2019高考物理二轮复习专题三动量和能量1_3_5功功率动能定理训练.docx

1-3-5 功 功率 动能定理课时强化训练1(2018山西太原一模)如图所示，两个人利用机械装置提升相同的重物。已知重物匀速上升，相同的时间内两重物提升的高度相同。不考虑绳、滑轮的质量及摩擦，在重物上升的过程中人拉力的作用点保持不变(一直小于30)，则()A站在地面的人比站在二楼的人省力B站在地面的人对绳的拉力越来越大C站在二楼的人对绳的拉力越来越大D同一时刻，二楼的人对绳拉力的功率小于地面的人对绳拉力的功率解析 设重物的质量为m，地面上的人对绳的拉力FTmg恒定不变；站在二楼的人对绳的拉力FT，重物匀速上升过程中越来越大，cos 越来越小，则FT越来越大，B项错误，C项正确。因一直小于30，则1cos ，则mgFTmg，而FTmg，则站在地面的人比站在二楼的人费力，所以A项错误。人对绳拉力做的功等于克服重物重力做的功，两重物质量相同，上升高度相同，所用时间相同，克服重力做功的功率相同，故D错误。答案 C2(2018湖北八校二联)如图，小球甲从A点水平抛出，同时将小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时速度大小相等，方向夹角为30，已知B、C高度差为h，两小球质量相等，不计空气阻力，由以上条件可知()A小球甲做平抛运动的初速度大小为2B甲、乙两小球到达C点所用时间之比为1CA、B两点高度差为D两小球在C点时重力的瞬时功率大小相等解析 甲、乙两球经过C点的速度v甲v乙，甲球平抛的初速度v甲xv甲 sin 30，故A错误；甲球经过C点时竖直方向的速度v甲yv甲 cos 30，运动时间t甲，乙球运动时间t乙，则t甲t乙2，故B项错误；A、B两点的高度差hgtgt，故C项正确；甲和乙两球在C点时重力的瞬时功率分别为P甲mgv甲ymg，P乙mgv乙mg，故D项错误。答案 C3(2018河北石家庄质检)如图所示，质量为m的物体A和质量为2m的物体B通过不可伸长的轻绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧。开始用手托着物体A使弹簧处于原长且细绳伸直，此时物体A与地面的距离为h，物体B静止在地面上。现由静止释放A，A与地面即将接触时速度恰好为0，此时物体B对地面恰好无压力，重力加速度为g，下列说法正确的是()A物体A下落过程中一直处于失重状态B物体A即将落地时，物体B处于失重状态C物体A下落过程中，弹簧的弹性势能最大值为mghD物体A下落过程中，A的动能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小解析 对物体A下落过程中受力分析可知，其先加速后减速，则其先处于失重状态后处于超重状态，A项错误。物体A即将落地时，B所受合外力为零，T2mg0，则B的加速度aB0，B项错误。依据能量守恒定律：mghE弹0，E弹mgh，C项正确。在物体A下落过程中，物体A与弹簧组成的系统机械能守恒，物体A的重力势能、动能与弹簧的弹性势能之和不变，因A的重力势能一直减小，则A的动能和弹簧的弹性势能之和一直增大，D项错误。答案 C4(2018河南调研联考)(多选)如图所示，同一竖直平面内的O1、A、B、C四点为长方形的四个顶点，水平面上的B、C两点间的距离为L，O2在A点正上方高h处，B点在A点正下方距离处。同时将质量均为m的小球甲、乙(均可视为质点)分别从O1、O2点沿水平方向O1A和竖直方向O2A抛出，结果两球恰好在B点相遇。空气阻力不计。下列说法正确的是()A甲、乙抛出的初速度大小之比为B两球运动过程中均处于超重状态C甲、乙相遇前瞬间的动能之比为D甲、乙相遇前瞬间所受重力的功率之比为12解析 对甲满足关系：Lv甲t，gt2，对乙满足关系：hv乙tgt2。解得，故A选项正确。小球甲、乙在运动过程中都只受重力作用，处于完全失重状态，故B项错误。甲、乙两球都满足机械能守恒，Ek甲mvmg，Ek乙mvmg，又v乙gt，hgt2，解得甲、乙相遇前瞬间的动能之比，故C项错误。