2020屆高考物理二輪復習 專題沖刺 考前基礎回扣練六 功 功率 動能定理（含解析）

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1、六　功　功率　動能定理 1. 坐落在鎮(zhèn)江新區(qū)的摩天輪高88 m，假設乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動。下列說法正確的是(　　) A．在摩天輪轉動的過程中，乘客機械能始終保持不變 B．在最低點時，乘客所受重力大于座椅對他的支持力 C．在摩天輪轉動一周的過程中，合力對乘客做功為零 D．在摩天輪轉動的過程中，乘客重力的功率保持不變 答案　C 解析　機械能等于重力勢能和動能之和，摩天輪運動過程中，做勻速圓周運動，乘客的速度大小不變，則動能不變，但高度變化，所以機械能在變化，A錯誤；圓周運動過程中，在最低點，由重力和支持力的合力提供向心力F，方向向上指向圓心，所以F＝N－mg，則支持

2、力N＝mg＋F，所以重力小于支持力，B錯誤；在摩天輪轉動一周的過程中，動能變化量為零，由動能定理知，合力對乘客做功為零，C正確；運動過程中，乘客重力的功率P＝Gvcosθ，乘客的重力大小不變，速度大小不變，但是速度方向時刻在變化，所以重力的瞬時功率在變化，D錯誤。故選C。 2．如圖所示，游樂場中，從高處A到水平面B處有兩條長度相同的軌道Ⅰ和Ⅱ，其中軌道Ⅰ光滑，軌道Ⅱ粗糙。質量相等的小孩甲和乙分別沿軌道Ⅰ和Ⅱ從A處滑向B處，兩人重力做功分別為W1和W2，則(　　) A．W1＞W(wǎng)2 B．W1＜W2 C．W1＝W2 D．因小孩乙與軌道Ⅱ的動摩擦因數(shù)未知，故無法比較重力做功的大小 答案

3、　C 解析　重力做功等于重力乘以物體沿豎直方向的位移，與路徑及軌道粗糙與否無關。質量相等的兩個小孩甲、乙分別沿軌道Ⅰ和Ⅱ從A處滑向B處，重力做功相等，C正確。 3．某汽車以恒定功率P、初速度v0沖上傾角一定的斜坡時，汽車受到的阻力恒定不變，則汽車上坡過程的v-t圖象不可能是下圖中的(　　) 答案　A 解析　根據(jù)P＝Fv，F(xiàn)－f＝ma，若a＞0，則汽車加速運動，v增大，F(xiàn)減小，加速度會減小，當加速度減為零時，速度達到最大，故C項可能，A項不可能；若a＝0，則物體速度不變，做勻速運動，故B項可能；若a＜0，即加速度沿斜面向下，物體減速，F(xiàn)增大，故加速度會減小，故D項可能；本題選不可能的

4、，故選A項。 4．A、B兩物體分別在水平恒定拉力F1和F2的作用下沿水平面運動，先后撤去F1、F2后，兩物體最終停下，它們的v-t圖象如圖所示。已知兩物體與水平面間的滑動摩擦力大小相等，則下列說法正確的是(　　) A．F1、F2大小之比為1∶2 B．F1、F2對A、B做功之比為1∶2 C．A、B質量之比為2∶1 D．全過程中A、B克服摩擦力做功之比為2∶1 答案　C 解析　由速度—時間圖象可知，兩個勻減速運動的加速度大小之比為1∶2，A、B受摩擦力大小相等，由牛頓第二定律可知：A、B的質量之比是2∶1，C正確；由速度—時間圖象可知，A、B兩物體的總位移相等，且勻加速運動位移之

