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2019-2020年高考物理二轮复习第5讲功功率动能定理练案
一、选择题本题共12小题,其中1~4题为单选,5~8题为多选1.如图所示,一物体在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲线运动,当物体从M点运动到N点时,其速度方向恰好改变了90°,则物体在M点到N点的运动过程中,物体的动能将CA.不断增大 B.不断减小C.先减小后增大D.先增大后减小[解析] 其速度方向恰好改变了90°,可以判断恒力方向应为右下方,与初速度的方向夹角要大于90°小于180°才能出现末速度与初速度垂直的情况,因此恒力先做负功,当达到速度与恒力方向垂直后,恒力做正功,动能先减小后增大.所以C正确故选C2.xx·新疆维吾尔自治区二模如图所示,一根跨过一固定的水平光滑细杆的轻绳两端拴有两个小球,球a置于水平地面上,球b被拉到与细杆同一水平的位置,把绳拉直后,由静止释放球b,当球b摆到O点正下方时,球a对地面的压力大小为其重力的,已知图中Ob段的长度小于Oa段的长度,不计空气阻力,则DA.球b下摆过程中处于失重状态B.球b下摆过程中向心加速度变小C.当球b摆到O点正下方时,球b所受的向心力为球a重力的D.两球质量之比mamb=92[解析] 球b下落过程中,做圆周运动,向心加速度指向圆心,加速度向上,故处于超重,故A错误;b球速度增大,根据a=可知,向心加速度增大,故B错误;当球b摆到O点正下方时,球a对地面的压力大小为其重力的,则F+FN=mag,解得F=mag,球b所受的向心力为F向=F-mbg=mag-mbg,故C错误;设Ob绳长为l,在下落过程中,根据动能定理可知mbgl=mbv2,则F向=,联立解得mamb=92,故D正确3.xx·江苏省淮阴中学4月模拟体育课甲、乙两位同学相距一定距离站立后进行篮球的传球训练,如图所示,甲先将篮球抛给乙,乙接球后将球又抛给甲,球飞行的线路如图所示,A、B分别是两次轨迹的最高点假设甲、乙两位同学的抛球点和接球点均位于同一水平线上,球在飞行过程中空气对它的作用力忽略不计,则下列说法正确的是AA.篮球从甲飞向乙运动的时间比从乙飞向甲的时间长B.乙接到球前球的瞬时速度一定大于甲接到球前球的瞬时速度C.篮球经过A点时的速度一定大于经过B点时的速度D.抛篮球时,甲对篮球做的功一定大于乙对篮球做的功[解析] 篮球被抛出后做斜抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动,设初速度为v,与水平方向的夹角为α,则上升的最大高度H=,落回与抛出点同一水平线的时间t=射程为x=vcosα·t=,由题意可知HAHB,甲同学的竖直分速度大,即甲的vsinα大,篮球从甲飞向乙运动的时间比从乙飞向甲的时间长,A正确;甲的vsinα大,不能确定甲的v大,B错误;篮球经过最高点时的速度等于水平分速度,甲的vsinα大,不能确定vcosα大,C错误;抛篮球时,对篮球做的功W=mv2,因不能确定v的大小,所以不能确定对篮球做功的大小,D错误,故选A4.xx·山西省一模由两种不同材料拼接成的直轨道ABC,B为两种材料的分界线,长度ABBC先将ABC按图1方式搭建成倾角为θ的斜面,让一小物块可看做质点从斜面顶端由静止释放,经时间t小物块滑过B点;然后将ABC按图2方式搭建成倾角为θ的斜面,同样将小物块从斜面顶端由静止释放,小物块经相同时间t滑过B点则小物块DA.与AB段的动摩擦因数比与BC段的动摩擦因数大B.两次滑到B点的速率相同C.两次从顶端滑到底端所用的时间相同D.两次从顶端滑到底端的过程中摩擦力做功相同[解析] 第一种情况从A到B过程,AB=a1t2=gsinθ-μ1cosθt2,第二种情况从C到B的过程,CB=a2t2=gsinθ-μ2cosθt2,因为ABBC,所以μ1μ2,即物块与AB段的动摩擦因数比BC段的动摩擦因数小,A错误;据题意两次做匀加速直线运动s=t,可知位移大的平均速度大,末速度同样大,故第一次到B的速率更大些,B错误;由Wf=-μ1mgcosθ·AB-μ2mgcosθ·BC,则两次摩擦力做功相等,故D正确;两个过程摩擦力做功相等,重力做功相等,根据动能定理可知,两次物块到达底端速度相等,设为v,则第一种BC=t1,第二种BA=t2,因BCBA,v1v2,所以t1t2即第二次到达底端的时间较长,C错误故选D5.xx·河北省张家口市二模放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图所示下列说法正确的是ABCA.0~6s内物体的位移大小为30mB.2~6s内拉力做的功为40JC.合外力在0~6s内做的功与0~2s内做的功相等D.滑动摩擦力的大小为5N[解析] 0~6s内物体的位移大小x=×6m=30m故A正确;在0~2s内,物体的加速度a==3m/s2,由图知,当P=30W时,v=6m/s,得到牵引力F==5N在0~2s内物体的位移为x1=6m,则拉力做功为W1=Fx1=5×6J=30J2~6s内拉力做的功W2=Pt=10×4J=40J所以0~6s内拉力做的功为W=W1+W2=70J故B正确;在2~6s内,物体做匀速运动,合力为零,则合外力在0~6s内做的功与0~2s内做的功相等故C正确;在2~6s内,v=6m/s,P=10W,物体做匀速运动,摩擦力f=F,得到f=F==N=N故D错误故选ABC6.xx·吉林省实验中学二模如图所示,在A、B两处分别固定A、B两枚钉子,A、B之间的距离为l,A、B连线与水平方向的夹角为θA处的钉子系一根长为l的细线,细线的另一端系一个质量为m小球,将细线拉直,让小球的初始位置P与A点处于同一高度,小球由静止释放,细线与钉子B接触后,小球继续下降取B点为参考平面,重力加速度为g,当小球运动到B点正下方的Q点时,下列说法正确的是BCA.