物理二轮复习作业手册（新课标·全国卷地区专用）限时集训限时集训(四) 第4讲 功、功率与动能定理 含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精专题限时集训（四）［第4讲功、功率与动能定理］（时间：40分钟)1．如图4－1所示，光滑固定斜面C倾角为θ,质量均为m的两物块A、B一起以某一初速度沿斜面向上做匀减速直线运动．已知物块A上表面是水平的，则在该减速运动过程中,下列说法正确的是（)图4－1A．物块B对A的摩擦力做负功B．物块A对B的支持力做负功C．物块B的重力和摩擦力做功的代数和为0D．两物块A、B之间的摩擦力大小为mgsinθcosθ2．质点甲固定在原点,质点乙在x轴上运动，乙受到甲的作用力F只与甲、乙之间的距离x有关，在2.2×10－10m≤x≤5.0×10－10m范围内,F与x的关系如图4－2所示．若乙自P点由静止开始运动，假设乙除受力F外不受其他外力作用，图4－2A．乙运动到Q点时,动能最大B．乙运动到R点时,动能最大C．乙运动到Q点后,静止于该处D．乙运动到R点时,速度方向一定沿－x方向3．如图4－3所示，从F处释放一个无初速度的电子，电子向B板方向运动，指出下列对电子运动的描述中哪项是正确的（设电源电动势为E）（）图4－3A．电子到达B板时的动能是2EeB．电子从B板到达C板动能增大C．电子到达D板时动能是3EeD．电子在A板和D板之间做往复运动4．如图4－4所示，固定斜面倾角为θ，整个斜面分为AB、BC段，且2AB＝BC，小物块P(可视为质点)与AB、BC两段斜面之间的动摩擦因数分别为μ1、μ2.已知P由静止开始从A点释放，恰好能滑动到C点而停下，那么θ、μ1、μ2间应满足的关系是()图4－4A．tanθ＝2μ1－μ2B．tanθ＝2μ2－μ1C．tanθ＝eq\f(2μ1＋μ2,3）D．tanθ＝eq\f(μ1＋2μ2，3）5．质量为2kg的物体，放在动摩擦因数μ＝0。1的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W和物体随位置x变化的关系如图4－5所示．重力加速度g取10m/s图4－5A．x＝0m至x＝3m的过程中B．x＝0m至x＝3m的过程中C．x＝6m时,物体的速度约为2eq\r（5)D．x＝3m至x＝9图4－66．质量相同的甲、乙两个木块仅在摩擦力作用下沿同一水平面滑动，它们的动能Ek随位移x的变化如图4－6所示，则两个木块的速度－时间图像正确的是(）图4－7图4－87．如图4－8所示,固定在地面上的半圆轨道直径ab水平，质点P与半圆轨道的动摩擦因数处处一样,当质点P从a点正上方高H处自由下落，经过轨道后从b点冲出竖直上抛，上升的最大高度为eq\f（H，2),空气阻力不计．当质点下落再经过轨道a点冲出时，能上升的最大高度h为()A．h＝eq\f(H，2)B．从a点能冲出半圆轨道,但h<eq\f(H，2）C．不能从a点冲出半圆轨道D．无法确定能否从a点冲出半圆轨道8．如图4－9所示，QB段为一半径为R＝1m的光滑圆弧轨道，AQ段为一长度为L＝1m的粗糙水平轨道,两轨道相切于Q点，Q在圆心O的正下方,整个轨道位于同一竖直平面内。物块P的质量为m＝1kg（可视为质点),P与AQ间的动摩擦因数μ＝0。1，若物块P以速度v0从A点滑上水平轨道，到C点后又返回A点时恰好静止．((1）v0的大小；(2)物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力．图4－99．如图4－10甲所示，质量足够大、截面是直角梯形的物块静置在光滑水平地面上，其两个侧面恰好与两个固定在地面上的压力传感器X和Y相接触，图中AB高H＝0。3m，AD长L＝0.5m，斜面倾角θ＝37°。有一质量m＝1kg的小物块P（图中未画出）,它与斜面的动摩擦因数μ可以通过更换斜面的材料进行调节,调节范围是0≤μ≤1，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）在A点给P一个沿斜面向上的初速度v0＝3m/s，使之恰好能到达D点(2)在第(1)问中，若μ＝0。5，求P落地时的动能；(3）对于不同的μ，每次都在D点给P一个沿斜面向下足够大的初速度以保证它能滑离斜面．在P沿斜面下滑过程中，通过压力传感器能读出X或Y对物块的水平压力F，取水平向左为正方向，试写出F随μ变化的关系表达式,并在坐标系中画出其函数图像．甲乙图4－10

