2019-2020年高三二輪復習物理專題通關(guān) 課時鞏固過關(guān)練（六） 3.6功　功率　動能定理 Word版含答案.doc

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溫馨提示： 此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。 2019-2020年高三二輪復習物理專題通關(guān) 課時鞏固過關(guān)練（六） 3.6功　功率　動能定理 Word版含答案 一、選擇題(本大題共8小題,每小題8分,共64分。第1～5題只有一項符合題目要求,第6～8題有多項符合題目要求) 1.靜止在水平地面上的物體,同時受到水平面內(nèi)兩個互相垂直的力F1、F2的作用,由靜止開始運動了2m,已知F1=6N,F2=8N,則(　　) A.F1做功12J B.F2做功16J C.F1、F2的合力做功28J D.F1、F2做的總功為20J 【解析】選D。物體由靜止沿F1、F2的合力方向運動,位移為2m,所以WF1≠F1l=12J,WF2≠F2l=16J,故A、B錯誤;F1、F2的合力F合==10N,W總=F合l= 20J,故C錯誤、D正確。 2.(xx蘭州二模)光滑斜面上有一個小球自高為h的A處由靜止開始滾下,抵達光滑的水平面上的B點時的速度大小為v0。光滑水平面上每隔相等的距離設(shè)置了一個與小球運動方向垂直的活動阻擋條,如圖所示,小球越過n條活動阻擋條后停下來。若讓小球從h高處以初速度v0滾下,則小球能越過的活動阻擋條的條數(shù)是(設(shè)小球每次越過活動阻擋條時損失的動能相等)(　　) A.n　　　　B.2n　　　　C.3n　　　　D.4n 【解析】選B。設(shè)每條阻擋條對小球做的功為W,當小球在水平面上滾動時,由動能定理得nW=0-m,對第二次有NW=0-m=0-(m+mgh),又因為m=mgh,聯(lián)立以上三式解得N=2n,選項B正確。 【加固訓練】如圖所示,斜面高h,質(zhì)量為m的物塊,在沿斜面向上的恒力F作用下,能勻速沿斜面向上運動,若把此物塊放在斜面頂端,在沿斜面向下同樣大小的恒力F作用下物塊由靜止向下滑動,滑至底端時其動能的大小為(　　) A.mgh　　　 B.2mgh　　　 C.2Fh　　　 D.Fh 【解析】選B。向上運動過程由動能定理得FL-FfL-mgh=0;向下運動過程由動能定理得FL-FfL+mgh=Ek-0,解得Ek=2mgh,B正確。 3.(xx南開區(qū)一模)質(zhì)量為2t的汽車,發(fā)動機牽引力的功率為30kW,汽車在水平路面上行駛能達到的最大速度為15m/s,若汽車所受阻力恒定,則汽車的速度為10m/s時的加速度為(　　) A.0.5m/s2 B.1m/s2 C.2m/s2 D.2.5m/s2 【解析】選A。汽車在水平路面上行駛所受阻力Ff==2000N;當汽車的速度為10m/s時,牽引力F==3000N;加速度a==0.5m/s2,選項A正確。 4.質(zhì)量為1kg的物體靜止于光滑水平面上。從t=0時刻起,物體受到向右的水平拉力F作用,第1s內(nèi)F=2N,第2s內(nèi)F=1N。下列判斷正確的是(　　) A.2s末物體的速度是4m/s B.2s內(nèi)物體的位移為3m C.第1s末拉力的瞬時功率最大 D.第2s末拉力的瞬時功率最大 【解析】選C。由牛頓第二定律得第1s和第2s內(nèi)的加速度分別為2m/s2和1m/s2,第1s末和第2s末的速度分別為v1=a1t1=2m/s,v2=v1+a2t2=3m/s,則選項A錯誤;2s內(nèi)的位移x=+t2=3.5m,則選項B錯誤;第1s末拉力的瞬時功率P1=Fv1=4W,第2s末拉力的瞬時功率P2=Fv2=3W,則選項C正確,D錯誤。 5.