由机械能守恒定律有mvmgmv，vgh，解得v乙2，v甲y，竖直方向上重力功率PGmgvy，则PG甲mg，PG乙mg2，故，故D项正确。答案 AD5(2018福建厦门质检)(多选)总质量为m的汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶时，发动机的功率为P。司机为合理进入限速区，减小了油门，使汽车功率立即减小到P并保持该功率继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大小不变。从司机减小油门开始，汽车的v-t图像如图，从汽车开始减速到再次达到匀速运动的过程中，行驶的位移为s，汽车因油耗而改变的质量可忽略。则在该过程中，下列说法正确的是()A汽车再次匀速运动时速度大小为Bt0时刻，汽车的加速度大小为C汽车的牵引力不断减小D经历的时间为解析 汽车以速度v0匀速行驶时，牵引力等于阻力，fF，汽车以功率P匀速行驶时牵引力等于阻力fF，可得vv0，所以A选项正确；t0时刻，汽车的牵引力F0，汽车的加速度大小a，所以B正确；汽车做减速运动，速度减小，功率不变，据PFv知，牵引力不断增大，故C错误；由动能定理PtWfmmv，其中克服阻力做功Wffs，所经历的时间t，所以D正确。答案 ABD6(2018福建泉州检测)(多选)如图甲所示，长为l、倾角为的斜面固定在水平地面上，一质量为m的物块从斜面顶端由静止释放并沿斜面向下滑动。已知物块与斜面间的动摩擦因数与下滑距离x的变化图像如图乙所示，则()A0tan B物块下滑的加速度逐渐增大C物块下滑到斜面底端的过程克服摩擦力做功为0mgl cos D物块下滑到底端时的速度大小为解析 物块在斜面顶端静止释放能够下滑，应满足mg sin 0mg cos ，即0tan ，故A选项错误；根据牛顿第二定律有mg sin mg cos ma，得ag sin g cos ，可知物块下滑过程中随着的减小，a在增大，故B选项正确；摩擦力fmg cos mgcos (0xl)，可知f与x成线性关系，如图所示，其中f00mg cos ，则物块下滑到斜面底端的过程克服摩擦力做功Wffl0 mgl cos ，故C选项正确；由动能定理有mgl sin 0mgl cos mv2，得v，故D选项错误。答案 BC7(2018河南调研联考)(多选)如图所示，轻弹簧一端固定于倾角为(45)的光滑斜面(固定)上方的O点，O点到斜面的距离OQ等于弹簧的原长L，弹簧另一端与小滑块(可视为质点)连接。在斜面上移动滑块至P点，使弹簧处于水平状态。现将滑块从P点由静止释放，滑块沿斜面运动到O点正下方M点，该过程中弹簧始终在弹性限度内。重力加速度大小为g。下列说法正确的是()A滑块经过Q点时的速度最大B滑块经过M点时的速度大于C滑块从P点运动到Q点的过程中，其加速度一直在减小D滑块从P点运动到Q点过程中动能的增量比从Q点运动到M点过程中动能的增量小解析 对滑块受力分析，其受竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力以及弹簧弹力，在滑块由P到M过程中结合弹簧弹力的变化情况可知，小滑块下滑过程中所受合力在PQ过程中一直沿斜面向下，在QM过程中可能一直沿斜面向下，也可能先沿斜面向下后沿斜面向上，所以A项错误。滑块由P到M过程中，根据动能定理有WGW弹mv，又WGmg，W弹0，可得vM ，B项正确。在PQ的过程中因重力沿斜面向下的分力不变，而弹簧弹力沿斜面向下的分力逐渐变小，则滑块所受沿斜面向下的合力逐渐减小，则其加速度一直在减小，C项正确。由几何关系可知滑块由P到Q下降的高度大于由Q到M下降的高度，又P到Q过程中弹簧弹力做正功，Q到M过程中弹簧弹力做负功，再结合动能定理分析可知，D项错误。答案 BC8(2018银川模拟)一辆跑车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图所示，已知该车质量为2103 kg，在某平直路面上行驶，阻力恒为3103 N。