（新课标）2020版高考物理复习专题二第1讲功和功率动能定理精练（含解析）.docx

功和功率 动能定理(45分钟)刷基础刷基础1在70周年国庆阅兵式上，国产新一代战机歼20携第三代改进型战机歼16、歼10C，从天安门广场上空呼啸而过假设歼20受到的阻力的大小正比于它的速率如果歼20发动机的输出功率变为原来的2倍，则歼20的最大速率变为原来的()A4倍B2倍C.倍D.倍解析：设阻力为f，由题知fkv，速度最大时，牵引力等于阻力，则有PFvfvkv2.所以歼20发动机的输出功率变为原来的2倍时，歼20的最大速率变为原来的倍答案：D2(2019河北邢台高考模拟)如图所示，质量m10 kg的物体在F100 N斜向下的推力作用下，沿水平面以v1 m/s的速度匀速前进x1 m，已知F与水平方向的夹角30，重力加速度g取10 m/s2，则()A推力F做的功为100 JB推力F的功率为100 WC物体克服摩擦力做功为50 JD物体与水平面间的动摩擦因数为 解析：推力F做的功WFxcos 301001 J50 J，故A错误；推力F的功率PFvcos 3050 W，故B错误；物体匀速运动，说明克服摩擦力做的功等于推力做的功，为50 J，故C错误；根据力的平衡条件知(mgFsin 30)Fcos 30，解得，故D正确答案：D3如图所示，质量为m的汽车在某下坡的公路上，从速度v0开始加速运动，经时间t速度达到最大值vm.设在此过程中汽车发动机的功率恒为P，汽车所受的摩擦阻力为恒力对于该过程，以下说法正确的是()A该过程中汽车一直做匀加速直线运动B该过程中汽车所受阻力fC该过程中汽车所受阻力做功的大小为PtmvD该过程中汽车做加速度不断减小的加速运动解析：汽车发动机的功率恒为P，则汽车做加速度逐渐减小的加速运动，A错误，D正确；汽车速度达到最大值vm时，汽车的牵引力F，故fmgsin ，B错误；由于还有重力做功，汽车所受阻力做的功无法求出，C错误答案：D4(多选)(2019高考江苏卷)如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度在上述过程中()A弹簧的最大弹力为mgB物块克服摩擦力做的功为2mgsC弹簧的最大弹性势能为mgsD物块在A点的初速度为解析：小物块处于最左端时，弹簧的压缩量最大，然后小物块先向右做加速运动再做减速运动，可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力mg，选项A错误；物块从开始运动至最后回到A点过程，由功的定义可得物块克服摩擦力做功为2mgs，选项B正确；自物块从最左侧运动至A点过程由能量守恒定律可知Epmgs，选项C正确；设物块在A点的初速度为v0，整个过程应用动能定理有2mgs0mv，解得v02，选项D错误答案：BC5.(2019湖南湘潭高三一模)如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，OM水平，ON竖直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上，B球的质量为2 kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均处于静止状态，此时OA0.3 m，OB0.4 m，改变水平力F的大小，使A球向右加速运动，已知A球向右运动0.1 m时速度大小为3 m/s，则在此过程中绳的拉力对B球所做的功为(g取10 m/s2)()A11 JB16 JC18 JD9 J 解析：A球向右运动0.1 m时，vA3 m/s，OA0.4 m，OB0.3 m，设此时BAO，则有tan ，vAcos vBsin ，解得vB4 m/s.此过程中B球上升高度h0.1 m，由动能定理有，Wmghmv，解得绳的拉力对B球所做的功为Wmghmv2100.1 J242 J18 J，选项C正确答案：C6.一汽车在平直公路上行驶从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示假定汽车所受阻力的大小f恒定不变下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是()解析：当汽车的功率为P1时，汽车在运动过程中满足P1F1v，因为P1不变，v逐渐增大，所以牵引力F1逐渐减小，由牛顿第二定律得F1fma1，f不变，所以汽车做加速度减小的加速运动，当F1f时速度最大，且vm.当汽车的功率突变为P2时，汽车的牵引力突增为F2，汽车继续加速，由P2F2v可知F2减小，又因F2fma2，所以加速度逐渐减小，直到F2f时，速度最大vm，以后匀速运动综合以上分析可知选项A正确答案：A7.质量为500 kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则赛车()A做匀加速直线运动B功率为20 kWC所受阻力大小为2 000 ND速度大小为50 m/s时牵引力大小为3 000 N解析：由图象可知，汽车的加速度随速度的增大而减小，故汽车不做匀加速运动，选项A错误；根据PFv，FFfma可得a，由图象可知4，400，解得Ff2 000 N，P2105 W，选项B错误，C正确；速度大小为50 m/s时牵引力大小为F N4 000 N，选项D错误答案：C8.