【与名师对话】2013届高考物理总复习 课时作业15 新人教版必修2

用心 爱心 专心1 课时作业课时作业 十五十五 分钟 45 分钟 满分 100 分 一 选择题 每小题 6 分 共 54 分 1 2011 苏州模拟 一个小球从高处自由落下 则球在下落过程中的动能 A 与它下落的距离成正比 B 与它下落距离的平方成正比 C 与它运动的时间成正比 D 与它运动时间的平方成正比 解析 由动能定理 mgh mv2 可知 A 正确 又因为h gt 1 2 1 22 1 代入上式得 mg2t2 m 2 所以 D 正确 1 2 1 2 答案 AD 2 2011 中山模拟 如图所示 质量为m的小车在水平恒力F推动下 从山坡 粗糙 底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B 获得速度为v AB之间的水平距离为x 重力加 速度为g 下列说法正确的是 A 小车克服重力所做的功是mgh B 合外力对小车做的功是mv2 1 2 C 推力对小车做的功是mv2 mgh 1 2 D 阻力对小车做的功是mv2 mgh Fx 1 2 解析 小车克服重力做功W mgh A 正确 由动能定理 小车受到的合力做的功等 于小车动能的增量 W合 Ek mv2 B 正确 由动能定理 W合 W推 W重 W阻 mv2 1 2 1 2 所以推力做的功W推 mv2 W阻 W重 mv2 mgh W阻 C 错误 阻力对小车做的功W阻 1 2 1 2 mv2 W推 W重 mv2 mgh Fx D 正确 1 2 1 2 答案 ABD 3 2011 西安质检 如图所示 质量为m0 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 可视为质点 放在小车的最左端 现用一水平恒力F作用在小物块 用心 爱心 专心2 上 使物块从静止开始做匀加速直线运动 物块和小车之间的滑动摩擦力为Ff 物块滑到 小车的最右端时 小车运动的距离为s 在这个过程中 以下结论正确的是 A 物块到达小车最右端时具有的动能为 F Ff L s B 物块到达小车最右端时 小车具有的动能为FfL C 物块克服摩擦力所做的功为Ff L s D 物块克服摩擦力所做的功为Ffs 解析 物块m在水平方向受到拉力F和摩擦力Ff的作用 合力为F Ff 物块的位 移为L s 合力对物块做的功为 F Ff L s 物块到达小车最右端时具有的动能为 F Ff L s A 正确 B 错误 摩擦力对物块做的功等于摩擦力的大小Ff与位移 L s 的乘积 C 正确 D 错误 答案 AC 4 2011 南通模拟 如下图甲所示 静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块 在水 平拉力F作用下 沿x轴方向运动 拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示 图线为半圆 则小物块运动到x0处时的动能为 A 0 B Fmx0 1 2 C Fmx0 D x 4 4 2 0 解析 根据动能定理 小物块运动到x0处时的动能为这段时间内力F所做的功 物 块在变力作用下运动 不能直接用功的公式来计算 但此题可用根据图象求 面积 的方 法来解决 力F所做的功的大小等于半圆的 面积 大小 Ek W S圆 2 又 1 2 1 2 x0 2 Fm 整理得Ek Fmx0 x C 选项正确 x0 2 4 8 2 0 答案 C 5 2011 山东省济宁市期末 木块在水平恒定的拉力F作用下 由静止开始在水平路 面上前进x 随即撤消此恒定的拉力 接着木块又前进了 2x才停下来 设运动全过程中路 面情况相同 则木块在运动中获得动能的最大值为 A B Fx 2 Fx 3 C Fx D 2Fx 3 解析 木块从静止开始在拉力F和阻力 设为f 的作用下 先做匀加速直线运动 撤去拉力F后木块在阻力f的作用下做匀减速运动 所以撤去拉力F的瞬间木块的动能最 大 对全过程分析 由动能定理有Fx f 3x 0 对木块由静止开始到最大动能的过程 由动能定理得Ekm Fx fx 由此二式解得 Ekm Fx D 正确 2 3 答案 D 用心 爱心 专心3 6 如图所示 