若汽车从静止开始以恒定加速度2 m/s2做匀加速运动，则此匀加速过程能持续的时间大约为()A8 s B14 sC26 s D38 s解析 由图像可知，机车的最大功率约为P200 kW，在加速阶段由牛顿第二定律可知：FF阻ma即FF阻ma3 000 N2 0002 N7 000 N，再由PFv可知：v m/s m/s，由vat，解得t s14.2 s，故选项B正确。答案 B9(多选)在冬奥会冰壶比赛中，运动员以一定的初速度将冰壶沿水平面推出，由于摩擦阻力的作用，其动能随位移变化图线如图所示，已知冰壶质量为19 kg，g取10 m/s2，则以下说法正确的是()A0.05 B0.01C滑行时间t5 s D滑行时间t10 s解析 对冰壶由动能定理得：mgs0mv，得0.01，B正确。冰壶运动时：ag0.1 m/s2由运动学公式sat2得：t10 s，D正确。答案 BD10(2018天津理综)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x1.6103 m时才能达到起飞所要求的速度v80 m/s。已知飞机质量m7.0104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取g10 m/s2。求飞机滑跑过程中(1)加速度a的大小；(2)牵引力的平均功率P。解析 (1)飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有v22ax代入数据解得a2 m/s2(2)设飞机滑跑受到的阻力为F阻，依题意有F阻0.1mg设发动机的牵引力为F，根据牛顿第二定律有FF阻ma设飞机滑跑过程中的平均速度为，有在滑跑阶段，牵引力的平均功率PF联立式得P8.4106 W答案 (1)2 m/s2(2)8.4106 W11(2018江西上饶六校一联)如图所示，质量m3 kg的小物块以初速度v04 m/s水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道，圆弧轨道的半径为R3.75 m，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心O的连线与竖直方向成37角。MN是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN间的动摩擦因数0.1，轨道其他部分光滑。最右侧是一个半径为r0.4 m的半圆轨道，C点是圆弧轨道的最高点，半圆轨道与水平轨道BD在D点平滑连接。已知重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。(1)求小物块的抛出点离A点的竖直距离h；(2)若MN的长度为L6 m，求小物块通过C点时所受轨道的弹力FN大小；(3)若小物块恰好能通过C点，求MN的长度L。解析 (1)根据平抛运动规律有：tan 37得t0.3 s解得hgt20.45 m(2)小物块由抛出点运动到B点的过程中，根据动能定理有：mghR(1cos 37)mvmv解得vB2 m/s小物块由B点运动到C点的过程中，根据动能定理有：mgL2mgrmvmv在C点：FNmg解得FN60 N(3)小物块刚好能通过C点时，有mg解得vC2 m/s小物块从B点运动到C点的过程中，根据动能定理有：mgL2mgrmvC2mv解得L10 m答案 (1)0.45 m(2)60 N(3)10 m12(2018湖北四地七校联盟联考)如图所示，底端切线水平且竖直放置的光滑圆轨道的半径为R2 m，其轨道底端P距地面的高度为h5 m，P与右侧竖直墙的距离为L1.8 m，Q为圆弧轨道上的一点，它与圆心O的连线OQ与竖直方向的夹角为53。现将一质量为m100 g可视为质点的小球从Q点由静止释放，重力加速度g10 m/s2，不计空气阻力。(sin 530.8，cos 530.6)试求：(1)小球运动到P点时对轨道的压力多大；(2)若小球每次和竖直墙壁的碰撞均是弹性碰撞，则小球的最终落地点离右侧墙角B点的距离。(小球和地