小球的速率为B.小球的动能为mglsinθ+1C.重力对小球的功率为0D.小球对绳子的拉力为3mg[解析] 从P点到Q点,重力对小球做的功为mglsinθ+1,根据动能定理得mv2=mglsinθ+1,得v=,故A错误;小球的动能为Ek=mv2=mglsinθ+1,故B正确;在Q点小球速度方向是水平的,与重力垂直,所以重力对小球的功率为0,故C正确;在Q点,根据牛顿第二定律得F-mg=m,解得F=mg2sinθ+3,故D错误故选BC7.xx·湖南省衡阳市八中一模如图所示,质量为m的小球用两细线悬挂于A、B两点,小球可视为质点,水平细线OA长L1,倾斜细线OB长为L2,与竖直方向夹角为θ,现两细线均绷紧,小球运动过程中不计空气阻力,重力加速度为g,下列论述中不正确的是ACDA.在剪断OA线瞬间,小球加速度大小为gtanθB.剪断OA线后,小球将来回摆动,小球运动到B点正下方时细线拉力大小为mg3-2cosθC.剪断OB线瞬间,小球加速度大小为gsinθD.剪断OB线后,小球从开始运动至A点正下方过程中,重力功率最大值为mg[解析] 剪断OA线瞬间,小球受重力和线的拉力,沿切线和径向建立坐标,在沿切线方向mgsinθ=ma,解得a=gsinθ,故A说法错误;剪断OA线后,小球将来回摆动,小球运动到B点正下方时的速度为v,根据动能定理得mgL21-cosθ=mv2,在最低点由牛顿第二定律得T-mg=m,联立以上解得T=mg3-2cosθ,故B说法正确;剪断OB线瞬间,小球只受重力,由牛顿第二定律可得a=g,故C说法错误;剪断OB线后,小球下落到细线与水平方向夹角为θ时,重力的瞬时功率最大,根据动能定理mgL1sinθ=mv,重力的瞬时功率为P=mgv1cosθ,以上联立可得P=mgcosθ,由数学知识可得D说法错误所以选ACD8.xx·山西省晋城市二模如图甲所示,在竖直平面内固定一光滑的半圆形轨道ABC,小球以一定的初速度从最低点A冲上轨道,图乙是小球在半圆形轨道上从A运动到C的过程中,其速度平方与其对应高度的关系图象已知小球在最高点C受到轨道的作用力为
1.25N,空气阻力不计,B点为AC轨道中点,g=10m/s2,下列说法正确的是BCA.小球质量为
0.5kgB.小球在B点受到轨道作用力为
4.25NC.图乙中x=25m2/s2D.小球在A点时重力的功率为5W[解析] 由图乙可知小球在C点的速度大小为v=3m/s,轨道半径R=
0.4m,因小球所受重力与弹力的合力提供向心力,所以有mg+F=,带入数值解得m=
0.1kg,A错误;由机械能守恒可得,小球在B点的速度mv2+mgR=mv,解得v=17,因B点是弹力提供向心力,所以有F=,解得F=
4.25N,B正确;再由机械能守恒定律可得mv2+2mgR=mv,解得小球在A点的速度v0=5m/s,所以图乙中x=25m2/s2,C正确;因重力与速度方向垂直,所以小球在A点的重力的功率为0,D错误,故选BC
二、计算题本题共2小题,需写出完整的解题步骤9.xx·山东省淄博、莱芜市二模如图所示,倾角θ=37°的斜面AB与水平面平滑连接于B点,A、B两点之间的距离s0=3m,质量m=3kg的小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为μ=
0.4当小物块从A点由静止开始沿斜面下滑的同时,对小物块施加一个水平向左的恒力F取g=10m/s21若F=10N,小物块从A点由静止开始沿斜面运动到B点时撤去恒力F,求小物块在水平面上滑行的距离s;sin37°=
0.6,cos37°=
0.82为确保小物块不离开斜面,该恒力的最大值为多大?[解析] 1小物块从A点开始沿ABC路径运动到C停止的过程中,由动能定理可得Fs0cosθ+mgs0sinθ-fs0-μmgs=0又f=μFNFN+Fsinθ=mgcosθ代入数据解得s=
4.7m2若小物块不离开斜面,根据题意有Fsin37°≤mgcos37°代入数据解得F≤40N,即恒力的最大值为40N10.xx·山东省临沂市二模如图所示,质量为1kg物块自高台上A点以4m/s的速度水平抛出后,刚好在B点沿切线方向进入半径为
0.5m的光滑圆弧轨道运动到达圆弧轨道最底端C点后沿粗糙的水平面运动
4.3m到达D点停下来,已知OB与水平面的夹角θ=53°,g=10m/s2sin53°=
0.8,cos53°=
0.6求1AB两点的高度差;2物块到达C点时,物块对轨道的压力;3物块与水平面间的动摩擦因数[解析] 1小物块恰好从B端沿切线方向进入轨道,据几何关系有υB===5m/sA到B的过程中机械能守恒,得mgh+mv=mv联立得h=
0.45m2小物块由B运动到C,据动能定理有mgR1+sinθ=mv-mv在C点处,据牛顿第二定律有NC′-mg=m解得NC′=96N根据牛顿第三定律,小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道压力大小为96N,方向竖直向下3小物块从C运动到D,据功能关系有-μmgL=0-mv联立得μ=
0.5。