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高考物理二輪專題復(fù)習(xí)練案:第5講 功 功率 動能定理 Word版含解析

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1、 專題二 第5講 限時:40分鐘 一、選擇題(本題共8小題,其中1~4題為單選,5~8題為多選) 1.(2018·湖南省郴州市高三下學(xué)期一模)如圖所示,質(zhì)量為m的物塊與轉(zhuǎn)臺之間的最大靜摩擦力為物塊重力的k倍,物塊與轉(zhuǎn)軸OO′相距R,物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始轉(zhuǎn)動,當(dāng)轉(zhuǎn)速緩慢增加到一定值時,物塊即將在轉(zhuǎn)臺上滑動,在物塊由靜止到相對滑動前瞬間的過程中,轉(zhuǎn)臺的摩擦力對物塊做的功為( D ) A.0    B.2πkmgR C.2kmgR    D.0.5kmgR [解析] 根據(jù)牛頓第二定律得:kmg=m,根據(jù)動能定理得轉(zhuǎn)臺的摩擦力對物塊做的功為W=mv2=kmgR,故ABC錯誤,D正

2、確;故選D。 2.(2018·陜西省西交大附中高三下學(xué)期期中)如圖,小球甲從A點水平拋出,同時將小球乙從B點自由釋放,兩小球先后經(jīng)過C點時速度大小相等,方向夾角為30°,已知B、C高度差為h,兩小球質(zhì)量相等,不計空氣阻力,由以上條件可知( C ) A.小球甲作平拋運動的初速度大小為2 B.甲、乙兩小球到達(dá)C點所用時間之比為1∶ C.A、B兩點高度差為 D.兩小球在C點時重力的瞬時功率大小相等 [解析] 小球乙到C的速度為v=,此時小球甲的速度大小也為v=,又因為小球甲速度與豎直方向成30°角,可知水平分速度為,故A錯;小球乙運動到C時所用的時間為h=gt2得t=, 而小球甲到

3、達(dá)C點時豎直方向的速度為,所以運動時間為t′=,所以甲、乙兩小球到達(dá)C點所用時間之比為∶2,故B錯;由甲乙各自運動的時間得:Δh=gt2-gt′2=,故C對;由于兩球在豎直方向上的速度不相等,所以兩小球在C點時重力的瞬時功率也不相等,故D錯;故選C。 3.(2018·寧夏銀川二中高三下學(xué)期模擬三試題)如圖所示,一細(xì)線系一小球繞O點在豎直面做圓周運動,a、b分別是軌跡的最高點和最低點,c、d兩點與圓心等高,小球在a點時細(xì)線的拉力恰好為0,不計空氣阻力,則下列說法正確的是( A ) A.小球從a點運動到b點的過程中,先失重后超重 B.小球從a點運動到b點的過程中,機(jī)械能先增大后減小 C

4、.小球從a點運動到b點的過程中,細(xì)線對小球的拉力先做正功后做負(fù)功 D.小球運動到c、d兩點時,受到的合力指向圓心 [解析] 小球在a點時細(xì)線的拉力恰好為0,重力提供向心力處于完全失重狀態(tài),到最低點b時,拉力大于重力處于超重狀態(tài),所以小球從a點運動到b點的過程中,先失重后超重,故A正確;在運動過程中拉力不做功,只有重力做功,所以機(jī)械能守恒,故BC錯誤;c、d兩點重力方向向下,拉力方向指向圓心,所以合力方向不指向圓心,故D錯誤。所以A正確,BCD錯誤。 4.(2018·陜西省寶雞市模擬)如圖所示,豎直平面內(nèi)有一半徑為R的固定圓軌道與水平軌道相切于最低點B。一質(zhì)量為m的小物塊P(可視為質(zhì)點)從

5、A處由靜止滑下,經(jīng)過最低點B后沿水平軌道運動,到C處停下,B、C兩點間的距離為R,物塊P與圓軌道、水平軌道之間的動摩擦因數(shù)均為μ。若將物塊P從A處正上方高度為R處由靜止釋放后,從A處進(jìn)入軌道,最終停在水平軌道上D點(未標(biāo)出),B、D兩點間的距離為s,下列關(guān)系正確的是( C ) A.s>(1+)R    B.s=(1+)R C.s<(1+)R    D.s=2R [解析] 根據(jù)動能定理,對物塊P第一次運動,有mgR-Wf-μmgR=0;對物塊P第二次運動,有mg·2R-Wf′-μmgs=0。對物塊P經(jīng)過在圓軌道任一處,第二次運動時速度較大,向心力較大,對軌道的壓力較大,滑動摩擦力較大,