质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运 动 拉力为某个值F时 转动半径为R 当拉力逐渐减小到 时 物体仍做匀速圆周运动 F 4 半径为 2R 则外力对物体做的功为 A B FR 4 3FR 4 C D 5FR 2 FR 4 解析 F 由动能定理得W mv mv 联立解得W 即外力 mv2 1 R F 4 mv2 2 2R 1 22 2 1 22 1 FR 4 做功为 A 项正确 FR 4 答案 A 7 一个小物块从底端冲上足够长的斜面后 又返回斜面底端 已知小物块的初动能为 E 它返回斜面底端的速度大小为v 克服摩擦阻力做功为E 2 若小物块冲上斜面的动能为 2E 则物块 A 返回斜面底端时的动能为E B 返回斜面底端时的动能为 3E 2 C 返回斜面底端时的速度大小为 2v D 返回斜面底端时的速度大小为v 解析 设初动能为E时 小物块沿斜面上升的最大位移为x1 初动能为 2E时 小 物块沿斜面上升的最大位移为x2 斜面的倾角为 由动能定理得 mgx1sin Ffx1 0 E 2Ffx1 E mv2 而 mgx2sin Ffx2 0 2E 可得 E 2 E 2 1 2 x2 2x1 所以返回斜面底端时的动能为 2E 2Ffx2 E A 正确 B 错误 由E mv 2可得 1 2 v v C D 均错误 2 答案 A 8 如右图所示 水平传送带长为s 以速度v始终保持匀速运动 把质量为m的货物 放到A点 货物与皮带间的动摩擦因数为 当货物从A点运动到B点的过程中 摩擦力 对货物做的功可能 A 等于mv2 B 小于mv2 1 2 1 2 用心 爱心 专心4 C 大于 mgs D 小于 mgs 解析 货物在传送带上相对地面的运动可能先加速后匀速 也可能一直加速而货物 的最终速度小于v 故摩擦力对货物做的功可能等于mv2 可能小于mv2 可能等于 1 2 1 2 mgs 可能小于 mgs 故选 A B D 答案 ABD 9 2011 如皋模拟 如右图所示 斜面AB和水平面BC是由同一板材上截下的两段 在B处用小圆弧连接 将小铁块 可视为质点 从A处由静止释放后 它沿斜面向下滑行 进入平面 最终静止于P处 若从该板材上再截下一段 搁置在A P之间 构成一个新的 斜面 再将小铁块放回A处 并轻推一下使之具有初速度v0 沿新斜面向下滑动 关于此 情况下小铁块的运动情况的描述正确的是 A 小铁块一定能够到达P点 B 小铁块的初速度必须足够大才能到达P点 C 小铁块能否到达P点与小铁块的质量有关 D 以上说法均不对 解析 如右图所示 设AB x1 BP x2 AP x3 动摩擦因数为 由动能定理得 mgx1sin mgx1cos mgx2 0 可得 mgx1sin mg x1cos x2 设小铁 块沿AP滑到P点的速度为vP 由动能定理得 mgx3sin mgx3cos mv mv 因 1 22P 1 22 0 x1sin x3sin x1cos x2 x3cos 故得 vP v0 即小铁块可以沿AP滑到P点 故 A 正确 答案 A 二 非选择题 共 46 分 10 15 分 2011 济南模拟 如图甲所示 一质量为m 1 kg 的物块静止在粗糙水平 面上的A点 从t 0 时刻开始 物块受到按如图乙所示规律变化的水平力F作用并向右运 动 第 3 s 末物块运动到B点时速度刚好为 0 第 5 s 末物块刚好回到A点 已知物块与 粗糙水平面之间的动摩擦因数 0 2 g取 10 m s2 求 用心 爱心 专心5 1 A与B间的距离 2 水平力F在 5 s 内对物块所做的功 解析 1 在 3 s 5 s 内物块在水平恒力F作用下由B点匀加速运动到A点 设加 速度为a A与B间的距离为x 则F mg ma 得a 2 m s2 x at2 4 m 1 2 2 设物块回到A点时的速度为vA 由v 2ax 得vA 4 m s 2A 设整个过程中F做的功为WF 由动能定理得 WF 2 mgx mv 1 22A 解得 WF 24 J 答案 1 4 m 2 24 J 11 15 分 2011 海门市诊断性考试 如图甲所示 水平传送带的长度L 6 m 皮带 轮以速度v顺时针匀速转动 现在一质量为 1 kg 的小物块 可视为质点 以水平速度v0从 A点滑上传送带 越过B点后做平抛运动 其水平位移为x 