2022年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題二 能量與動(dòng)量 專題跟蹤訓(xùn)練5 功 功率 動(dòng)能定理

2022年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題二 能量與動(dòng)量 專題跟蹤訓(xùn)練5 功 功率 動(dòng)能定理一、選擇題1(2018·貴陽(yáng)市高三監(jiān)測(cè))(多選)如圖所示，位于水平面上的同一物體在恒力F1的作用下，做速度為v1的勻速直線運(yùn)動(dòng)；在恒力F2的作用下，做速度為v2的勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知F1和F2的功率相同則可能有()AF1F2，v1<v2 BF1F2，v1>v2CF1<F2，v1<v2 DF1>F2，v1>v2解析設(shè)F1與水平面間的夾角為，根據(jù)題述，F(xiàn)1與F2的功率相同，則有F1v1cosF2v2.若F1F2，則有v1cosv2，即v1>v2；若F1>F2且v1>v2，F(xiàn)1v1cosF2v2可能成立，選項(xiàng)BD正確，A錯(cuò)誤若F1<F2且v1<v2，則F1v1cosF2v2肯定無(wú)法成立，選項(xiàng)C錯(cuò)誤答案BD2(2018·襄陽(yáng)市高三調(diào)研)如圖1所示，物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)到推力F、物體速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖2、3所示，g10 m/s2，則()A第1 s內(nèi)推力做的功為1 JB第2 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功W2 JC第1.5 s時(shí)推力F做功的功率為2 WD第2 s內(nèi)推力F做功的平均功率1.5 W解析由題圖3可知，第1 s內(nèi)物體的速度為零，故位移為零，推力不做功，A錯(cuò)誤；第2 s內(nèi)推力為3 N，第3 s內(nèi)推力為2 N且物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則可知摩擦力f2 N，物體第2 s內(nèi)的位移x1 m，則克服摩擦力所做的功Wfx2 J，B正確；第1.5 s時(shí)推力為3 N，速度v1 m/s，則推力F做功的功率P3×1 W3 W，C錯(cuò)誤；第2 s內(nèi)推力F做功的平均功率F3 W，D錯(cuò)誤答案B3(2018·江蘇卷)(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解析物塊在從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧對(duì)物塊的彈力先大于摩擦力后小于摩擦力，其所受合外力先減小后增大，根據(jù)牛頓第二定律，物塊的加速度先減小后增大，選項(xiàng)A正確；物塊受到彈簧的彈力等于摩擦力時(shí)速度最大，此位置一定位于A、O之間，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物塊所受彈簧的彈力先做正功后做負(fù)功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)物塊從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，由動(dòng)能定理可知，物塊所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功，選項(xiàng)D正確答案AD4(2018·四川重點(diǎn)中學(xué)檢測(cè))(多選)質(zhì)量為m1的小環(huán)A套在光滑的直角桿上，MN部分豎直，小環(huán)A與物塊B用細(xì)繩連接，如圖所示物塊B的質(zhì)量為m2，小環(huán)A在M點(diǎn)由靜止釋放，MN間距為h，ON水平，OM與豎直方向夾角為，則有()A小環(huán)A運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，小環(huán)A的速度為零B小環(huán)A運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，物塊B的速度為零C小環(huán)A運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，小環(huán)A的速度為D小環(huán)A從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中，繩的拉力對(duì)A做的功為解析小環(huán)A到達(dá)N點(diǎn)時(shí)由速度的合成與分解可知，豎直速度v1不為零，水平速度v2為零，即B的速度為零，故A錯(cuò)誤，B正確；由題圖中幾何關(guān)系可得：MO，NOhtan，以AB為整體，由動(dòng)能定理可知：m1ghm2ghm1v2，v，故C錯(cuò)誤；對(duì)A由動(dòng)能定理可知：Wm1ghm1v20，代入解得：W，故D正確，故選BD.