6、可見Wf

7、力減小,當(dāng)彈力等于重力時,加速度為零,速度最大,此后彈力小于重力,合力向下,加速度與速度反向,筆帽做減速運動,故A錯誤;筆帽向上運動,受到的彈力方向向上,力與位移同向,故彈力對筆帽作正功,重力方向向下,與位移反向,對筆帽做負(fù)功,由于筆帽動能增加,所以彈簧對筆帽做的功大于筆帽克服重力做的功,時間相同,根據(jù)功率的定義,故D正確;彈簧對桌面雖然有彈力,但沒有位移,所以不做功,故B錯誤;由于輕彈簧質(zhì)量不計,所以彈簧對桌面的彈力等于對筆帽的彈力,作用時間相同,沖量大小相等,故C正確,故選CD。 6.(2018·貴州省貴陽市高三5月模擬)如圖所示,半徑為R的大圓環(huán)用一硬質(zhì)輕桿固定在豎直平面內(nèi),在大圓環(huán)上

8、套一個質(zhì)量為m的小環(huán)(可視為質(zhì)點),小環(huán)從大圓環(huán)的最低點以初速度v0沿大圓環(huán)上升至與圓心等高點時速度為零,再沿大圓環(huán)滑回最低點,大圓環(huán)始終靜止,重力加速度大小為g。關(guān)于該過程,下列說法正確的是( BC ) A.輕桿對大圓環(huán)的作用力方向始終豎直向上 B.小環(huán)下滑過程摩擦力做功小于mv-mgR C.小環(huán)下滑過程重力的沖量比上滑過程重力的沖量大 D.小環(huán)下滑過程重力的平均功率比上滑過程重力的平均功率大 [解析] 小圓環(huán)在沿大圓環(huán)滑動過程中,對大圓環(huán)的壓力有水平方向的分量,可知輕桿對大圓環(huán)的作用力方向只有在小圓環(huán)到達(dá)最低點或最高點時豎直向上,選項A錯誤;小圓環(huán)上滑過程中摩擦力的功為Wf上

9、=mv-mgR;下滑過程中的平均速度小于上滑過程的平均速度,下滑過程小圓環(huán)對大圓環(huán)的平均壓力小于上滑過程中的平均壓力,可知下滑過程中摩擦力小于上滑過程中的摩擦力,從而下滑過程中摩擦力的功小于上滑過程的摩擦力的功,即Wf下

10、二模)放在粗糙水平地面上的物體受到水平拉力的作用,在0~6s內(nèi)其速度與時間的圖象和該拉力的功率與時間的圖象分別如圖所示。下列說法正確的是( ABC ) A.0~6s內(nèi)物體的位移大小為30m B.2~6s內(nèi)拉力做的功為40J C.合外力在0~6s內(nèi)做的功與0~2s內(nèi)做的功相等 D.滑動摩擦力的大小為5N [解析] 0~6s內(nèi)物體的位移大小x=×6m=30m。故A正確;在0~2s內(nèi),物體的加速度a==3m/s2,由圖知,當(dāng)P=30W時,v=6m/s,得到牽引力F==5N。在0~2s內(nèi)物體的位移為x1=6m,則拉力做功為W1=Fx1=5×6J=30J。2~6s內(nèi)拉力做的功W2=Pt=1

11、0×4J=40J。所以0~6s內(nèi)拉力做的功為W=W1+W2=70J。故B正確;在2~6s內(nèi),物體做勻速運動,合力為零,則合外力在0~6s內(nèi)做的功與0~2s內(nèi)做的功相等。故C正確;在2~6s內(nèi),v=6m/s,P=10W,物體做勻速運動,摩擦力f=F,得到f=F==N=N。故D錯誤。故選:ABC。 8.(2018·山西省晉城市二模)如圖甲所示,在豎直平面內(nèi)固定一光滑的半圓形軌道ABC,小球以一定的初速度從最低點A沖上軌道,圖乙是小球在半圓形軌道上從A運動到C的過程中,其速率平方與其對應(yīng)高度的關(guān)系圖象。已知小球在最高點C受到軌道的作用力為1.25N,空氣阻力不計,B點為AC軌道中點,g=10m/s

