高考物理复习第五章　机械能及其守恒定律 第二节　课后达标能力提升

学生用书P329(单独成册)(建议用时：40分钟)一、单项选择题1(2020湖北襄阳模拟)用竖直向上大小为30 N的力F，将2 kg的物体从沙坑表面由静止提升1 m时撤去力F，经一段时间后，物体落入沙坑，测得落入沙坑的深度为20 cm.若忽略空气阻力，g取10 m/s2.则物体克服沙坑的阻力所做的功为()A20 JB24 JC34 J D54 J解析：选C.对整个过程应用动能定理得：Fh1mgh2Wf0，解得：Wf34 J，C对2.(2020北京101中学检测)如图所示，质量为m的物体静置在水平光滑平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度v0向右匀速拉动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45处，在此过程中人所做的功为() A. BC. Dmv解析：选C.由题意知，绳与水平方向夹角为45时，沿绳方向的速度vv0cos 45，故质量为m的物体速度等于，对物体应用动能定理可知，在此过程中人所做的功为Wmv20，C正确3.(2020安徽合肥一模)A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，先后撤去F1、F2后，两物体最终停下，它们的vt图象如图所示已知两物体与水平面间的滑动摩擦力大小相等则下列说法正确的是() AF1、F2大小之比为12BF1、F2对A、B做功之比为12CA、B质量之比为21D全过程中A、B克服摩擦力做功之比为21解析：选C.由vt图象可知，A、B匀减速运动的加速度大小之比为12，由牛顿第二定律可知，A、B所受摩擦力大小相等，所以A、B的质量之比是21，由vt图象可知，A、B两物体加速与减速的位移之和相等，且匀加速位移之比为12，匀减速运动的位移之比为21，由动能定理可得，A物体的拉力与摩擦力的关系，F1xFf13x00；B物体的拉力与摩擦力的关系，F22xFf23x00，因此可得：F13Ff1，F2Ff2，Ff1Ff2，所以F12F2.全过程中摩擦力对A、B做功相等，F1、F2对A、B做功大小相等故A、B、D错误，C正确4.如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功则() AWmgR，质点恰好可以到达Q点BWmgR，质点不能到达Q点CWmgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离DWmgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离解析：选C.设质点到达N点的速度为vN，在N点质点受到轨道的弹力为FN，则FNmg，已知FNFN4mg，则质点到达N点的动能为EkNmvmgR.质点由开始至N点的过程，由动能定理得mg2RWfEkN0，解得摩擦力做的功为WfmgR，即克服摩擦力做的功为WWfmgR.设从N到Q的过程中克服摩擦力做功为W，则WEk2；t1t2BEk1Ek2；t1t2CEk1Ek2；t1t2 DEk1Ek2；t1t2. 二、多项选择题6质量为1 kg的物体静止在水平粗糙的地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示外力F和物体克服摩擦力Ff做的功W与物体位移x的关系如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2.下列分析正确的是()A物体与地面之间的动摩擦因数为0.2B物体运动的位移为13 mC物体在前3 m运动过程中的加速度为3 m/s2Dx9 m时，物体的速度为3 m/s解析：选ACD.由WfFfx对应题图乙可知，物体与地面之间的滑动摩擦力Ff2 N，由Ffmg可得0.2，A正确；由WFFx对应题图乙可知，前3 m内，拉力F15 N，39 m内拉力F22 N，物体在前3 m内的加速度a13 m/s2，C正确；由动能定理得：WFFfxmv2，可得：x9 m时，物体的速度为v3 m/s，D正确；物体的最大位移xm13.5 m，B错误7(2020河北衡水中学模拟)如图所示，质量为0.1 kg的小物块在粗糙水平桌面上滑行4 m后以3.0 m/s的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5，桌面高0.45 m，若不计空气阻力，取g10 m/s2，则下列说法错误的是()A小物块的初速度是5 m/sB小物块的水平射程为1.2 mC小物块在桌面上克服摩擦力做8 J的功D小物块落地时的动能为0.9 J解析：选ABC.小物块在桌面上克服摩擦力做功WfmgL2 J，C错；在水平桌面上滑行，由动能定理得Wfmv2mv，解得v07 m/s，A错；小物块飞离桌面后做平抛运动，有xvt、hgt2，联立解得x0.9 m，B错；设小物块落地时动能为Ek，由动能定理得mghEkmv2，解得Ek0.9 J，D对82022年北京和张家口将携手举办冬奥会，因此在张家口建造了高标准的滑雪跑道，来迎接冬奥会的到来如图所示，一个滑雪运动员从左侧斜坡距离坡底8 m处自由滑下，当下滑到距离坡底s1处时，动能和势能相等(以坡底为参考平面)；到坡底后运动员又靠惯性冲上斜坡(不计经过坡底时的机械能损失)，当上滑到距离坡底s2处时，运动员的动能和势能又相等，上滑的最大距离为4 m关于这个过程，下列说法中正确的是()A摩擦力对运动员所做的功等于运动员动能的变化量B重力和摩擦力对运动员所做的总功等于运动员动能的变化量Cs12 mDs14 m，s2s1，即s14 m；同理，从右侧斜坡s2处滑至s(s4 m)处过程中，由动能定理得：mg(ss2)sin Wf0mv，因为距坡底s2处动能和势能相等，有mgs2sin mv，由式得：mg(ss2)sin Wfmgs2sin ，由式得：ss22 m综上所述，C正确，D错误三、非选择题9如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度s5 m，轨道CD足够长且倾角37，A、D两点离轨道BC的高度分别为h14.30 m、h21.35 m现让质量为m的小滑块自A点由静止释放已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小；(2)小滑块最终停止的位置距B点的距离解析：(1)小滑块从ABCD过程中，由动能定理得mg(h1h2)mgsmv0将h1、h2、s、g代入得：vD3 m/s.(2)对小滑块运动全过程应用动能定理，设小滑块在水平轨道上运动的总路程为s总，有：mgh1mgs总将h1、代入得：s总8.6 m故小滑块最终停止的位置距B点的距离为2ss总1.4 m.答案：(1)3 m/s(2)1.4 m10(2020湖南十校联考)如图所示，质量m3 kg的小物块以初速度v04 m/s水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道圆弧轨道的半径为R3.75 m，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心O的连线与竖直方向成37角MN是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN间的动摩擦因数0.1，轨道其他部分光滑最右侧是一个半径为r0.4 m的半圆弧轨道，C点是半圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道BD在D点平滑连接已知重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.(1)求小物块经过B点时对轨道的压力大小；(2)若MN的长度为L6 m，求小物块通过C点时对轨道的压力大小；(3)若小物块恰好能通过C点，求MN的长度L.解析：(1)根据平抛运动的规律有v0vA cos 37解得小物块经过A点时的速度大小vA5 m/s小物块从A点运动到B点，根据动能定理有mg(RRcos 37)mvmv小物块经过B点时，有FNmg解得FN62 N，根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力大小是62 N.(2)小物块