2019高考物理二輪復習小題狂做專練(打包31套).zip
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11 功和功率、動能定理的應用
一、單選題
1.【河北省邢臺市2018學年高考模擬】如圖所示。質(zhì)量m=10kg的物體在F=100N斜向下的推力作用下,沿水平面以v=1m/s的速度勻速前進x=1m,已知F與水平方向的夾角θ=30°,重力加速度g=10m/s2,則( )
A.推力F做的功為100J
B.推力F的功率為100W
C.物體克服摩擦力做功為50J
D.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為33
2.【浙江省嘉興市2019屆高三普通高校招生選考科目教學測試物理試題】某電動汽車電池組電能儲存容量為9kw·h,以90km/h勻速行駛的續(xù)航總里程為400km。假設(shè)汽車行駛時受到的阻力與其速度平方成正比,則該車以
A.90km/h勻速行駛時的輸出功率約為30kW
B.90km/h勻速行駛時的牽引力約為700N
C.108km/h勻速行駛時的輸出功率約為35kW
D.108km/h勻速行駛時的牽引力約為810N
3.【云南省曲靖市第一中學2019屆高三9月高考復習質(zhì)量監(jiān)測卷二物理試題】如圖所示,物體在斜向上的恒定拉力F作用下,從靜止開始沿粗糙水平路面運動,下列說法正確的是
A.物體的動能與位移成正比
B.物體的速度與位移成正比
C.物體獲得的動能大于克服摩擦力所做的功
D.物體獲得的動能等于拉力做的功
4.【山西省柳林縣聯(lián)盛中學2019高考模擬】伽利略曾利用對接斜面研究“力與運動”的關(guān)系。如圖所示,固定在水平地面上的傾角均為θ的兩斜面,以光滑小圓弧相連接。左側(cè)斜面頂端的小球與兩斜面的動摩擦因數(shù)均為μ。小球從左側(cè)頂端滑到最低點的時間為t1,滑到右側(cè)最高點的時間為t2。規(guī)定兩斜面連接處所在水平面為參考平面,則小球在這個運動過程中速度的大小υ、加速度的大小a、動能Ek及機械能E隨時間t變化的關(guān)系圖線正確的是( )
A. B. C.D.
5.【北京市第十九中學2019屆高三上學期10月月考物理試題】一個小球從高處由靜止開始落下,從釋放小球開始計時,規(guī)定豎直向上為正方向,落地點為重力勢能零點。小球在接觸地面前、后的動能保持不變,且忽略小球與地面發(fā)生碰撞的時間以及小球運動過程中受到的空氣阻力,圖分別是小球在運動過程中的位移x,速度ν,動能EK和重力勢能EP隨時間t變化的圖象,其中正確的是( )
A. B. C. D.
二、多選題
6.【安徽省阜陽三中2019學年高三第一學期第二次模擬考試】將小球以10 m/s的初速度從地面豎直向上拋出,取地面為零勢能面,小球在上升過程中的動能Ek、重力勢能Ep與上升高度h間的關(guān)系分別如圖中兩直線所示.取g=10 m/s2,下列說法正確的是( )
A.小球的質(zhì)量為0.2 kg
B.小球受到的阻力(不包括重力)大小為0.25 N
C.小球動能與重力勢能相等時的高度為2013m
D.小球上升到2 m時,動能與重力勢能之差為0.5 J
7.【湖北省三市2018學年大聯(lián)考】如圖,質(zhì)量為m的物塊從半徑為R的半球形的碗口沿內(nèi)壁從靜止開始滑下,滑到最低點時速度大小為v,若物塊與球殼之間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,則在物塊從靜止滑到最低點的過程中下列說法正確的是( )
A.合外力對物塊做負功且W合=-12mv2
B.物塊重力勢能減少了mgR
C.物塊機械能減少了mgR-12mv2
D.物塊克服摩擦力做的功為μmgR