12、2,下列說法正確的是( BC ) A.小球質(zhì)量為0.5kg B.小球在B點受到軌道作用力為4.25N C.圖乙中x=25m2/s2 D.小球在A點時重力的功率為5W [解析] 由圖乙可知小球在C點的速度大小為v=3m/s,軌道半徑R=0.4m,因小球所受重力與彈力的合力提供向心力,所以有mg+F=,帶入數(shù)值解得m=0.1kg,A錯誤;由機(jī)械能守恒可得,mv2+mgR=mv,解得小球在B點的速度v=17m2/s2,因B點是彈力提供向心力,所以有F=,解得F=4.25N,B正確;再由機(jī)械能守恒定律可得:mv2+2mgR=mv,解得小球在A點的速度v0=5m/s,所以圖乙中x=25m2

13、/s2,C正確;因重力與速度方向垂直,所以小球在A點的重力的功率為0,D錯誤,故選BC。 二、計算題(本題共2小題,需寫出完整的解題步驟) 9.(2018·山西省孝義市高三下學(xué)期一模理綜)駿馳汽車賽車場有一段賽道可簡化為這樣:平直的賽道中間有一段拱形路面,其最高點P與水平路面的高度差為1.25m,拱形路面前后賽道位于同一水平面上。以54km/h的初速度進(jìn)入直道的賽車,以90kW的恒定功率運動10s到達(dá)P點,并恰好從P點水平飛出后落到水平賽道上,其飛出的水平距離為10m。將賽車視為質(zhì)點,不考慮賽車受到的空氣阻力。已知賽車的質(zhì)量為1.6×103kg,取g=10m/s2,求: (1)賽車到達(dá)P

14、點時速度的大??; (2)拱形路面頂點P的曲率半徑; (3)從進(jìn)入直道到P點的過程中,汽車克服阻力做的功。 [解析] (1)賽車到達(dá)P點時速度的大小為vP,從P點飛出后做平拋運動,時間為t 則有:水平方向x=vpt,豎直方向h=gt2 聯(lián)立解得:vp=20m/s (2)拱形路面頂點P的曲率半徑為R,則有:mg=m 解得:R=40m (3)從進(jìn)入直道到P點的過程中,汽車克服阻力做的功Wf 根據(jù)動能定理可得:Pt-mgh-Wf=mv 解得:Wf=7.4×105J。 10.(2018·山西省高三下學(xué)期模擬)如圖甲所示,一電動遙控小車停在水平地面上,水平車板離地高度為h=0.2m,

15、小車質(zhì)量M=3kg,質(zhì)量m=1kg的小物塊(可視為質(zhì)點)靜置于車板上某處A,物塊與車板間的動摩擦因數(shù)μ=0.1。現(xiàn)使小車由靜止開始向右行駛,當(dāng)運動時間t1=1.6s時物塊從車板上滑落。已知小車的速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示,小車受到地面的摩擦阻力是小車對地面壓力的,不計空氣阻力,取重力加速度g=10m/s2。求: (1)物塊從離開車尾B到落地過程所用的時間Δt以及物塊滑落前受到的滑動摩擦力的功率最大值P; (2)物塊落地時落地點到車尾B的水平距離s0; (3)0~2s時間內(nèi)小車的牽引力做的功W。 [解析] (1)物塊從車板上滑落后做平拋運動, 則有h=g(Δt)2 代入數(shù)

16、據(jù)解得Δt=0.2s 物塊滑落前受到的滑動摩擦力大?。篺=μmg=1N 根據(jù)牛頓第二定律得物塊的加速度大?。篴1=μg=1m/s2 當(dāng)運動時間t1=1.6s時物塊的速度v1=a1t1 解得:v1=1.6m/s 由于v1<2m/s,所以物塊在車板上受到滑動摩擦力而一直加速,物塊滑落前受到的滑動摩擦力的功率最大值P=fv1 解得:P=1.6W。 (2)物塊滑落后前進(jìn)的距離s1=v1Δt 由題圖乙得t=1.6s時小車的速率v2=2m/s 物塊滑落后小車前進(jìn)的距離s=v2Δt 落地點到車尾B的水平距離s0=s-s1 解得:s0=0.08m。 (3)0~1s時間內(nèi),由題圖乙得小車的加速度大小為: a2==m/s2=2m/s2 根據(jù)牛頓第二定律得F1-f-k(M+m)g=Ma2, 其中k= 解得:F1=11N 小車的位移大小為:s2=a2t2=×2×12m=1m 1~1.6s時間內(nèi),牽引力F2=k(M+m)g+f=5N 由題圖乙得小車的位移大?。簊2′=2×0.6m=1.2m 1.6~2s時間內(nèi),牽引力F3=kMg=3N 由題圖乙得小車的位移大?。簊2″=2×0.4m=0.8m 0~2s時間內(nèi)小車的牽引力做的功為:W=F1s2+F2s2′+F3s2″=19.4J。

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