2020高考物理二轮复习专题五能量和动量对对练含解析.docx

能量和动量2020年高考必备2015年2016年2017年2018年2019年卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷考点一功、功率动能定理及其应用17191614、24141419、252124、2517、24、25考点二机械能守恒定律及其应用21241721考点三功能关系能量守恒定律2125252416182518考点四动量定理动量守恒定律35(2)35(2)35(2)35(2)35(2)14202415、2416、252525考点五实验:1.探究动能定理实验:2.验证机械能守恒定律22实验:3.验证动量守恒定律考点一功、功率动能定理及其应用命题角度1功的计算高考真题体验对方向(多选)(2016全国19)两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量.两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关.若它们下落相同的距离,则()A.甲球用的时间比乙球长B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功答案BD解析设所受阻力为Ff,根据题意Ff=kr.根据牛顿第二定律,mg-Ff=ma,a=g-krm=g-kr43r3=g-3k4r2,r越大,a越大,两小球密度相同,m甲m乙,所以r甲r乙,故a甲a乙,C选项错误;物体在空中的运动时间t=2ha,h相同,所以t甲v乙,B选项正确;物体下落过程中克服阻力做功Wf=Ffh=krh,所以Wf甲Wf乙,D选项正确.总功的计算方法(1)用动能定理W=Ek或功能关系W=E,即用能量的变化量等效替代合力所做的功.(也可计算变力功)(2)总功等于合外力的功.先求出物体所受各力的合力F合,再根据W总=F合lcos 计算总功,但应注意应是合力与位移l的夹角.(3)总功等于各力做功的代数和.分别求出每一个力做的功:W1,W2,W3,再把各个外力的功求代数和,即W总=W1+W2+W3+.典题演练提能刷高分1.(多选)(2019山东济宁五校联考)在某一粗糙的水平面上,一质量为2 kg的物体在水平恒定拉力作用下做匀速直线运动,当运动一段时间后,拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动,图中给出了拉力随位移变化的关系图象.重力加速度g取10 m/s2.根据以上信息能得出的物理量有() A.物体与水平面间的动摩擦因数B.合外力对物体所做的功C.物体做匀速运动时的速度D.物体运动的时间答案ABC解析由题意知物体开始做匀速直线运动,故拉力F与滑动摩擦力Ff大小相等,物体与水平面间的动摩擦因数为=Fmg=0.35,选项A正确;减速过程由动能定理得WF+WFf=0-12mv2,根据F-x图象中图线与横轴围成的面积可以估算力F做的功WF,而Wf=-mgx,由此可求得合外力对物体所做的功,及物体做匀速运动时的速度v,选项B、C正确;因为物体做变加速运动,所以运动时间无法求出,选项D错误.2.(多选)如图所示,内壁光滑半径大小为R的圆轨道固定在竖直平面内,一个质量为m的小球静止在轨道的最低点A点.现给小球一个瞬时水平打击力,使小球沿轨道在竖直平面内运动.当小球运动重新回到A点时,再沿它的运动方向给第二次瞬时打击力.经过二次击打后,小球才能够通过轨道的最高点,已知第一次和第二次对小球的打击力做的功分别为W和3W,则W的值可能为()A.12mgRB.34mgRC.57mgRD.mgR答案BCD解析小球在竖直面内运动只有重力做功,故机械能守恒;小球要到达圆轨道最高点,那么对小球在最高点应用牛顿第二定律可得:mgmv2R,所以小球的机械能E=2mgR+12mv252mgR;小球在运动过程中始终未脱离轨道,且必须经过两次击打,小球才能运动到圆轨道的最高点,故第一次击打后,小球运动的高度不大于R,所以有WmgR,W+3W52mgR,所以,58mgRWmgR,故BCD正确,A错误,故选BCD.3.如图所示,水平平台上放置一长为L、质量为m的均匀木板,板右端距离平台边缘为s,板与台面间动摩擦因数为,重力加速度为g.现对板施加水平推力,要使板脱离平台,推力做功的最小值为()A.mg(L+s)B.mgL2+sC.mg(L-s)D.mg3L4+s答案B解析要使板脱离平台,即让板的重心脱离平台,则板运动的距离为L2+s,需要克服摩擦力做功为Wf=mgL2+s,即推力做功的最小值为mgL2+s,故B正确,ACD错误.4.一物体由静止开始运动,其加速度a与位移x关系图线如图所示.下列说法正确的是()A.物体最终静止B.物体的最大速度为2ax0C.物体的最大速度为3ax0D.物体的最大速度为32ax0答案C解析由a-x图象可知,物体先做匀加速直线运动,后做加速度减小的加速运动,到2x0位置时速度最大,A错误;设最大速度为v,根据动能定理得ma0x0+12ma0x0=12mv2,解得v=3ax0,C正确.命题角度2功率的计算高考真题体验对方向(多选)(2018全国19)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送到地面.某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等.不考虑摩擦阻力和空气阻力.对于第次和第次提升过程,()A.矿车上升所用的时间之比为45B.电机的最大牵引力之比为21C.电机输出的最大功率之比为21D.电机所做的功之比为45答案AC解析由两次提升的高度相同可知,图形不重合部分面积应相等,可得过程的总时间为2.5t0,上升所用时间之比为2t02.5t0=45,A选项正确;加速上升阶段牵引力最大,两次提升的质量和加速度都相同,根据牛顿第二定律,最大牵引力Fm-mg=ma,最大牵引力相等,B选项错误;最大输出功率为Pm=Fmvm,已知最大牵引力相等,过程的最大速度是过程的2倍,故电机输出的最大功率之比为21,C选项正确;设整个过程中电机所做的功为W,根据动能定理W-mgh=0,提升的质量和高度都相等,所以电机所做的功也相等,D选项错误.机车启动中的三个重要关系式(1)无论哪种启动过程,机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度,即vm=PFmin=PF阻(式中Fmin为最小牵引力,其值等于阻力F阻).(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中,匀加速过程结束时,功率最大,速度不是最大,即v=PFvm=PF阻.(3)机车以恒定功率运行时,牵引力做的功W=Pt.由动能定理得Pt-F阻x=Ek.此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小.典题演练提能刷高分1.(2019河南平顶山模拟)质量m=20 kg的物体,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动.02 s内F与运动方向相反,24 s内F与运动方向相同,物体的v-t图象如图所示.g取10 m/s2,则()A.拉力F的大小为100 NB.在4 s时拉力的瞬时功率为120 WC.4 s内拉力所做的功为480 JD.4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J答案B解析取物体初速度方向为正方向,由题图可知物体与水平面间存在摩擦力,由题图可知02 s内,-F-Ff=ma1,且a1=-5 m/s2;24 s内,-F+Ff=ma2,且a2=-1 m/s2,联立以上两式解得F=60 N,Ff=40 N,选项A错误;由P=Fv得4 s时拉力的瞬时功率为120 W,选项B正确;由W=Fx,可知02 s内,W1=-Fx1,24 s内,W2=Fx2,由题图可知x1=10 m,x2=2 m,代入数据解得,4 s内拉力所做的功为-480 J,选项C错误;摩擦力做功W=Ffs,摩擦力始终与速度方向相反,故s为路程,由题图可求得总路程为12 m,4 s内物体克服摩擦力做的功为480 J,选项D错误.2.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的