专题限时集训(四）1．D［解析]以A、B为整体，加速度a＝gsinθ，方向沿斜面向下，对B,摩擦力f＝macosθ＝mgsinθcosθ,方向水平向左,选项D正确；物块B对A的摩擦力水平向右，做正功，选项A错误;物块A对B的支持力竖直向上，做正功,选项B错误；物块B的重力做负功，摩擦力水平向左，也做负功，两力做功的代数和小于0，选项C错误．2．A［解析]对乙,由动能定理WF＝eq\f(1，2)mv2，乙运动到Q点F做的功最多,动能和速度最大,选项A正确，选项B、C错误；乙从P运动到R点，由F－x图像面积可知F做功大于0,R点的速度方向沿＋x方向，选项D错误．3．D［解析］电子在A、B之间做匀加速运动，由动能定理知eE＝ΔEk,选项A错误；在B、C之间做匀速运动，选项B错误；在C、D之间做匀减速运动，由A到D，由动能定理eUAD＝0,到达D板时,速度减为零，选项C错误，选项D正确．4．D［解析］P由静止从A点到C点，由动能定理知mgsinθ（AB＋BC）－eq\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1(μ1mgcosθ））·AB－eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(μ2mgcosθ）)·BC＝0，而2AB＝BC,则tanθ＝eq\f(μ1＋2μ2，3），选项D正确．5．B［解析]W－x图线的斜率表示水平拉力F的大小，由图可知，x＝0至x＝3m的过程中，水平拉力为F1＝5N，选项A错误，选项B正确;x＝3m至x＝9m的过程中,水平拉力为F2＝2N，因为Ff＝μmg＝2N,所以物体在x＝3m至x＝9m的过程中做匀速运动,速度大小与x＝3m时速度相同，v3＝eq\r（\f（2W3,m））＝eq\r(15）m/s6．D［解析]由动能定理，－fx＝Ek－Ek0,则某位置动能Ek＝－fx－Ek0，由图像可知甲的初动能大，所受的摩擦力相同，则甲、乙加速度相同，甲的初速度大，速度图像正确的是图D.7．B［解析]质点P从a点正上方高H处自由下落,至运动到eq\f(H,2）高处的过程，有mgeq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（H－\f（H,2)））－Wf1＝0；从右侧下落再经a点冲出，有mgeq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f（H，2)－h）)－Wf2＝0，因摩擦做功损失机械能，质点先后通过轨道同一点，前一次速率大，向心力大，摩擦力大，则前一次克服摩擦做功多，即Wf1>Wf2，则0<h<eq\f(H，2），选项B正确．8．（1）2m/s(2)12［解析](1）物块P从A到C又返回A的过程，由动能定理有－μmg·2L＝－eq\f(1，2）mveq\o\al（2,0)解得v0＝eq\r(4μgL)＝2m/s。（2）设物块P在Q点的速度为v，支持力为F,由动能定理有－μmg·L＝eq\f(1,2）mv2－eq\f（1,2)mveq\o\al(2,0）由牛顿第二定律，有F－mg＝meq\f（v2，R)解得F＝12N，由牛顿第三定律,物块P对Q的压力大小为12N,方向竖直向下．9．(1)eq\f(3，8）(2)3.9J(3)见解析［解析](1)小物块从A运动到D,由动能定理有－（mgsinθ＋μmgcosθ)L＝0－eq\f（1，2）mveq\o\al(2，0）代入数据解得：μ＝eq\f（3，8）.(2)设小物块沿斜面上滑位移为s时速度为零,则由动能定理，有－（mgsinθ＋μmgcosθ）s＝0－eq\f(1，2）mveq\o\al（2,0)代入数据解得：s＝0。45设落地时P的动