2019-2020年高三二輪復(fù)習(xí)物理專題通關(guān) 課時(shí)鞏固過(guò)關(guān)練（六） 3.6功　功率　動(dòng)能定理 Word版含答案.doc

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【加固訓(xùn)練】如圖所示,斜面高h(yuǎn),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(yùn)動(dòng),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(dòng),滑至底端時(shí)其動(dòng)能的大小為(　　) A.mgh　　　 B.2mgh　　　 C.2Fh　　　 D.Fh 【解析】選B。向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程由動(dòng)能定理得FL-FfL-mgh=0;向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程由動(dòng)能定理得FL-FfL+mgh=Ek-0,解得Ek=2mgh,B正確。 3.(xx南開(kāi)區(qū)一模)質(zhì)量為2t的汽車,發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率為30kW,汽車在水平路面上行駛能達(dá)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(shí)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(dāng)汽車的速度為10m/s時(shí),牽引力F==3000N;加速度a==0.5m/s2,選項(xiàng)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(shí)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(shí)功率最大 D.第2s末拉力的瞬時(shí)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(xiàng)A錯(cuò)誤;2s內(nèi)的位移x=+t2=3.5m,則選項(xiàng)B錯(cuò)誤;第1s末拉力的瞬時(shí)功率P1=Fv1=4W,第2s末拉力的瞬時(shí)功率P2=Fv2=3W,則選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。 5.如圖所示,一水平傳送帶以2.0m/s的速度順時(shí)針傳動(dòng),水平部分長(zhǎng)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(zhǎng)為0.4m,一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊無(wú)初速度地放在傳送帶最左端。已知物塊與傳送帶間動(dòng)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(yùn)動(dòng) B.物塊到達(dá)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(shí)恰好到達(dá)最左端 【解析】選C。物塊在傳送帶上先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由μmg=ma1,解得a1=2m/s2,x1==1m<2m,所以在到達(dá)傳送帶右端前物塊已經(jīng)以2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),A、B錯(cuò)誤;物塊以初速度v0滑上斜面后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),上滑過(guò)程由動(dòng)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(dá)斜面的最高點(diǎn),C正確;物塊返回傳送帶時(shí)滑動(dòng)的距離為x,由動(dòng)能定理得mghm-μmgx=0,解得x=1m,所以物塊返回傳送帶時(shí)不會(huì)到達(dá)最左端,D錯(cuò)誤。 6.(xx湖州一模)用起重機(jī)將地面上靜止的貨物豎直向上吊起,貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過(guò)程中,其v-t圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　) A.在0～t1時(shí)間內(nèi),貨物處于超重狀態(tài) B.在t1～t2時(shí)間內(nèi),起重機(jī)拉力對(duì)貨物不做功 C.在t2～t3時(shí)間內(nèi),起重機(jī)拉力對(duì)貨物做負(fù)功 D.勻速階段拉力的功率可能比加速階段某一時(shí)刻拉力的瞬時(shí)功率小 【解析】選A、D。由v-t圖像可知0～t1時(shí)間內(nèi),貨物具有向上的加速度,故處于超重狀態(tài),選項(xiàng)A正確;在t1～t3時(shí)間內(nèi),起重機(jī)的拉力始終豎直向上,一直做正功,選項(xiàng)B、C錯(cuò)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?jiǎng)蛩匐A段拉力的功率可能比加速階段某一時(shí)刻拉力的瞬時(shí)功率小,選項(xiàng)D正確。 7.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為P1,它在水平路面上行駛時(shí)受到的阻力F阻大小恒定,汽車在水平路面上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),最大速度為v,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率隨時(shí)間變化的圖像如圖所示。