如圖所示,一水平傳送帶以2.0m/s的速度順時針傳動,水平部分長為2.0m,其右端與一傾角為θ=37的光滑斜面平滑相連,斜面長為0.4m,一個可視為質(zhì)點的物塊無初速度地放在傳送帶最左端。已知物塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ=0.2,sin37=0.6,g取10m/s2。則(　　) A.物塊在傳送帶上一直做勻加速直線運動 B.物塊到達傳送帶右端的速度大小為1.5m/s C.物塊沿斜面上滑能上升的最大高度為0.2m D.物塊返回傳送帶時恰好到達最左端 【解析】選C。物塊在傳送帶上先做勻加速直線運動,由μmg=ma1,解得a1=2m/s2,x1==1m<2m,所以在到達傳送帶右端前物塊已經(jīng)以2m/s的速度勻速運動,A、B錯誤;物塊以初速度v0滑上斜面后做勻減速直線運動,上滑過程由動能定理得-mghm=0-m,解得hm=0.2m,由于x2==m<0.4m,所以物塊未到達斜面的最高點,C正確;物塊返回傳送帶時滑動的距離為x,由動能定理得mghm-μmgx=0,解得x=1m,所以物塊返回傳送帶時不會到達最左端,D錯誤。 6.(xx湖州一模)用起重機將地面上靜止的貨物豎直向上吊起,貨物由地面運動至最高點的過程中,其v-t圖像如圖所示。下列說法正確的是(　　) A.在0～t1時間內(nèi),貨物處于超重狀態(tài) B.在t1～t2時間內(nèi),起重機拉力對貨物不做功 C.在t2～t3時間內(nèi),起重機拉力對貨物做負功 D.勻速階段拉力的功率可能比加速階段某一時刻拉力的瞬時功率小 【解析】選A、D。由v-t圖像可知0～t1時間內(nèi),貨物具有向上的加速度,故處于超重狀態(tài),選項A正確;在t1～t3時間內(nèi),起重機的拉力始終豎直向上,一直做正功,選項B、C錯誤;勻速階段拉力小于加速階段的拉力,而勻速階段的速度大于加速階段的速度,由P=Fv可知勻速階段拉力的功率可能比加速階段某一時刻拉力的瞬時功率小,選項D正確。 7.汽車發(fā)動機的額定功率為P1,它在水平路面上行駛時受到的阻力F阻大小恒定,汽車在水平路面上由靜止開始運動,最大速度為v,汽車發(fā)動機的輸出功率隨時間變化的圖像如圖所示。則汽車(　　) A.0～t1做勻加速運動,牽引力恒定 B.0～t1做變加速運動,牽引力增大 C.t1后加速度逐漸減小,速度達到v后做勻速運動 D.t1后牽引力恒定,與阻力大小相等 【解析】選A、C。由圖可知：0～t1汽車發(fā)動機的功率P=kt(k為圖像斜率,為定值),由功率P=Fv可知：P=Fat=Ft=t,由于阻力F阻大小恒定,則牽引力F恒定,故A正確、B錯誤;t1后功率P=P1恒定不變,但在t1時牽引力F>F阻,故速度繼續(xù)增加,則F開始減小,加速度開始減小,當F=F阻時,加速度減為零,速度增加到最大值v,此后汽車開始做勻速運動,故C正確、D錯誤。 【加固訓練】(多選)質(zhì)量為2103kg、發(fā)動機額定功率為80kW的汽車在平直公路上行駛;若汽車所受阻力大小恒為4103N,則下列判斷中正確的有(　　) A.汽車的最大動能是4105J B.汽車以加速度2m/s2勻加速啟動,啟動后第2s末時發(fā)動機實際功率是32kW C.汽車以加速度2m/s2做初速度為0的勻加速運動中,達到最大速度時摩擦力做功為4105J D.若汽車保持額定功率啟動,則當汽車速度為5m/s時,其加速度為6m/s2 【解析】選A、B、D。汽車的最大速度為vm==20m/s,最大動能為Ekm=m=4105J,A正確;汽車以加速度2m/s2勻加速啟動,啟動后第2s末時的速度是4m/s,此時的牽引力F=Ff+ma=8103N,功率為P=Fv=32kW,B正確;勻加速運動的末速度為v1==10m/s,位移x==25m,所以摩擦力做功W=Ffx=1105J,C錯誤;若汽車保持額定功率啟動,當汽車速度為5m/s時,其牽引力大小是F′==1.6104N,加速度a==6m/s2,D正確。 