8.【全國百強校內(nèi)蒙古杭錦后旗奮斗中學2019屆高三上學期第二次調(diào)研考試物理試題】如圖所示,一輕彈簧固定于O點,另一端系一重物,將重物從 與懸點O在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速度地釋放,讓它自由擺下,不計空氣阻力,在重物由A點擺向最低點的過程中(? )
A.重物的機械能減少 B.系統(tǒng)的機械能不變
C.系統(tǒng)的機械能增加 D.系統(tǒng)的機械能減少
三、解答題
9.【湖北省2018學年大聯(lián)考】滑板運動是一項驚險刺激的運動,深受青少年的喜愛。如圖是滑板運動的軌道,AB和CD是兩段圓弧形軌道,BC是一段長x=7m的水平軌道,其與圓弧AB、CD分別相切于B、C兩點。某次一運動員從AB軌道上P點以v0的速度下滑,經(jīng)BC軌道后沖上CD軌道的最大高度H=2.0m。已知運動員和滑板的總質(zhì)量m=60kg,滑板與BC軌道的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,h=1.6m,不計圓弧軌道上的摩擦。(計算時,將運動員和滑板簡化為質(zhì)點,g=10m/s2)求:
(1)運動員的初速度大??;
(2)運動員在BC軌道上因摩擦產(chǎn)生的熱量是多少?在BC軌道上運動的總路程是多少米?
10.【吉林省長春市田家炳實驗中學2018學年高考模擬】光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的圓形導軌在B點連接,導軌半徑R=0.5 m,一個質(zhì)量m=2 kg的小球在A處壓縮一輕質(zhì)彈簧,彈簧與小球不拴接。用手擋住小球不動,此時彈簧彈性勢能Ep=49 J,如圖所示。放手后小球向右運動脫離彈簧,沿圓形軌道向上運動恰能通過最高點C,g取10 m/s2。求:
(1)小球脫離彈簧時的速度大??;
(2)小球從B到C克服阻力做的功;
(3)小球離開C點后落回水平面時的動能大小。
答案與解析
一、單選題
1.【解析】推力做功W=Fxcos30°=100×1×32=503J,故A錯誤;P=Fvcos30°=503W,故B錯誤;勻速,說明克服摩擦力做功等于拉力做功,為503J,故C錯誤;根據(jù)受力分析力的平衡條件知μ(mg+Fsin30°)=Fcos30°,解得μ=33,故D正確;故選D。
【答案】D
2.【解析】A項:E=Pt=Pxv,解得:P=Evx=90×90400W=20.25kW,故A錯誤;
B項:由能量守恒可知,90×103×3600=400×103F,解得:F=810N,故B錯誤;
C、D項:由f=kv2 可知,當速度為90km/h時,得出k=810252,所以當速度為108km/h時,牽引力為F=kv2=1166.4N,此時輸出功率為:
p=Fv=1166.4×30W=34992W≈35kW,故C正確, 故D錯誤。
【答案】C
3.【解析】根據(jù)動能定理:Ek=F合x,可知物體的動能與位移成正比,即速度的平方與位移成正比,選項A正確,B錯誤;根據(jù)動能定理:Ek=WF-Wf可知,物體獲得的動能小于拉力做的功,但是無法比較物體獲得的動能與克服摩擦力所做的功的關(guān)系,選項CD錯誤;故選A。
【答案】A
4.【解析】A、B、由牛頓第二定律可知,小球在兩斜面的運動都是勻變速直線運動,兩階段的加速度都恒定不變,小球在左側(cè)斜面下滑時的加速度:a1=gsinθ-μgcosθ,小球在右側(cè)斜面下滑時的加速度:a2=gsinθ+μgcosθ,小球在左側(cè)斜面下滑時的加速度較小;故A錯誤,B正確.
C、小球的動能與速率的二次方成正比,即Ek=12mv2,因此,動能與時間關(guān)系圖象是曲線;故C錯誤.