如图所示，质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于O点，自由静止在A位置现用水平力F缓慢地将小球从A位置拉到B位置后静止，此时细线与竖直方向夹角为60，细线的拉力为F1，然后放手让小球从静止返回，到A点时细线的拉力为F2，则()AF1F22mgB从A到B，拉力F做的功为F1LC从B到A的过程中，小球受到的合力大小不变D从B到A的过程中，小球重力的瞬时功率一直增大解析：在B位置，根据平衡条件有F1sin 30mg，解得F12mg.从B到A，根据动能定理得mgL(1cos 60)mv2，根据牛顿第二定律得F2mgm，联立两式解得F22mg，故A项正确；从A到B，小球缓慢移动，根据动能定理得WFmgL(1cos 60)0，解得WFmgL，故B项错误；从B到A的过程中，小球的速度大小在变化，沿径向的合力在变化，故C项错误；在B位置，重力的功率为零，在最低点，重力的方向与速度方向垂直，重力的功率为零，可知从B到A的过程中，重力的功率先增大后减小，故D项错误答案：A9(2019湖南永州高三模拟)高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象现利用这架照相机对某家用汽车的加速性能进行研究，如图为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中汽车的实际长度为4 m，照相机每两次曝光的时间间隔为2.0 s已知该汽车的质量为1 000 kg，额定功率为90 kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为1 500 N.(1)试利用图示，求该汽车的加速度大小(2)若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间(3)汽车所能达到的最大速度是多大(4)若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3 000 N，求汽车运动2 400 m所用的最短时间(汽车已经达到最大速度)解析：(1)由图可得汽车在第1个2 s时间内的位移x19 m，第2个2 s时间内的位移x215 m汽车的加速度a1.5 m/s2.(2)由FFfma得，汽车牵引力FFfma(1 5001 0001.5)N3 000 N汽车做匀加速运动的末速度v m/s30 m/s匀加速运动保持的时间t1 s20 s.(3)汽车所能达到的最大速度vm m/s60 m/s.(4)要使汽车所用时间最短，必须使牵引力最大，即为3 000 N，由(2)知当牵引力为3 000 N时汽车匀加速运动的时间t120 s运动的距离x120 m300 m所以，后阶段以恒定功率运动的距离x2(2 400300)m2 100 m对后阶段以恒定功率运动，有P额t2Ffx2m(vv2)解得t250 s所以，所求时间为t总t1t2(2050)s70 s.答案：(1)1.5 m/s2(2)20 s(3)60 m/s(4)70 s 刷综合10如图甲为一倾斜的传送带，传送带足够长，与水平方向夹角为，以恒定的速度沿逆时针方向匀速转动一物块由底端以速度v1滑上传送带，图乙为物块在传送带上运动的v t图象t3时刻物体离开传送带下列说法正确的是()A无法判断出传送带的运行速率B传送带与物块间的动摩擦因数为tan Ct1时刻物块到达最高点Dv1v3解析：由v t图象可知t2时刻物块与传送带共速，之后摩擦力反向，所以传送带的运行速率为v2，故A错误由题图知，在0t1时间内，对物块受力分析有mgsin mgcos ma1，由图象得a1，解得tan ，故B错误；t1时刻物块速度减为0，离出发点最远，故C正确；从开始滑上传送带到离开传送带，由动能定理得Wfmvmv，因Wfv3，故D错误答案：C11(2019陕西西安高三二模试题)如图所示，竖直面内有固定轨道ABC，AB是半径为2R的四分之一光滑圆弧，BC是半径为R的粗糙半圆弧(B是轨道的最低点)，O点是BC圆弧的圆心，POQ在同一水平线上，BOC在同一竖直线上质量为m的小球自由下落2R后，沿轨道ABC运动，经过轨道C点后，恰好落到轨道上的P点则下列说法正确的是()A小球运动到B点前的瞬间对轨道的作用力是4mgB小球运动到B点后的瞬间对轨道的作用力是8mgC小球运动到C点的过程中，摩擦力做功WfmgRD小球运动到C点的过程中，摩擦力做功WfmgR解析：小球下落到B点，由机械能守恒定律得mg(4R)mv，小球运动到B点前的瞬间，小球运动的半径是2R，由向心力公式得FBmg，解得FB5mg，小球运动到B点后的瞬间，小球的运动半径是R，由向心力公式有FBmg，解得FB9mg，故A、B错误；经过轨道C点后，恰好落到轨道上的P点，由几何关系得R，由平抛运动规律知xRvCt，yRgt2，小球运动到C点时，对整个过程由动能定理有mg2RWfmv，解得WfmgR，故C正确，D错误答案：C12(2019四川攀枝花高三二模)如图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达A孔进入半径R0.3 m的竖直放置的光滑圆轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔已知摆线长L2 m，60，小球质量为m0.5 kg，D点与A孔的水平距离s2 m，g取10 m/s2.试求：(1)求摆线能承受的最大拉力值；(2)要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求粗糙水平面动摩擦因数的范围解析：(1)摆球由C运动到D，由动能定理可得mg(LLcos )mv由牛顿第二定律可得Fmmgm可得Fm2mg10 N.(2)小球不脱离圆轨道分两种情况：要保证小球能