8.(xx平頂山一模)如圖所示,兩根等長的細線拴著兩個小球在豎直平面內(nèi)各自做圓周運動。某一時刻小球1運動到自身軌道的最低點,小球2恰好運動到自身軌道的最高點,這兩點高度相同,此時兩小球速度大小相同。若兩小球質(zhì)量均為m,忽略空氣阻力的影響,則下列說法正確的是(　　) A.此刻兩根線拉力大小相同 B.運動過程中,兩根線上拉力的差值最大為2mg C.運動過程中,兩根線上拉力的差值最大為10mg D.若相對同一零勢能面,小球1在最高點的機械能等于小球2在最低點的機械能 【解題指導】解答本題應(yīng)注意以下兩點： (1)由牛頓第二定律確定兩根細線的拉力。 (2)明確小球1在最高點時細線的拉力最小,小球2在最低點時細線的拉力最大。 【解析】選C、D。已知小球質(zhì)量為m,當兩小球運動到題中圖示位置時,設(shè)兩球速度大小為v,此時兩根細線的拉力分別為F1和F2,F1-mg=m,F2+mg=m,故選項A錯誤;小球1在最高點時細線的拉力F1′最小,設(shè)此時速度大小為v1,則有F1′+mg=m,由動能定理得-2mgL=m-mv2;小球2在最低點時細線的拉力F2′最大,設(shè)此時速度大小為v2,則有F2′-mg=m,由動能定理得2mgL=m-mv2,聯(lián)立解得,運動過程中兩根線上拉力的差值最大,為F2′-F1′=2mg+m=2mg+8mg=10mg,選項C正確,B錯誤;取題中圖示位置為零勢能面,由機械能守恒定律知選項D正確。 二、計算題(本大題共2小題,共36分。需寫出規(guī)范的解題步驟) 9.(18分)(xx重慶高考)同學們參照伽利略時期演示平拋運動的方法制作了如圖所示的實驗裝置。圖中水平放置的底板上豎直地固定有M板和N板。M板上部有一半徑為R的圓弧形的粗糙軌道,P為最高點,Q為最低點,Q點處的切線水平,距底板高為H。N板上固定有三個圓環(huán)。將質(zhì)量為m的小球從P處靜止釋放,小球運動至Q飛出后無阻礙地通過各圓環(huán)中心,落到底板上距Q水平距離為L處。不考慮空氣阻力,重力加速度為g。求： (1)距Q水平距離為的圓環(huán)中心到底板的高度。 (2)小球運動到Q點時速度的大小以及對軌道壓力的大小和方向。 (3)摩擦力對小球做的功。 【解題指南】解答本題時應(yīng)從以下兩點進行分析： (1)小球離開Q點后做平拋運動。 (2)小球運動到軌道最低點時重力和支持力的合力提供向心力。 【解析】(1)設(shè)距Q水平距離為的圓環(huán)中心到Q點的豎直高度為h。小球離開Q點后做平拋運動,由平拋運動的規(guī)律可得： H=gt2,　 (1分) L=vQt;　 (1分) h=gt′2, 　 (1分) =vQt′?！? (1分) 由以上四式聯(lián)立解得h=,　 (1分) 故距Q水平距離為的圓環(huán)中心到底板的高度為： H-h=　 (1分) (2)小球離開Q點后做平拋運動,由平拋運動的規(guī)律可得： H=gt2,L=vQt 解得小球運動到Q點時速度的大?。? vQ=L　 (2分) 小球離開Q點前做圓周運動,在離開Q點前瞬間,由牛頓第二定律可得： FN-mg=m　 (2分) 故小球所受軌道支持力的大?。? FN=mg+m=mg(1+);　 (2分) 方向豎直向上。 由牛頓第三定律可得,小球?qū)壍缐毫Φ拇笮。? FN′=FN=mg(1+);　 (1分) 方向豎直向下。 (3)小球由P點運動到Q點的過程中,由動能定理可得：mgR+Wf=m-0　 (3分) 所以摩擦力對小球做的功： Wf=m-mgR=mg　 (2分) 答案：(1) (2)速度的大?。篖 mg(1+)　方向豎直向下 (3)mg 【加固訓練】(xx慶陽一模)如圖所示,水平路面CD的右側(cè)有一長L1=2m的板M,一物塊放在板M的最右端,并隨板一起向左側(cè)固定的平臺運動,板M的上表面與平臺等高。