2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 第6講 功 功率 動(dòng)能定理專題訓(xùn)練.docx
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第6講 功 功率 動(dòng)能定理 一、選擇題(每小題6分,共48分) 1.圖甲是滑道壓力測(cè)試的示意圖,光滑圓弧軌道與光滑斜面相切,圓弧軌道底部P處安裝一個(gè)壓力傳感器,其示數(shù)F表示該處所受壓力的大小,某滑塊從斜面上不同高度h處由靜止下滑,表示壓力F和高度h關(guān)系的F-h圖像如圖乙所示,則光滑圓弧軌道的半徑R的大小是( ) A.5 m B.2 m C.0.8 m D.2.5 m 2.(2018天津理綜,2,6分)滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾喜愛(ài)。某滑雪運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB,從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過(guò)程中,由于摩擦力的存在,運(yùn)動(dòng)員的速率不變,則運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過(guò)程中( ) A.所受合外力始終為零 B.所受摩擦力大小不變 C.合外力做功一定為零 D.機(jī)械能始終保持不變 3.中車青島四方機(jī)車廠,試驗(yàn)出速度高達(dá)605公里每小時(shí)的高速列車。已知列車運(yùn)行時(shí)的阻力包括車輪與軌道摩擦的機(jī)械阻力和車輛受到的空氣阻力,若認(rèn)為機(jī)械阻力恒定,空氣阻力和列車運(yùn)行速度的平方成正比,當(dāng)列車以200公里每小時(shí)的速度行駛時(shí),空氣阻力占總阻力的70%,此時(shí)列車功率為1 000 kW,則高速列車以600公里每小時(shí)的速度行駛時(shí)的功率大約是( ) A.10 000 kW B.20 000 kW C.30 000 kW D.40 000 kW 4.(2018江蘇單科,7,4分)(多選)如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端連接一小物塊,O點(diǎn)為彈簧在原長(zhǎng)時(shí)物塊的位置。物塊由A點(diǎn)靜止釋放,沿粗糙程度相同的水平面向右運(yùn)動(dòng),最遠(yuǎn)到達(dá)B點(diǎn)。在從A到B的過(guò)程中,物塊( ) A.加速度先減小后增大 B.經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)的速度最大 C.所受彈簧彈力始終做正功 D.所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功 5.(2018山西太原一模)如圖所示,兩個(gè)人利用機(jī)械裝置提升相同的重物。已知重物勻速上升,相同的時(shí)間內(nèi)兩重物提升的高度相同。不考慮繩、滑輪的質(zhì)量及摩擦,在重物上升的過(guò)程中人拉力的作用點(diǎn)保持不變,(θ一直小于30)則( ) A.站在地面的人比站在二樓的人省力 B.站在地面的人對(duì)繩的拉力越來(lái)越大 C.站在二樓的人對(duì)繩的拉力越來(lái)越大 D.同一時(shí)刻,二樓的人對(duì)繩拉力的功率小于地面的人對(duì)繩拉力的功率 6.(2018江蘇清江中學(xué)模擬)(多選)如圖甲所示,用豎直向上的力F拉靜止在水平地面上的一物體,物體在向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,其機(jī)械能E與位移x的關(guān)系如圖乙,其中AB為曲線,其余部分為直線,下列說(shuō)法正確的是( ) A.0~x1過(guò)程中,物體所受拉力不變 B.x1~x2過(guò)程中,物體的加速度先減小后增大 C.0~x3過(guò)程中,物體的動(dòng)能先增大后減小 D.0~x2過(guò)程中,物體克服重力做功的功率一直增大 7.(2018湖北八校二聯(lián))如圖,小球甲從A點(diǎn)水平拋出,同時(shí)將小球乙從B點(diǎn)自由釋放,兩小球先后經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度大小相等,方向夾角為30,已知B、C高度差為h,兩小球質(zhì)量相等,不計(jì)空氣阻力,由以上條件可知( ) A.小球甲做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為2gh3 B.甲、乙兩小球到達(dá)C點(diǎn)所用時(shí)間之比為1∶3 C.A、B兩點(diǎn)高度差為h4 D.兩小球在C點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率大小相等 8.(2018福建泉州檢測(cè))(多選)如圖甲所示,長(zhǎng)為l、傾角為α的斜面固定在水平地面上,一質(zhì)量為m的物塊從斜面頂端由靜止釋放并沿斜面向下滑動(dòng)。已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ與下滑距離x的變化圖像如圖乙所示,則( ) A.μ0>tan α B.物塊下滑的加速度逐漸增大 C.物塊下滑到斜面底端的過(guò)程克服摩擦力做功為12μ0mgl cos α D.物塊下滑到底端時(shí)的速度大小為2glsinα-2μ0glcosα 二、非選擇題(共22分) 9.(2018湖北四地七校聯(lián)盟聯(lián)考)(10分)如圖所示,底端切線水平且豎直放置的光滑14圓軌道的半徑為R=2 m,其軌道底端P距地面的高度為h=5 m,P與右側(cè)豎直墻的距離為L(zhǎng)=1.8 m,Q為圓弧軌道上的一點(diǎn),它與圓心O的連線OQ與豎直方向的夾角為53。現(xiàn)將一質(zhì)量為m=100 g、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從Q點(diǎn)由靜止釋放,重力加速度g=10 m/s2,不計(jì)空氣阻力。(sin 53=0.8,cos 53=0.6)試求: (1)小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力多大; (2)若小球每次和豎直墻壁的碰撞均是彈性碰撞,則小球的最終落地點(diǎn)離右側(cè)墻角B點(diǎn)的距離。(小球和地面碰撞后不再?gòu)椘? 10.(12分)如圖所示,傳送帶A、B之間的距離為L(zhǎng)=3.2 m,與水平面間夾角θ=37,傳送帶沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),速度恒為v=2 m/s,在上端A點(diǎn)無(wú)初速度放置一個(gè)質(zhì)量為m=1 kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的金屬塊,它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,金屬塊滑離傳送帶后,經(jīng)過(guò)彎道,沿半徑R=0.4 m的光滑圓軌道做圓周運(yùn)動(dòng),剛好能通過(guò)最高點(diǎn)E,已知B、D兩點(diǎn)的高度差為h=0.5 m(取g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)。