答案BD5(2018·山東淄博摸底考試)如圖所示，質(zhì)量為m的物體P以初速度v在水平面上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)x距離后與一固定的橡皮泥塊Q相碰撞(碰后物體靜止)已知物體運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的水平面的阻力大小恒為f，則下列說(shuō)法正確的是()A水平面阻力做的功為fxB物體克服水平面阻力做的功為fxC橡皮泥塊對(duì)物體做的功為fxmv2D物體克服橡皮泥塊的阻力做的功為mv2fx解析根據(jù)功的定義式，物體P受到的水平面的阻力做的功W1fxcos180°fx，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體克服水平面阻力做的功W2W1fx，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；設(shè)橡皮泥塊對(duì)物體做的功為W3，根據(jù)動(dòng)能定理，有W1W30mv2，解得W3fxmv2，選項(xiàng)C正確；物體克服橡皮泥塊的阻力做的功為W4W3mv2fx，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案C6(2018·濰坊模擬)質(zhì)量為m2 kg的物體沿水平面向右做直線運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻受到一個(gè)水平向左的恒力F，如圖甲所示，此后物體的vt圖象如圖乙所示，取水平向右為正方向，g取10 m/s2，則()A物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5B10 s末恒力F的瞬時(shí)功率為6 WC10 s末物體在計(jì)時(shí)起點(diǎn)左側(cè)4 m處D010 s內(nèi)恒力F做功的平均功率為0.6 W解析由題圖乙可知04 s內(nèi)的加速度：a1 m/s22 m/s2，可得：Fmgma1；410 s內(nèi)的加速度：a2 m/s21 m/s2，可得：Fmgma2；解得：F3 N，0.05，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；10 s末恒力F的瞬時(shí)功率為P10F|v10|3×6 W18 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；04 s內(nèi)的位移x1×4×8 m16 m,410 s內(nèi)的位移x2×6×6 m18 m，xx1x22 m，故10 s末物體在計(jì)時(shí)起點(diǎn)左側(cè)2 m處，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；010 s內(nèi)恒力F做功的平均功率為 W0.6 W，選項(xiàng)D正確答案D7(2018·河北名校聯(lián)盟)質(zhì)量為m的汽車在平直路面上啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程的速度時(shí)間圖象如圖所示，從t1時(shí)刻起汽車的功率保持不變，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車所受阻力恒為Ff，則()A0t1時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力等于mBt1t2時(shí)間內(nèi)，汽車的功率等于Ffv1C汽車運(yùn)動(dòng)的最大速度等于v1Dt1t2時(shí)間內(nèi)，汽車的平均速度小于解析由題圖可知，汽車運(yùn)動(dòng)的最大速度為v2，則有PFfv2.在0t1時(shí)間內(nèi)，汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，由牛頓第二定律可得FFfma，汽車的牽引力FFfmaFfm，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t1t2時(shí)間內(nèi)，汽車的功率保持不變，汽車功率PFfv2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；題圖上A點(diǎn)和B點(diǎn)都對(duì)應(yīng)汽車功率PFv1Ffv2，而FFfm，聯(lián)立解得v2v1，選項(xiàng)C正確；根據(jù)速度時(shí)間圖象的面積表示位移，t1t2時(shí)間內(nèi)，汽車的位移為曲邊梯形ABt2t1的面積，汽車的平均速度大于，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案C8(2018·江西十校聯(lián)考)(多選)一物體靜止在粗糙水平面上，某時(shí)刻受到一沿水平方向的恒定拉力作用開(kāi)始沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，已知在第1 s內(nèi)合力對(duì)物體做的功為45 J，在第1 s末撤去拉力，物體整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的vt圖象如圖所示，g取10 m/s2，則()A物體的質(zhì)量為5 kgB物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1C第1 s內(nèi)摩擦力對(duì)物體做的功為60 JD第1 s內(nèi)拉力對(duì)物體做的功為60 J解析由動(dòng)能定理有W合，第1 s末速度v3 m/s，解出m10 kg，故A錯(cuò)誤；撤去拉力后物體的位移x2×3×3 m4.5 m，由動(dòng)能定理可得：fx20mv2，可解得：f10 N，又fmg，解出0.1，故B正確；第1 s內(nèi)物體的位移x11.5 m，第1 s內(nèi)摩擦力對(duì)物體做的功Wfx115 J，故C錯(cuò)誤；由Fx1f(x1x2)0，可得F40 N，所以第1 s內(nèi)拉力對(duì)物體做的功WFx160 J，故D正確答案BD9.