D、由于小球在兩斜面運動時的加速度大小不相等,因此,小球機械能與時間的關(guān)系圖象不是連續(xù)曲線;故D錯誤。故選B。
【答案】B
5.【解析】位移x=12gt2,所以開始下落過程中位移隨時間應該是拋物線,A錯誤;速度v=gt,與地面發(fā)生碰撞反彈速度與落地速度大小相等,方向相反,B正確;重力勢能Ep=mgH-X=mgH-12mg2t2,H小球開始時離地面的高度,為拋物線,C錯誤;小球自由落下,在與地面發(fā)生碰撞的瞬間,反彈速度與落地速度大小相等。若從釋放時開始計時,動能Ek=12mv2=12mg2t2,所以開始下落過程中動能隨時間應該是拋物線,D錯誤。
【答案】B
二、多選題
6.【解析】在最高點,Ep=mgh,得:m=Epgh=410×4=0.1kg。故A錯誤;由除重力以外其他力做功W其=△E可知:-fh=E高-E低,解得:f=0.25N.故B正確;設(shè)小球動能和重力勢能相等時的高度為H,此時有:mgH=12mv2,由動能定理:-fH-mgH=12mv2-12mv02,得:H=20/9 m.故C錯誤;由圖可知,在h=2m處,小球的重力勢能是2J,動能是52J=2.5J,所以小球上升到2m時,動能與重力勢能之差為2.5J-2J=0.5J.故D正確;故選BD。
【答案】BD
7.【解析】物塊的動能增加,根據(jù)動能定理得知:合外力對物塊做正功,且W合=12mv2-0=12mv2.故A錯誤。物塊重力做功為mgR,則物塊重力勢能減少了mgR,故B正確。取最低點為零電勢能點,則初態(tài)物塊的機械能為E1=mgR,末態(tài)機械能為E2=12mv2,則機械能減少量為△E=E1-E2=mgR-12mv2.故C正確。摩擦力是變力,不能根據(jù)功的公式計算物塊克服摩擦力做功。應根據(jù)動能定理或功能原理求物塊克服摩擦力做的功。根據(jù)功能關(guān)系知,物塊克服摩擦力做的功W克=△E=mgR-12mv2.故D錯誤。故選BC。
【答案】BC
8.【解析】重物自由擺下的過程中,彈簧拉力對重物做負功,重物的機械能減少,選項A正確;對系統(tǒng)而言,除重力,彈力外,無其他外力做功,故系統(tǒng)的機械能守恒,選項B正確,CD錯誤;故選AB。
【答案】AB
三、解答題
9.【解析】(1)對運動員和滑板,由A到D根據(jù)動能定理得:mgh-μmgx-mgH=0-12mv02代人數(shù)據(jù)得:v0=6m/s
(2)運動員最終停在BC軌道上,設(shè)運動員在BC軌道上運動的總路程是s,對運動員和滑板,根據(jù)能量定恒得:Q=mgh+12mv02
代人數(shù)據(jù)得:Q=2040J
摩擦產(chǎn)生的熱量:Q=μmgs
則s=17m
10.【解析】(1)小球從A點開始至小球脫離彈簧的過程中根據(jù)彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系有:
W彈=-△EP彈=-(0-Ep)=49J
對小球而言,此過程只有彈力做功,故有:W彈=12mv2-0
得小球脫離彈簧時的速度為:v=2W彈m=2×492m/s=7m/s
(2)小球恰好能通過最高點C,故在最高點小球只受重力作用,
根據(jù)牛頓第二定律有:F合=mg=mvC2R
得小球在C點時的速度為:vC=gR=10×0.5m/s=5m/s
因為AB段光滑,小球在B點時的速度等于小球脫離彈簧時的速度即:vB=v=7m/s
在從B至C的過程中只有重力和阻力做功,根據(jù)動能定理有:WG+Wf=12mvC2-12mvB2
得阻力做功為: Wf=12mvC2-12mvB2-WG=-24J
所以從B至C的過程中小球克服阻力做功24J;
(3)小球離開C點做平拋運動,此過程中只有重力做功,
根據(jù)動能定理有:2mgR=Ek-12mvC2
得小球落地時的動能:Ek=2mgR+12mvC2=25J
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