高考物理一轮复习 专练17 功和能（二）

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求专练17功和能(二)1某水上游乐场举办了一场趣味水上比赛如图1所示，质量m60 kg的参赛者(可视为质点)，在河岸上A点紧握一根长L5.0 m的不可伸长的轻绳，轻绳另一端系在距离水面高H10.0 m的O点，此时轻绳与竖直方向的夹角为37，C点是位于O点正下方水面上的一点，距离C点x5.0 m处的D点固定着一只救生圈，O、A、C、D各点均在同一竖直面内，若参赛者双手抓紧绳端点，从台阶上A点沿垂直于轻绳斜向下以一定的初速度跃出，当摆到O点正下方的B点时松开手，此后恰能落在救生圈内(sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)图1(1)求参赛者经过B点时速度的大小v；(2)求参赛者从台阶上A点跃出时的动能Ek；(3)若手与绳之间的动摩擦因数为0.6，参赛者要顺利完成比赛，则每只手对绳的最大握力不得小于多少？(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)2如图2所示，某一兴趣小组对遥控汽车的性能进行研究，遥控汽车从斜面上A点由静止出发，遥控汽车的功率恒为7 W，到达C点后关闭电源，在B点没有动能损失，水平面BC在C点与光滑半圆轨道CD平滑连接，遥控汽车刚好能通过最高点D.遥控汽车的质量为m0.2 kg，汽车与AB、BC面的动摩擦因数均为0.25，AB的长度L5 m，AB的倾角为37，BC的长度s8 mCD为半圆轨道的直径，CD的长度d3.2 m，不计空气阻力(sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)求：图2(1)小车离开D点后的水平位移大小；(2)经过C点时对圆形轨道的压力是多大；(3)从A点出发运动到C点经历了多长时间？3如图3所示，粗糙的足够长的斜面CD与一个光滑的圆弧形轨道ABC相切，圆弧半径为R1 m，圆弧BC圆心角37，圆弧形轨道末端A点与圆心等高，质量m5 kg的物块(可视为质点)从A点正上方下落，经过E点时v4 m/s，已知E点距A点高H5.2 m，恰好从A点进入轨道，若物块与斜面间的动摩擦因数为0.5，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：图3(1)物块第一次经过B点时对轨道的压力大小；(2)物块运动足够长的时间后在斜面上(除圆弧外)总共能运动多长的路程？4(20152016浙江省东北四校高二第二学期期中考试)如图4所示，长木板固定于水平实验台上放置在长木板A处的小球(大小不计)，在水平恒力的作用下向右运动，运动到长木板边缘B处撤去水平恒力，小球水平抛出后恰好落在光滑斜面顶端C处，且速度方向平行于斜面已知小球质量为m，与水平长木板间的动摩擦因数为，长木板AB长为L，距离水平地面的高度为H，斜面倾角为，B、C两点间竖直高度为h.求：图4(1)BC的水平距离x；(2)水平恒力F的大小；(3)小球落地时速度v的大小5低碳环保绿色出行的理念逐渐深入人心，而纯电动汽车是时下相对较环保的汽车为宣传“低碳环保”健康生活理念，某次志愿者举行玩具电动小汽车的表演如图5所示，质量m2 kg的小汽车以v04 m/s的初速度从水平轨道A处出发，沿平直轨道AC运动，到达C时关闭发动机，进入半径R1.8 m的圆轨道，恰能做完整的圆周运动后又进入CE水平轨道向右运动，直至停下已知小汽车与水平面的摩擦阻力恒为重力的0.1倍，AB段运动过程中风力较大，可简化为受0.8 N的水平向左的作用力，过B点后小汽车所受空气作用力均忽略不计圆轨道可视作光滑已知AB段长度x13 m，BC段长度x22 m，CE段足够长，D点为轨道最高点小汽车自身长度可忽略(g10 m/s2)求：图5(1)要使小汽车完成上述运动，AC段电动机至少提供多少能量？(2)若CE阶段启用动力回收系统，把机械能转化为电能，回收效率为30%，则该段小汽车还能滑行多远？答案精析1(1)5 m/s(2)150 J(3)750 N解析(1)B到D做平抛运动，由HLgt2xvt得v5 m/s(2)从A到B，应用动能定理mgL(1cos )mv2Ek得Ek150 J(3)设最大握力为F，得20.6Fmg得F750 N.2(1)3.2 m(2)12 N(3) s解析(1)根据向心力公式，在D点，满足mg又R则vD 4 m/s离开D点后做平抛运动，则竖直方向有dgt2故水平方向位移xvDt3.2 m.(2)从C点到D点的过程中机械能守恒，则有mgdmvmv在C点，FNmg由牛顿第三定律可知：F压FN12 N.(3)从A到C的过程由功能关系可得PtmgLsin 37mgLcos 37mgsmv解得t s.3(1)750 N(2)17 m解析(1)由E点到B点的过程，由动能定理得mvmvmg(HR)vEv4 m/s在B点有FNmg联立解得FN750 N由牛顿第三定律知FNFN750 N.(2)由能量守恒定律可得：mv2mg(HRcos )FfsFfmgcos 20 N解得s17 m.4(1)(2)mg(3) 解析(1)小球落在C处时，vyvx小球从B到Ct1xvxt1.(2)小球从A到B由动能定理得FLmgLmv解得Fmg(3)小球从B到落地由机械能守恒得：mvmgHmv2解得v .5(1)86.4 J(2)31.5 m解析(1)小汽车与水平轨道的摩擦阻力Ff0.1mg2 N设小汽车在D点的速度为v1，如果小汽车恰能做完整的圆周运动，在D点应有：mgm从A到D的过程，运用动能定理有：WFf(x1x2)Fx1mg2Rmvmv得：W86.4 J.(2)设小汽车在C点速度为v2，从D到C的过程，运用动能定理有：mg2Rmvmv得：v23 m/s若在CE阶段开启动力回收系统，回收效率为30%，即有70%的能量用于克服摩擦力做功：Ffx30mv70%