如圖所示，固定斜面傾角為，整個(gè)斜面分為AB、BC兩段，且BC1.5AB.小物塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))與AB、BC兩段斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為1、2.已知小物塊P從A點(diǎn)由靜止釋放，恰好能滑動(dòng)到C點(diǎn)而停下，則、1、2間應(yīng)滿足的關(guān)系是()Atan BtanCtan212 Dtan221解析由A點(diǎn)釋放恰好能滑動(dòng)到C點(diǎn)，小物塊P受重力、支持力、滑動(dòng)摩擦力作用設(shè)斜面AC長(zhǎng)為L(zhǎng)，則ABL，BCL.對(duì)全過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有mgLsin1mgcos×L2mgcos×L0，得tan.答案A10. (2018·遼寧五校聯(lián)考)某物體的質(zhì)量為5 kg，在力F作用下沿x軸做直線運(yùn)動(dòng)，力F隨坐標(biāo)x的變化情況如圖所示物體在x0處，速度為1 m/s，不計(jì)一切摩擦，則物體運(yùn)動(dòng)到x16 m處時(shí)，速度大小為()A2 m/s B3 m/sC4 m/s D. m/s解析由圖象可知變力F做的正功W110×4 J10×4× J60 J，變力F做的負(fù)功大小W210×4× J20 J，由動(dòng)能定理得：W1W2mvmv，代入數(shù)據(jù)解得：v2 m/s，故D正確答案D二、非選擇題11(2018·臨沂二模)如圖所示，傾角45°的粗糙平直導(dǎo)軌AB與半徑為R的光滑圓環(huán)軌道相切，切點(diǎn)為B，整個(gè)軌道處在豎直平面內(nèi)一質(zhì)量為m的小滑塊(可以看作質(zhì)點(diǎn))從導(dǎo)軌上離地面高為h3R的D處無(wú)初速度下滑進(jìn)入圓環(huán)軌道接著小滑塊從圓環(huán)最高點(diǎn)C水平飛出，恰好擊中導(dǎo)軌上與圓心O等高的P點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，已知重力加速度為g.求：(1)滑塊運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)最高點(diǎn)C時(shí)的速度大?。?2)滑塊運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)圓環(huán)軌道壓力的大??；(3)滑塊在斜面軌道BD間運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中克服摩擦力做的功解析(1)小滑塊從C點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)水平速度為v0.豎直方向上：Rgt2水平方向上：Rv0t解得：v0.(2)設(shè)小滑塊在最低點(diǎn)時(shí)速度為v，由動(dòng)能定理得：mg·2Rmvmv2解得：v在最低點(diǎn)由牛頓第二定律得：FNmgm解得：FN6mg由牛頓第三定律得：FN6mg.(3)從D到最低點(diǎn)過(guò)程中，設(shè)DB過(guò)程中克服摩擦阻力做功Wf，由動(dòng)能定理得：mghWfmv20解得：WfmgR.答案(1)(2)6mg(3)mgR12(2018·廣東湛江四校聯(lián)考)一半徑為R1 m、圓心角等于143°的豎直圓弧形光滑軌道與斜面AB相切于B點(diǎn)，圓弧軌道的最高點(diǎn)為M，斜面傾角37°，如圖甲所示t0時(shí)，有一物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)以8 m/s的初速度沿斜面上滑，其在斜面上運(yùn)動(dòng)的速度變化規(guī)律如圖乙所示，若物塊恰能通過(guò)M點(diǎn)，g取10 m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8，求：(計(jì)算結(jié)果可以保留根號(hào))(1)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)(2)物塊經(jīng)過(guò)M點(diǎn)的速度大小(3)斜面AB的長(zhǎng)度解析(1) 設(shè)物塊的質(zhì)量為m，由題圖乙可知，物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度大小為a10 m/s2，方向沿斜面向下，由牛頓第二定律得mgsin37°mgcos37°ma解得0.5.(2)設(shè)物塊恰好能到達(dá)M點(diǎn)時(shí)的速度大小為vM，則有mgm解得vM m/s.(3)設(shè)斜面長(zhǎng)度為L(zhǎng)，物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得mgL(sin37°cos37°)mgR(1cos37°)mvmv解得L0.9 m.答案(1)0.5(2) m/s(3)0.9 m