)全國卷Ⅱ)取水平地面為重力勢能零點(diǎn)．一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點(diǎn)其動能與重力勢能恰好相等．不計(jì)空氣阻力．該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角為(　　) A. B. C. D. 答案：B 解析：設(shè)物塊水平拋出的初速度為v0，高度為h，根據(jù)題意在拋出點(diǎn)動能與重力勢能相等有mv＝mgh，即v0＝.物塊在豎直方向上的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動，故落地時的豎直分速度vy＝＝vx＝v0，則該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角θ＝，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯誤． 2．(xx·甘肅天水一中段考)質(zhì)量為m的物體，從距地面h高處由靜止開始以加速度a＝g豎直下落到地面，在此過程(　　) A．物體的動能增加mgh B．物體的重力勢能減少mgh C．物體的機(jī)械能減少mgh D．物體的機(jī)械能保持不變 答案：A 解析：物體動能的增加等于合外力的功W＝mah＝mgh，A項(xiàng)正確；物體的重力勢能的減少量等于重力做的功WG＝mgh，B項(xiàng)錯誤；物體除重力之外的其他力做功為WF＝－(mg－ma)h＝－mgh，所以機(jī)械能的減少量為mgh，選項(xiàng)C、D錯誤． 3. (多選)如圖，一固定斜面傾角為30°，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運(yùn)動，加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物塊上升的最大高度為H，則此過程中，物塊的(　　) A．動能損失了2mgH B．動能損失了mgH C．機(jī)械能損失了mgH D．機(jī)械能損失了mgH 答案：AC 解析：小物塊向上做勻減速直線運(yùn)動，合外力沿斜面向下，由牛頓第二定律得F合＝ma＝mg，根據(jù)動能定理知損失的動能等于F合s＝＝2mgH，A項(xiàng)對，B項(xiàng)錯；小物塊在向上運(yùn)動過程中，重力勢能增加了mgH，而動能減少了2mgH，故機(jī)械能損失了mgH，C項(xiàng)對，D項(xiàng)錯． 4. 如圖所示，跳水運(yùn)動員最后踏板的過程可以簡化為下述模型：運(yùn)動員從高處落到處于自然狀態(tài)的跳板上，隨跳板一同向下做變速運(yùn)動到達(dá)最低點(diǎn)．對于運(yùn)動員從開始與跳板接觸到運(yùn)動至最低點(diǎn)的過程，下列說法中正確的是(　　) A．運(yùn)動員到達(dá)最低點(diǎn)時，其所受外力的合力為零 B．在這個過程中，運(yùn)動員的動能一直在減小 C．在這個過程中，跳板的彈性勢能先增加后減少 D．在這個過程中，運(yùn)動員所受重力對她做的功小于跳板的作用力對她做的功的絕對值 答案：D 解析：運(yùn)動員到達(dá)最低點(diǎn)時，其所受外力的合力方向向上，合力一定大于零，選項(xiàng)A錯誤；從開始與跳板接觸到運(yùn)動至最低點(diǎn)的過程，運(yùn)動員的動能先增大后減小，跳板的彈性勢能一直在增加，選項(xiàng)B、C錯誤；從開始與跳板接觸到運(yùn)動至最低點(diǎn)的過程，由動能定理可知運(yùn)動員所受重力對她做的功與跳板的作用力對她做的功(負(fù)功)之和等于動能的變化，可得運(yùn)動員所受重力對她做的功小于跳板的作用力對她做的功的絕對值，選項(xiàng)D正確． 5. (xx·沈陽模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的物體在水平傳送帶上由靜止釋放，傳送帶由電動機(jī)帶動，始終保持以速度v勻速運(yùn)動，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，物體過一會兒能保持與傳送帶相對靜止，對于物體從靜止釋放到相對靜止這一過程中，下列說法正確的是(　　) A．電動機(jī)做的功為mv2 B．摩擦力對物體做的功為mv2 C．傳送帶克服摩擦力做的功為mv2 D．電動機(jī)增加的功率為μmgv 答案：D 解析：由能量守恒，電動機(jī)做的功等于物體獲得的動能和由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能，選項(xiàng)A錯誤；對物體受力分析知，僅有摩擦力對物體做功，由動能定理知，選項(xiàng)B錯誤；傳送帶克服摩擦力做的功等于摩擦力與傳送帶對地位移的乘積，可知這個位移是物體對地位移的兩倍，即W＝mv2，選項(xiàng)C錯誤；由功率公式知傳送帶增加的功率為μmgv，選項(xiàng)D正確． 