則汽車(　　) A.0～t1做勻加速運(yùn)動(dòng),牽引力恒定 B.0～t1做變加速運(yùn)動(dòng),牽引力增大 C.t1后加速度逐漸減小,速度達(dá)到v后做勻速運(yùn)動(dòng) 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(dòng)機(jī)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(cuò)誤;t1后功率P=P1恒定不變,但在t1時(shí)牽引力F>F阻,故速度繼續(xù)增加,則F開(kāi)始減小,加速度開(kāi)始減小,當(dāng)F=F阻時(shí),加速度減為零,速度增加到最大值v,此后汽車開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng),故C正確、D錯(cuò)誤。 【加固訓(xùn)練】(多選)質(zhì)量為2103kg、發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)能是4105J B.汽車以加速度2m/s2勻加速啟動(dòng),啟動(dòng)后第2s末時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)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(yùn)動(dòng)中,達(dá)到最大速度時(shí)摩擦力做功為4105J D.若汽車保持額定功率啟動(dòng),則當(dāng)汽車速度為5m/s時(shí),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(dòng)能為Ekm=m=4105J,A正確;汽車以加速度2m/s2勻加速啟動(dòng),啟動(dòng)后第2s末時(shí)的速度是4m/s,此時(shí)的牽引力F=Ff+ma=8103N,功率為P=Fv=32kW,B正確;勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為v1==10m/s,位移x==25m,所以摩擦力做功W=Ffx=1105J,C錯(cuò)誤;若汽車保持額定功率啟動(dòng),當(dāng)汽車速度為5m/s時(shí),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(zhǎng)的細(xì)線拴著兩個(gè)小球在豎直平面內(nèi)各自做圓周運(yùn)動(dòng)。某一時(shí)刻小球1運(yùn)動(dòng)到自身軌道的最低點(diǎn),小球2恰好運(yùn)動(dòng)到自身軌道的最高點(diǎn),這兩點(diǎn)高度相同,此時(shí)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(shuō)法正確的是(　　) A.此刻兩根線拉力大小相同 B.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,兩根線上拉力的差值最大為2mg C.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,兩根線上拉力的差值最大為10mg D.若相對(duì)同一零勢(shì)能面,小球1在最高點(diǎn)的機(jī)械能等于小球2在最低點(diǎn)的機(jī)械能 【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)由牛頓第二定律確定兩根細(xì)線的拉力。 (2)明確小球1在最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線的拉力最小,小球2在最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線的拉力最大。 【解析】選C、D。已知小球質(zhì)量為m,當(dāng)兩小球運(yùn)動(dòng)到題中圖示位置時(shí),設(shè)兩球速度大小為v,此時(shí)兩根細(xì)線的拉力分別為F1和F2,F1-mg=m,F2+mg=m,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小球1在最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線的拉力F1′最小,設(shè)此時(shí)速度大小為v1,則有F1′+mg=m,由動(dòng)能定理得-2mgL=m-mv2;小球2在最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線的拉力F2′最大,設(shè)此時(shí)速度大小為v2,則有F2′-mg=m,由動(dòng)能定理得2mgL=m-mv2,聯(lián)立解得,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩根線上拉力的差值最大,為F2′-F1′=2mg+m=2mg+8mg=10mg,選項(xiàng)C正確,B錯(cuò)誤;取題中圖示位置為零勢(shì)能面,由機(jī)械能守恒定律知選項(xiàng)D正確。 二、計(jì)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(xué)們參照伽利略時(shí)期演示平拋運(yùn)動(dòng)的方法制作了如圖所示的實(shí)驗(yàn)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(diǎn),Q為最低點(diǎn),Q點(diǎn)處的切線水平,距底板高為H。N板上固定有三個(gè)圓環(huán)。將質(zhì)量為m的小球從P處?kù)o止釋放,小球運(yùn)動(dòng)至Q飛出后無(wú)阻礙地通過(guò)各圓環(huán)中心,落到底板上距Q水平距離為L(zhǎng)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(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)速度的大小以及對(duì)軌道壓力的大小和方向。 (3)摩擦力對(duì)小球做的功。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析： (1)小球離開(kāi)Q點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)。 (2)小球運(yùn)動(dòng)到軌道最低點(diǎn)時(shí)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(diǎn)的豎直高度為h。