2020版高考物理总复习第五章专题探究五动力学和能量观点的综合应用练习（含解析）.docx

专题探究五动力学和能量观点的综合应用1.将一小球竖直向上抛出,小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略.a为小球运动轨迹上的一点,小球上升和下降经过a点时的动能分别为Ek1和Ek2.从抛出开始到小球第一次经过a点时重力所做的功为W1,从抛出开始到小球第二次经过a点时重力所做的功为W2.下列选项正确的是(B)A.Ek1=Ek2,W1=W2B.Ek1Ek2,W1=W2C.Ek1Ek2,W1Ek2,W1Wf1,可知Ek1Ek2,故B正确,A,C,D错误.2.(多选)如图所示,质量为M,长度为L的小车静止在光滑的水平面上,质量为m的小物块放在小车的最左端,现用一水平力F作用在小物块上,小物块与小车之间的摩擦力为Ff,经过一段时间小车运动的位移为x,小物块刚好滑到小车的右端,则下列说法中正确的是(BD)A.小物块滑到右端时,小物块的动能为F(x+L)B.小物块滑到右端时,小车的动能为FfxC.整个过程中,小物块和小车增加的机械能为Fx-FfLD.整个过程中,因摩擦而产生的热量为FfL解析:小物块运动的位移为x+L,拉力和摩擦力做功,由动能定理得(F-Ff)(x+L)=Ek1,故选项A错误;小车仅受摩擦力,由动能定理得Ffx=Ek2,选项B正确;小物块和小车组成的系统的机械能增加量等于F,Ff做的功,即(F-Ff)(x+L)+Ffx=F(x+L)-FfL,选项C错误;因摩擦而产生的热量为摩擦力与相对路程之积,即Q=FfL,选项D正确.3.如图所示,BC是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道,下端C与水平直轨道相切.一个小物块从B点正上方R处的A点处由静止释放,从B点刚好进入圆弧形光滑轨道下滑,已知圆弧形轨道半径为R=0.2 m,小物块的质量为m=0.1 kg,小物块与水平面间的动摩擦因数 =0.5,取g=10 m/s2.小物块在水平面上滑动的最大距离是(D)A.0.1 mB.0.2 mC.0.6 mD.0.8 m解析:设小物块在水平面上滑动的最大距离为x,由动能定理得mg2R-mgx=0,x=0.8 m,选项D正确.4.(多选)如图所示,一质量为1 kg的小物块自斜面上A点由静止开始下滑,经2 s运动到B点后通过光滑的衔接弧面恰好滑上与地面等高的传送带,传送带以4 m/s的恒定速率运行.已知A,B间距离为2 m,传送带长度(即B,C间距离)为10 m,小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,取g=10 m/s2.下列说法正确的是(BCD)A.小物块在传送带上运动的时间为2.32 sB.小物块在传送带上因摩擦产生的热量为2 JC.小物块在传送带上运动过程中传送带对小物块做的功为6 JD.小物块滑上传送带后,传动系统因此而多消耗的能量为8 J解析:小物块自斜面上A点由静止开始下滑,由x=at2,v=at,得出小物块滑上传送带时的速度v=2 m/s2,小物块滑上传送带后做匀加速直线运动,加速度a1=g=0.210 m/s2=2 m/s2,加速时间t1=1 s,加速运动的位移x1=vt1+a1=3 m,匀速运动时间t2=1.75 s,小物块在传送带上运动的时间为t=t1+t2=2.75 s,选项A错误;小物块相对传送带的位移x=v0t1-x1=1 m,小物块在传送带上因摩擦产生的热量为Q=Ffx=mgx=2 J,选项B正确;由动能定理,小物块在传送带上运动过程中传送带对小物块做的功为W=m-mv2=6 J,选项C正确;根据能量守恒定律,小物块滑上传送带后,传动系统因此而多消耗的能量为E=Q+W=2 J+6 J=8 J,选项D正确.5.(2019河北北戴河模拟)(多选)水平面上质量为m=10 kg的物体受到的水平拉力F随位移s变化的规律如图所示,物体匀速运动一段时间后,拉力逐渐减小,当s=7.5 m时拉力减为零,物体也恰好停下.取g=10 m/s2,下列结论正确的是(AB)A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.12B.合外力对物体所做的功约为-40 JC.物体匀速运动时的速度为2 m/sD.