5、比為1∶2，勻減速運動的位移之比為2∶1，由動能定理可得，A物體的拉力與摩擦力的關系：F1·x－f1·3x＝0－0，B物體的拉力與摩擦力的關系：F2·2x－f2·3x＝0－0，因此可得：F1＝3f1，F(xiàn)2＝f2，f1＝f2，所以F1＝2F2，F(xiàn)1∶F2＝2∶1，A錯誤；全過程中摩擦力對A、B做功相等，故F1、F2對A、B做功相等，故B、D錯誤。 5. 某物體在水平變力F作用下沿水平方向做直線運動，物體的質量m＝10 kg，F(xiàn)隨物體的坐標x的變化情況如圖所示。若物體從坐標原點由靜止出發(fā)，不計一切摩擦。借鑒教科書中學習直線運動時由v-t圖象求位移的方法，結合其他所學知識，根據(jù)圖示的F-x圖象可求

6、出物體運動到x＝16 m處時的速度大小為(　　) A．3 m/s B．4 m/s C．2 m/s D.m/s 答案　C 解析　力F在運動過程中所做的總功WF＝×10×(4＋8) J－×10×(16－12) J＝40 J，由動能定理得：WF＝mv2－0，解得物塊運動到x＝16 m處的速度大小為v＝2 m/s，C正確。 6. 質量為2 kg的物塊放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由靜止開始運動，物塊動能Ek與其發(fā)生位移x之間的關系如圖所示。已知物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2，則下列說法正確的是(　　) A．x＝1 m時速度大小為2

7、m/s B．x＝3 m時物塊的加速度大小為2.5 m/s2 C．在前4 m位移過程中拉力對物塊做的功為9 J D．在前4 m位移過程中物塊所經(jīng)歷的時間為2.8 s 答案　D 解析　對物塊由動能定理得F合Δx＝ΔEk，則F合＝，即圖線的斜率等于合外力。在0～2 m內(nèi)，F(xiàn)合＝＝2 N，設x＝1 m時速度大小為v，由動能定理得F合x＝mv2－0，v＝ m/s，A錯誤；由圖線知2～4 m內(nèi)加速度恒定，a′＝＝＝ m/s2＝ m/s2，B錯誤；在前4 m位移過程中由動能定理得W－μmgx′＝9 J，W＝9 J＋0.2×2×10×4 J＝25 J，C錯誤；在x＝2 m時，mv＝4 J，v1＝2

8、m/s，在0～2 m內(nèi)，2 m＝t1，t1＝2 s，在x＝4 m時，mv＝9 J，v2＝3 m/s，在2～4 m內(nèi)，2 m＝t2，t2＝0.8 s，故t1＋t2＝2.8 s，D正確。 7．如圖甲所示，一足夠長、與水平面夾角θ＝53°的傾斜軌道與豎直面內(nèi)的光滑圓軌道相接，圓軌道的半徑為R，其最低點為A，最高點為B。可視為質點的物塊與斜軌間有摩擦，物塊從斜軌上某處由靜止釋放，到達B點時與軌道間壓力的大小F與釋放的位置距最低點的高度h的關系圖象如圖乙所示。忽略軌道相接處距最低點的高度，且不計物塊通過軌道相接處時的能量損失，取重力加速度g＝10 m/s2，sin53°＝，cos53°＝，求：

9、(1)物塊與斜軌間的動摩擦因數(shù)μ； (2)物塊的質量m。 答案　(1)　(2)0.2 kg 解析　(1)由題圖乙可知，當h1＝5R時，物塊到達B點時與軌道間壓力的大小為0，設此時物塊在B點的速度大小為v1，則 mg＝ 對物塊從釋放至到達B點的過程，由動能定理有 mg(h1－2R)－μmgcosθ＝mv 解得μ＝。 (2)設物塊從距最低點高為h處釋放后到達B點時速度的大小為v，則F＋mg＝ 物塊從釋放至到達B點的過程中，由動能定理有 mg(h－2R)－μmgcosθ＝mv2， 解得F＝－5mg， 此解析式為乙圖中的圖線的表達式， 則F-h圖線的斜率k＝ 由題圖乙可知k＝，解得m＝0.2 kg。 - 5 -