小球離開(kāi)Q點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),由平拋運(yùn)動(dòng)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(kāi)Q點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得： H=gt2,L=vQt 解得小球運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)速度的大?。? vQ=L　 (2分) 小球離開(kāi)Q點(diǎn)前做圓周運(yùn)動(dòng),在離開(kāi)Q點(diǎn)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(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理可得：mgR+Wf=m-0　 (3分) 所以摩擦力對(duì)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(xùn)練】(xx慶陽(yáng)一模)如圖所示,水平路面CD的右側(cè)有一長(zhǎng)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(tái)運(yùn)動(dòng),板M的上表面與平臺(tái)等高。平臺(tái)的上表面AB長(zhǎng)s=3m,光滑半圓軌道AFE豎直固定在平臺(tái)上,圓軌道半徑R=0.4m,最低點(diǎn)與平臺(tái)AB相切于A點(diǎn)。當(dāng)板M的左端距離平臺(tái)L=2m時(shí),板與物塊向左運(yùn)動(dòng)的速度為v0=8m/s。當(dāng)板與平臺(tái)的豎直墻壁碰撞后,板立即停止運(yùn)動(dòng),物塊在板上滑動(dòng),并滑上平臺(tái)。已知板與路面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.05,物塊與板的上表面及軌道AB的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.1,物塊質(zhì)量m=1kg,g取10m/s2。 (1)求物塊進(jìn)入圓軌道時(shí)對(duì)軌道上的A點(diǎn)的壓力。 (2)判斷物塊能否到達(dá)圓軌道的最高點(diǎn)E。如果能,求物塊離開(kāi)E點(diǎn)后在平臺(tái)上的落點(diǎn)到A點(diǎn)的距離;如果不能,則說(shuō)明理由。 【解析】(1)設(shè)物塊隨板運(yùn)動(dòng)撞擊固定平臺(tái)時(shí)的速度為v1,由動(dòng)能定理得： -μ1(m+M)gL=(M+m)-(M+m)　 設(shè)物塊到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度為v2,由動(dòng)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(duì)軌道A點(diǎn)的壓力大小為140N,方向豎直向下　 (2)設(shè)物塊能通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn),且在最高點(diǎn)處的速度為v3,則有： -mg2R=m-m　 解得：v3=6m/s>=2m/s　 故物塊能通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),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(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)線與軌道所在的平面平行,電場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn)),在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放,帶電體恰好能通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)C,然后落至水平軌道上的D點(diǎn)。g取10m/s2。求： (1)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大小。 (2)D點(diǎn)到B點(diǎn)的距離xDB。 (3)帶電體在從P開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到落至D點(diǎn)的過(guò)程中的最大動(dòng)能。 【解析】(1)設(shè)帶電體通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度為vC,由牛頓第二定律得： mg=m　 (2分) 設(shè)帶電體通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為vB,設(shè)軌道對(duì)帶電體的支持力大小為FB,帶電體從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中,由動(dòng)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(duì)軌道的壓力： F′B=6.0N　 (1分) (2)設(shè)帶電體從最高點(diǎn)C落至水平軌道上的D點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)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(yùn)動(dòng),故最大速度一定出現(xiàn)在從B經(jīng)C到D的過(guò)程中,在此過(guò)程中只有重力和電場(chǎng)力做功,這兩個(gè)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(diǎn)右側(cè)對(duì)應(yīng)圓心角為45處。設(shè)小球的最大動(dòng)能為Ekm,由動(dòng)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(dòng)能定理解題的一般步驟 (1)確定研究對(duì)象和研究過(guò)程。 (2)分析研究對(duì)象的受力情況和各力的做功情況。 (3)寫出該過(guò)程中合外力做的功,或分別寫出各個(gè)力做的功(注意功的正負(fù)),如果研究過(guò)程中物體受力情況有變化,要分別寫出該力在各個(gè)階段做的功。 (4)寫出物體的初、末動(dòng)能。 (5)按照動(dòng)能定理列式求解。 關(guān)閉Word文檔返回原板塊