求: (1)金屬塊經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的速度大小; (2)金屬塊在BCD彎道上克服摩擦力做的功。 答案精解精析 一、選擇題 1.A 由機(jī)械能守恒得mgh=12mv2,在最低點(diǎn),由牛頓第二定律得F-mg=mv2R,所以F=mg+2mgRh,根據(jù)圖像可知,重力G=mg=2 N,2mgR=6-25 N/m=0.8 N/m,則光滑圓弧軌道的半徑R=5 m,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。 2.C 本題考查勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的受力分析、滑動(dòng)摩擦力的決定因素、動(dòng)能定理和功能關(guān)系。由于運(yùn)動(dòng)員在豎直面內(nèi)的圓弧形滑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)速率不變,故做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所受的合外力提供向心力,因此合外力不為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員下滑過(guò)程中受到重力、滑道支撐力和滑動(dòng)摩擦力,運(yùn)動(dòng)員從A到B的過(guò)程中,重力沿滑道切線方向的力逐漸變小,運(yùn)動(dòng)員的速率不變,則運(yùn)動(dòng)員沿滑道切線方向的合外力始終為零,故其所受摩擦力逐漸減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理知,合外力做的功等于動(dòng)能的變化量,因速率不變,則動(dòng)能不變,故合外力做功為零,選項(xiàng)C正確;機(jī)械能的改變量等于摩擦力做的功,故機(jī)械能減少,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 3.B 當(dāng)車速為200 km/h時(shí),功率P=Fv=fv,解得f=Pv,故f機(jī)=30%f,f阻=kv2,當(dāng)列車速度達(dá)到600 km/h,P=(f機(jī)+kv2)v,聯(lián)立解得P≈20 000 kW,B正確。 4.AD 本題考查牛頓第二定律的應(yīng)用、動(dòng)能定理。對(duì)物塊受力分析,當(dāng)彈簧處于壓縮狀態(tài)時(shí),由牛頓第二定律可得kx-f=ma,x減小,a減小,當(dāng)a=0時(shí),物塊速度最大,此時(shí),物塊在O點(diǎn)左側(cè),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;從加速度a=0處到O點(diǎn)過(guò)程,由牛頓第二定律得f-kx=ma,x減小,a增大,當(dāng)彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí),由牛頓第二定律可得kx+f=ma,x增大,a繼續(xù)增大,可知物塊的加速度先減小后增大,選項(xiàng)A正確;物塊所受彈簧的彈力對(duì)物塊先做正功,后做負(fù)功,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;從A到B的過(guò)程,由動(dòng)能定理可得W彈-Wf=0,選項(xiàng)D正確。 5.C 設(shè)重物的質(zhì)量為m,地面上的人對(duì)繩的拉力FT=mg恒定不變;站在二樓的人對(duì)繩的拉力FT=mg2cosθ,重物勻速上升過(guò)程中θ越來(lái)越大,cos θ越來(lái)越小,則FT越來(lái)越大,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確。因θ一直小于30,則1>cos θ>32,則33mg>FT>12mg,而FT=mg,則站在地面的人比站在二樓的人費(fèi)力,所以A項(xiàng)錯(cuò)誤。人對(duì)繩拉力做的功等于克服重物重力做的功,兩重物質(zhì)量相同,上升高度相同,所用時(shí)間相同,克服重力做功的功率相同,故D錯(cuò)誤。 6.ABC 物體的重力勢(shì)能Ep=mgx,由動(dòng)能定理可得,物體的動(dòng)能Ek=Fx-mgx,物體的機(jī)械能E=Ep+Ek=mgx+Fx-mgx=Fx,即圖線的斜率表示F。0~x1過(guò)程中斜率不變,故物體所受拉力不變,A正確;x1~x2過(guò)程中,斜率變小直至為0,故拉力逐漸減小直至為0,則物體的加速度先減小后反向增大,B正確;由前面分析知,物體先向上勻加速,然后做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),再做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng),即0~x3過(guò)程中,物體的速度先增大后減小,即動(dòng)能先增大后減小,C正確;0~x2過(guò)程中,物體速度先增大后減小,則克服重力做功的功率先增大后減小,D錯(cuò)誤。 7.C 甲、乙兩球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)的速度v甲=v乙=2gh,甲球平拋的初速度v甲x=v甲 sin 30=2gh2,故A錯(cuò)誤;甲球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度v甲y=v甲 cos 30=6gh2,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t甲=v甲yg=3h2g,乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)間t乙=2hg,則t甲∶t乙=3∶2,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;A、B兩點(diǎn)的高度差Δh=12gt乙2-12gt甲2=h4,故C項(xiàng)正確;甲和乙兩球在C點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率分別為P甲=mgv甲y=mg6gh2,P乙=mgv乙=mg2gh,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8.BC 物塊在斜面頂端靜止釋放能夠下滑,應(yīng)滿足mg sin α>μ0mg cos α,即μ0下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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