6．將一物體豎直向上拋出，物體上升到最高點(diǎn)后又落回拋出點(diǎn)．此過程中物體上升的最大高度為H，所受空氣阻力大小恒為f.下列說法正確的是(　　) A．拋出后的瞬間與落回拋出點(diǎn)的瞬間，重力的瞬時功率相同 B．上升與下落過程中動能的變化量相等 C．上升與下落過程中重力做功相同 D．上升與下落過程中機(jī)械能的損失相等 答案：D 解析：上升與下落過程，空氣阻力均做負(fù)功，且所做負(fù)功大小相等，由功能關(guān)系知，上升與下落過程機(jī)械能的損失相等，選項(xiàng)D正確；因?yàn)榭諝庾枇σ恢弊鲐?fù)功，所以物體的機(jī)械能不斷減少，故物體落回拋出點(diǎn)時的速度小于拋出時的速度，落回拋出點(diǎn)時重力的瞬時功率較小，選項(xiàng)A錯誤；上升過程合外力做功(G＋f)h，下落過程合外力做功(G－f)h，故上升過程合外力做功多，由動能定理知，上升過程物體的動能變化量大，選項(xiàng)B錯誤；上升過程重力做負(fù)功，而下落過程重力做正功，選項(xiàng)C錯誤． 7．(xx·吉林市期末)如圖所示，小木塊可以分別從固定斜面沿左邊或右邊由靜止開始滑下，且滑到水平面上的A點(diǎn)或B點(diǎn)停下．假定小木塊和斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平緩連接，圖中水平面上的O點(diǎn)位于斜面頂點(diǎn)正下方，則(　　) A．距離OA等于OB B．距離OA大于OB C．距離OA小于OB D．無法作出明確的判斷 答案：A 解析：設(shè)斜面傾角為θ，高為h，物塊質(zhì)量為m，根據(jù)動能定理，mgh－μmgcos α－μmgx＝0 變形可得x＋＝，即OA＝，與傾角無關(guān)，所以O(shè)A＝OB，A項(xiàng)正確． 8．(xx·淄博市期末統(tǒng)測)半徑為r和R(rOB，現(xiàn)將該桿靜置于水平方向，放手后兩球開始運(yùn)動，已知兩球在運(yùn)動過程受到大小始終相同的空氣阻力作用，則從開始運(yùn)動到桿轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中，以下說法正確的是(　　) A．兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B．B球克服重力做的功等于B球重力勢能的增加 C．重力和空氣阻力對A球做功代數(shù)和等于它的動能增加 D．A球克服空氣阻力做的功大于B球克服空氣阻力做的功 答案：BD 解析：由于有空氣阻力作用，兩球和輕桿組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，A項(xiàng)錯誤；重力做功僅僅和重力勢能相聯(lián)系，B球克服重力做的功等于B球重力勢能的增加，B項(xiàng)正確；根據(jù)動能定理，合外力的功等于動能的變化，對A球做功的力有重力、空氣阻力和輕桿的作用力，C項(xiàng)錯誤；由于OA>OB，且兩球在運(yùn)動過程受到大小始終相同的空氣阻力作用，所以克服空氣阻力做的功W＝Ff××2πr＝Ffπr，故D項(xiàng)正確． 二、計(jì)算題(本題包括4小題，共52分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分) 13．(xx·廣東深圳一模)(12分)如圖甲所示，在傾角為37°的粗糙斜面的底端，一質(zhì)量m＝1 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊壓縮一輕彈簧并鎖定，滑塊與彈簧不相連．t＝0時解除鎖定，計(jì)算機(jī)通過傳感器描繪出滑塊的速度—時間圖象如圖乙所示，其中Oab段為曲線，bc段為直線，在t1＝0.1 s時滑塊已上滑s＝0.2 m 的距離，g取10 m/s2.求： (1)物體離開彈簧后在圖中bc段對應(yīng)的加速度a及動摩擦因數(shù)μ的大小； (2)t2＝0.3 s和t3＝0.4 s時滑塊的速度v1、v2的大??； (3)鎖定時彈簧具有的彈性勢能Ep. 答案：(1)10 m/s2　0.5 　(2)0　0.2 m/s　(3)4 J 解析：(1)由題中圖象可知0.1 s物體離開彈簧向上做勻減速運(yùn)動，加速度的大小 a＝ m/s2＝10 m/s2 根據(jù)牛頓第二定律，有 a＝＝10 m/s2 解得：μ＝0.5. (2)根據(jù)速度—時間公式，得： t2＝0.3 s時的速度大小v1＝v0－at＝1 m/s－10×0.1 m/s＝0. 