平臺的上表面AB長s=3m,光滑半圓軌道AFE豎直固定在平臺上,圓軌道半徑R=0.4m,最低點與平臺AB相切于A點。當板M的左端距離平臺L=2m時,板與物塊向左運動的速度為v0=8m/s。當板與平臺的豎直墻壁碰撞后,板立即停止運動,物塊在板上滑動,并滑上平臺。已知板與路面的動摩擦因數(shù)μ1=0.05,物塊與板的上表面及軌道AB的動摩擦因數(shù)μ2=0.1,物塊質(zhì)量m=1kg,g取10m/s2。 (1)求物塊進入圓軌道時對軌道上的A點的壓力。 (2)判斷物塊能否到達圓軌道的最高點E。如果能,求物塊離開E點后在平臺上的落點到A點的距離;如果不能,則說明理由。 【解析】(1)設(shè)物塊隨板運動撞擊固定平臺時的速度為v1,由動能定理得： -μ1(m+M)gL=(M+m)-(M+m)　 設(shè)物塊到達A點時速度為v2,由動能定理得： -μ2mg(s+L1)=m-m　 由牛頓第二定律得：FN-mg=m 解得：FN=140N　 由牛頓第三定律知,物塊對軌道A點的壓力大小為140N,方向豎直向下　 (2)設(shè)物塊能通過圓軌道的最高點,且在最高點處的速度為v3,則有： -mg2R=m-m　 解得：v3=6m/s>=2m/s　 故物塊能通過圓軌道的最高點做平拋運動,則： 水平方向：x=v3t　 豎直方向：2R=gt2　 解得：x=2.4m　 答案：(1)140N,方向豎直向下　(2)能　2.4m 10.(18分)如圖所示,水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接,半圓形軌道的半徑R=0.4m,在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場,電場線與軌道所在的平面平行,電場強度E=1.0104N/C,現(xiàn)有一電荷量q=+1.010-4C,質(zhì)量m=0.1kg的帶電體(可視為質(zhì)點),在水平軌道上的P點由靜止釋放,帶電體恰好能通過半圓形軌道的最高點C,然后落至水平軌道上的D點。g取10m/s2。求： (1)帶電體運動到圓形軌道B點時對圓形軌道的壓力大小。 (2)D點到B點的距離xDB。 (3)帶電體在從P開始運動到落至D點的過程中的最大動能。 【解析】(1)設(shè)帶電體通過C點時的速度為vC,由牛頓第二定律得： mg=m　 (2分) 設(shè)帶電體通過B點時的速度為vB,設(shè)軌道對帶電體的支持力大小為FB,帶電體從B運動到C的過程中,由動能定理得： -mg2R=m-m　 (2分) FB-mg=　 (1分) 解得：FB=6.0N　 (1分) 根據(jù)牛頓第三定律得帶電體對軌道的壓力： F′B=6.0N　 (1分) (2)設(shè)帶電體從最高點C落至水平軌道上的D點經(jīng)歷的時間為t,則有： 2R=gt2　 (2分) xDB=vCt-t2　 (3分) 解得：xDB=0　 (1分) (3)由P到B帶電體做加速運動,故最大速度一定出現(xiàn)在從B經(jīng)C到D的過程中,在此過程中只有重力和電場力做功,這兩個力大小相等,其合力與重力方向成 45夾角斜向右下方,故最大速度必出現(xiàn)在B點右側(cè)對應(yīng)圓心角為45處。設(shè)小球的最大動能為Ekm,由動能定理得： qERsin45-mgR(1-cos45)=Ekm-m　 (3分) 解得：Ekm=J=1.17J　 (2分) 答案：(1)6.0N　(2)0　(3)1.17J 【總結(jié)提升】應(yīng)用動能定理解題的一般步驟 (1)確定研究對象和研究過程。 (2)分析研究對象的受力情況和各力的做功情況。 (3)寫出該過程中合外力做的功,或分別寫出各個力做的功(注意功的正負),如果研究過程中物體受力情況有變化,要分別寫出該力在各個階段做的功。 (4)寫出物體的初、末動能。 (5)按照動能定理列式求解。 關(guān)閉Word文檔返回原板塊