保持物块的初速度v0不变 多次改变皮带轮的速度v依次测量水平位移x 得到如图乙所示的x v图象 1 当 0 v 1 m s 时 物块在A B之间做什么运动 当v 7 m s 时 物块在A B之 间做什么运动 2 物块的初速度v0多大 解析 1 由于 0 v 1 m s 时传送带速度增加而物体的平抛初速度不变 所以物体 在A B之间一直做匀减速直线运动 由于v 7 m s 时传送带速度增加而物体的平抛初速 度不变 所以物体在A B之间一直做匀加速直线运动 2 由图象可知在传送带速度v带 1 m s 时 物体做匀减速运动 到B端时恰好与传 送带等速 则平抛初速度为v1 1 m s 由动能定理得 mgL mv mv 1 22 1 1 22 0 用心 爱心 专心6 在v带 7 m s 时 物体做匀加速运动 到B端时恰好与传送带等速 则平抛初速度为 v2 7 m s 由动能定理得 mgL mv mv 1 22 2 1 22 0 解得v0 5 m s v2 1 v2 2 2 答案 1 做匀减速直线运动 做匀加速直线运动 2 5 m s 12 16 分 2011 南京质检 如图所示为 S 形玩具轨道 该轨道是用内壁光滑的 薄壁细圆管弯成的 固定在竖直平面内 轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆连接而成 的 圆半径比细管内径大得多 轨道底端与水平地面相切 弹射装置将一个小球 可视为质 点 从a点水平射向b点并进入轨道 经过轨道后从p点水平抛出 已知小球与地面ab段 间的动摩擦因数 0 2 不计其他机械能损失 ab段长L 1 25 m 圆的半径R 0 1 m 小球质量m 0 01 kg 轨道质量为M 0 15 kg g 10 m s2 求 1 若v0 5 m s 小球从p点抛出后的水平射程 2 若v0 5 m s 小球经过轨道的最高点时 管道对小球作用力的大小和方向 3 设小球进入轨道之前 轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力 当v0至少为 多大时 轨道对地面的压力为零 解析 1 设小球运动到p点时的速度大小为v 对小球由a点运动到p点的过程 应用动能定理得 mgL 4Rmg mv2 mv 1 2 1 22 0 小球从p点抛出后做平抛运动 设运动时间为t 水平射程为x 则 4R gt2 1 2 x vt 联立 代入数据解得x 0 4 m 6 2 设在轨道最高点时管道对小球的作用力大小为F 取竖直向下为正方向 有 F mg m v2 R 联立 代入数据解得F 1 1 N 方向竖直向下 3 分析可知 要使小球以最小速度v0运动 且轨道对地面的压力为零 则小球的位 置应该在 S 形轨道的中间位置 则有 F mg m F Mg v2 1 R 用心 爱心 专心7 mgL 2mgR mv mv 1 22 1 1 22 0 解得 v0 5 m s 答案 1 2 1 1 N 方向竖直向下 2 6 5 3 5 m s 拓展题 摩托车极限运动是一项惊险刺激的运动 如图所示运动员从倾角为 37 高为 3 m 的斜坡上以最大速度飞向空中 到达最高点时出现意外 人车分离 人落向地面 运动员 为自保 着地时屈膝团身深蹲以减小冲力 若已知运动员的身高为 180 cm 质量为 50 kg 摩托车的质量也为 50 kg 发动机的额定功率为 7 kW 在水平路面以及斜坡上行驶时 所受到的空气和地面阻力恒为车和人重的 0 1 倍 空中运动过程忽略空气阻力 运动员的 重心设定为人体中点 1 若此摩托车以额定功率启动 在水平地面上加速行驶 当速度达到 20 m s 时的加 速度大小是多少 2 此摩托车在倾角是 37 的斜坡上能达到的最大速度是多大 3 飞车表演时运动员所能达到的最大高度是多少 解析 1 此摩托车在水平面上以额定功率启动 设速度达到 20 m s 时的发动机牵 引力为F 加速度为a 此时阻力 F 0 1 100 10 N 100 N F N 350 N P v 7 103 20 a m s2 2 5 m s2 F Ff m 350 100 100 2 当摩托车发动机达到额定功率并做匀速运动时 达到最大速度 此时牵引力等于所 受到的总阻力 在斜坡上总阻力有两部分组成 分别是重力