0．3 s后滑塊開始下滑，下滑的加速度 a′＝＝2 m/s2 t2＝0.4 s時的速度大小v2＝a′t′＝2×0.1 m/s＝0.2 m/s. (3)由功能關(guān)系可得： Ep＝mv2＋mgssin 37°＋μmgscos 37°＝4 J. 14．(12分)一個平板小車置于光滑水平面上，其右端恰好和一個光滑圓弧軌道AB的底端等高對接，如圖所示．已知小車質(zhì)量M＝2 kg，小車足夠長，圓弧軌道半徑R＝0.8 m．現(xiàn)將一質(zhì)量m＝0.5 kg的小滑塊，由軌道頂端A點(diǎn)無初速度釋放，滑塊滑到B端后沖上小車．滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2.(取g＝10 m/s2)試求： (1)滑塊到達(dá)B端時，對軌道的壓力大??； (2)小車運(yùn)動2 s時，小車右端距軌道B端的距離； (3)滑塊與車面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能． 答案：(1)15 N　(2)0.96 m　(3)3.2 J 解析：(1)滑塊從A端下滑到B端時速度大小為v0，由動能定理得mgR＝mv，v0＝4 m/s 在B點(diǎn)對滑塊由牛頓第二定律得FN－mg＝m 解得軌道對滑塊的支持力FN＝3mg＝15 N 由牛頓第三定律得，滑塊對軌道的壓力大小FN′＝15 N (2)滑塊滑上小車后，由牛頓第二定律 對滑塊：－μmg＝ma1，得a1＝－2 m/s2 對小車：μmg＝Ma2，得a2＝0.5 m/s2 設(shè)經(jīng)時間t后兩者達(dá)到共同速度，則有v0＋a1t＝a2t 解得t＝1.6 s 由于t＝1.6 s＜2 s．故1.6 s后小車和滑塊一起勻速運(yùn)動，速度v＝a2t＝0.8 m/s 因此，2 s時小車右端距軌道B端的距離為 x＝a2t2＋v(2－t)＝0.96 m (3)滑塊相對小車滑動的距離為Δx＝t－t＝3.2 m 所以產(chǎn)生的內(nèi)能Q＝μmgΔx＝3.2 J 15．(14分)如圖所示，在粗糙水平面上豎直固定半徑為R＝6 cm的光滑圓軌道．質(zhì)量為m＝4 kg的物塊靜止放在粗糙水平面上A處，物塊與水平面的動摩擦因數(shù)μ＝0.75，A與B的間距L＝0.5 m．現(xiàn)對物塊施加大小恒定的拉力F使其沿粗糙水平面做直線運(yùn)動，到達(dá)B處將拉力F撤去，物塊沿豎直光滑圓軌道運(yùn)動．若拉力F與水平面夾角為θ時，物塊恰好沿豎直光滑圓軌道通過最高點(diǎn)，重力加速度g取10 m/s2，物塊可視為質(zhì)點(diǎn)．求： (1)物塊到達(dá)B處時的動能； (2)拉力F的最小值及與水平方向的夾角θ. 答案：(1)6 J　(2)33.6 N　37° 解析：(1)設(shè)物塊到達(dá)豎直光滑軌道最高點(diǎn)的速度為v，則有mg＝m① 物塊從B處沿光滑圓軌道運(yùn)動到最高點(diǎn)，因?yàn)闄C(jī)械能守恒，取B為零勢能點(diǎn)， 所以EkB＝2mgR＋mv2② 聯(lián)立①②得EkB＝mgR＝6 J 所以物塊到達(dá)B處時的動能EkB＝6 J (2)物塊從A運(yùn)動到B，根據(jù)動能定理有 FLcos θ－μ(mg－Fsin θ)L＝EkB 解得F＝＝ 由數(shù)學(xué)知識可知，當(dāng)θ＝37°時，F(xiàn)的最小值為33.6 N 16．(14分)如圖，水平傳送帶以恒定的速度v0＝2 m/s勻速向右傳動，傳送帶左右兩端點(diǎn)P、Q之間的距離為L＝4 m．有一個質(zhì)量m＝2 kg的小物體(視為質(zhì)點(diǎn))，自右端Q點(diǎn)以某一初速度v沿著皮帶向左滑行，恰好未能從左端P點(diǎn)滑出，繼而回頭向右從Q點(diǎn)滑離．物體與皮帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2.(g取10 m/s2) (1)物體的初速度v等于多少？它回頭從Q點(diǎn)滑離時的速度為多大？ (2)物體從Q出發(fā)再返回Q皮帶摩擦力對物體做了多少功？ (3)物體從Q出發(fā)再返回Q所經(jīng)歷的時間為多少？ 答案：(1)4 m/s　2 m/s　(2)－12 J　(3)4.5 s 解析：(1)物體恰未從P點(diǎn)滑出，表示到P點(diǎn)時物體的速度為0，由動能定理得－μmgL＝0－mv2 解得v＝4 m/s 設(shè)物體從P點(diǎn)向右運(yùn)動到G點(diǎn)時與皮帶速度相同，位移為x，所以 μmgx＝mv x＝1 m

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