物体运动的时间为0.4 s解析:由于02.5 m内物体匀速运动,可得F=mg,=0.12;由于Fs图线与s轴所围面积表示力F所做的功,可得WF约为50 J,设物体匀速运动的速度为v,在整个运动过程中,由动能定理可得W总=WF-mgs=0-mv2,即W总=-40 J,v=2 m/s;物体匀速运动的时间t匀= s= s0.4 s.6.(2019北方重工三中月考)(多选)一物体静止在水平地面上,现给物体施加一竖直向上的拉力作用,不计空气阻力,物体机械能E与物体升高的高度h之间的关系图像如图所示,其中图线在A点处的切线的斜率最大,在B点处的切线水平,h2h3的图线为平行于横轴的直线,则下列说法正确的是(AD)A.h2h3过程中拉力的功率为零B.0h2过程中物体所受拉力始终大于重力C.在h2处物体的速度最大D.在h1处物体所受的拉力最大解析:h2h3过程中,物体的机械能守恒,根据机械能守恒的条件可知,拉力为零,则拉力的功率为零,故A正确.根据功能关系知,Fh=E,得F=,可知图像的斜率大小等于拉力大小.0h2过程中,图像的斜率先增大后减小,拉力先增大后减小,直至为零,所以拉力先大于重力,后小于重力,物体先加速后减速,在拉力等于重力时,速度最大,该位置在h1h2之间,故B,C错误.在h1处,图像的斜率最大,则物体所受的拉力最大,故D正确.7.(2019河北石家庄模拟)在工厂中常用如图所示水平传送带传送工件,可大大提高工作效率,传送带以恒定的速度v=2 m/s运行,质量为m=0.5 kg的工件以v0=1 m/s的初速度从位置A滑上传送带,工件与传送带之间的动摩擦因数=0.2,每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时,后一个工件立即滑上传送带,取g=10 m/s2,则下列说法中正确的是(A)A.工件经0.5 s停止相对滑动B.正常运行时传送带上相邻工件相距0.5 mC.摩擦力对每个工件做正功为1 JD.每个工件与传送带间因摩擦产生的内能为0.75 J解析:工件进入水平传送带先匀加速运动后匀速运动,加速度大小为a=g=2 m/s2,加速时间为t=0.5 s,选项A正确;正常运行时相邻两工件间的距离为d=vt=1 m,选项B错误;由动能定理知摩擦力对每个工件做正功为Wf=mv2-m=0.75 J,选项C错误;在t=0.5 s内,工件对地位移为x1=t=0.75 m,传送带对地位移为x2=vt=1 m,所以每个工件与传送带间因摩擦产生的内能为Q=mg(x2-x1)=0.25 J,选项D错误.8.(2019广西南宁外国语学校月考)如图所示,表面粗糙的斜面体固定在水平地面上.一物体在沿斜面向上且平行斜面的力F1作用下,沿斜面向上做速度为v1的匀速运动,F1的功率为P0.若该物体在沿斜面斜向上的且与斜面夹角为的力F2(如图)作用下,在同一斜面上做沿斜面向上的速度为v2的匀速运动,F2的功率也为P0,则下列说法中正确的是(B)A.F2大于F1B.v1一定小于v2C.v1可能小于v2D.在相同的时间内,物体增加的机械能相同解析:设斜面与物体之间的动摩擦因数是,物体在沿斜面向上且平行斜面的力F1作用下,在斜面上做速度为v1的匀速运动,则F1=mgsin +mgcos ;在与斜面夹角为的力F2作用下运动时,有F2sin +N=mgcos ,F2cos =mgsin +N,由此可知,当tan =时,对物体的拉力有最小值,所以F2不一定大于F1,故A错误.在第二种情况下,摩擦力比较小,则沿斜面向下的合外力较小,则F2cos 较小,由于两种情况下,功率相等,由P=Fv可知速度v2较大,所以v1一定小于v2,在相等的时间内力F和摩擦力做的总功较大,即增加的机械能较大,所以在相同的时间内,物体增加的机械能不相同,故C,D错误,B正确.9.(2018山东威海三模)(多选)水平地面上固定一倾角为=37的足够长的光滑斜面,如图所示,斜面上放一质量为mA=2.0 kg、长l=3 m的薄板A.质量为mB=1.0 kg的滑块B(可视为质点)位于薄板A的最下端,B与A之间的动摩擦因数=0.5,开始时用外力使A,B静止在斜面上,某时刻给滑块B一个沿斜面向上的初速度v0=5 m/s,同时撤去外力,已知重力加速度g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8.下列说法正确的是(CD)A.在滑块B向上滑行的过程中,A,B的加速度大小之比为35B.从A,B开始运动到A,B相对静止的过程所经历的时间为0.5 sC.从A,B开始运动到A,B相对静止的过程中滑块B克服摩擦力所