2015届高考物理第二轮精讲精练检测32

温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时冲关练(五)功功率动能定理(45分钟,100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分)1.以速度v飞行的子弹先后穿透两块由同种材料制成的平行放置的固定金属板,若子弹穿透两块金属板后的速度分别变为0.8v和0.6v,则两块金属板的厚度之比为()A.1∶1B.9∶7C.8∶6D.16∶9【解析】选B。设金属板厚度分别为d1、d2,子弹所受摩擦阻力为Ff,根据动能定理得-Ffd1=QUOTEm(0.8v)2-QUOTEmv2、-Ffd2=QUOTEm(0.6v)2-QUOTEm(0.8v)2,解得d1∶d2=9∶7,故B正确。2.(2014·琼海一模)如图所示是测量运动员体能的一种装置,运动员的质量为m1,绳拴在腰间水平方向跨过定滑轮(不计滑轮摩擦),绳的另一端悬吊的重物的质量为m2,人在水平传送带上用力向后蹬传送带,而人的重心不动,使得传送带以速度v匀速向右运动。人的脚与传送带间的动摩擦因数为μ,则()A.人对传送带不做功B.传送带给人的摩擦力方向与传送带的速度v方向相同C.由题意可知,μm1g=m2gD.人对传送带做功的功率为m2gv【解题指南】解答本题应注意以下两个问题:(1)脚对传送带的静摩擦力作用点有位移。(2)人的重心不动,处于平衡状态。【解析】选D。人对传送带的摩擦力方向向右,传送带在力的作用下有位移,所以人对传送带做功,A错误;传送带给人的摩擦力方向向左,与传送带速度方向相反,B错误;人的脚与传送带间的摩擦力是静摩擦力,不是滑动摩擦力,不能用μmg表示,C错误;人的重心不动,绳对人的拉力和人与传送带间的摩擦力平衡,而拉力又等于m2g,所以人对传送带做功的功率为m2gv,D正确。3.(2014·南昌二模)如图所示,斜面高h,质量为m的物块,在沿斜面向上的恒力F作用下,能匀速沿斜面向上运动,若把此物块放在斜面顶端,在沿斜面向下同样大小的恒力F作用下物块由静止向下滑动,滑至底端时其动能的大小为()A.mgh B.2mgh C.2Fh D.Fh【解析】选B。向上运动过程由动能定理得FL-FfL-mgh=0;向下运动过程由动能定理得FL-FfL+mgh=Ek-0,解得Ek=2mgh,B正确。4.(2014·莆田一模)如图所示,质量分别为mA和mB的A、B两小球,分别用细线悬挂在天花板上,两小球之间用一条轻绳相连。平衡时,两小球恰好处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2),此时细线的拉力分别为FA和FB,两小球的重力势能分别为EpA和EpB。突然剪断A、B两小球间的轻绳,两小球摆动的最大速度分别为vA和vB。则()A.FA一定大于FB B.mA一定大于mBC.vA一定大于vB D.EpA一定大于EpB【解析】选C。A、B两球之间的连线拉力T大小相等,则重力mg=QUOTE,绳的拉力F=QUOTE,A球的夹角大,所以拉力、重力都小,A、B错误;剪断A、B两小球间的轻绳后,由动能定理mgl(1-cosθ)=QUOTEmv2,速度与质量无关,下落高度差大速度大,C正确;没规定参考点,势能没法比较大小,D错误。5.(2014·新余一模)如图所示是质量为1kg的质点在水平面上做直线运动的v-t图像。以下判断正确的是()A.在t=1s时,质点的加速度为零B.在4～6s时间内,质点的平均速度为2m/sC.在0～3s时间内,合力对质点做功为10JD.在3～7s时间内,合力做功的平均功率为2W【解析】选D。由题图可得,0～3s,质点的加速度是2m/s2,A错误;在4～6s时间内,质点的位移是6m,所以平均速度是QUOTE=QUOTE=3m/s,B错误;由动能定理,在0～3s时间内,合力对质点做功为W=QUOTEmv2-QUOTEmQUOTE=6J,C错误;在3～7s时间内,合力做功大小W=QUOTEmv′2-QUOTEmvQUOTE=8J,平均功率P=QUOTE=QUOTEW=2W,D正确。6.(2014·河南大学附中一模)放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在0～6s内其速度与时间图像和拉力的功率与时间图像分别如图甲、乙所示,则物体的质量为(g取10m/s2)()A.QUOTEkg B.QUOTEkg C.QUOTEkg D.QUOTEkg【解析】选B。在0～2s物体做匀加速直线运动,其加速度为a=QUOTE=3m/s2,2s时其拉力的功率为P=30W=Fv,此时速度v=6m/s,则拉力F=QUOTE=5N,有F-Ff=ma;2～6s时物体做匀速直线运动,此时功率不变,则有P=Fv=Ffv,则Ff=QUOTEN,将此式代入F-Ff=ma,解得m=QUOTEkg,所以B正确。7.(2014·龙岩二模)如图所示,倾角θ=30°的粗糙斜面固定在水平地面上,长为l、质量为m且质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平。用细线将质量为M的物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中()A.软绳重力势能减少了QUOTEmglB.物块重力势能减少了QUOTEMglC.软绳的机械能增加D.物块的机械能增加【解析】选C。物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面,在此过程中软绳的重心下降了,减少的重力势能大小ΔEp=,所以A错误;软绳做加速运动说明细绳的拉力大于斜面给的摩擦力,两个力的合力对软绳做正功,机械能增加,C正确;物块的重力势能减少大小为Mgl,B错误;细绳对物块做负功,机械能减少,D错误。8.(2014·福州一模)如图所示,轻质弹簧的一端固定在粗糙斜面的挡板O点,另一端固定一个小物块。小物块从P1位置(此位置弹簧伸长量为零)由静止开始运动,运动到最低点P2位置,然后在弹力作用下上升运动到最高点P3位置(图中未标出)。在此两过程中,下列判断正确的是()A.下滑和上滑过程弹簧和小物块系统机械能守恒B.下滑过程小物块速度最大值位置比上滑过程速度最大值位置高C.下滑过程弹簧和小物块组成系统机械能减小量比上升过程小D.下滑过程克服弹簧弹力和摩擦力做功总值比上滑过程克服重力和摩擦力做功总值小【解析】选B。对物块受力分析有重力、弹簧的弹力和斜面给物块的支持力和摩擦力,摩擦力做负功等于机械能减少,A错误;全程分析P3一定在P1的下方,P1到P2逆过程分析和P2到P3对比分析,摩擦力先沿斜面向上后向下,下滑过程物块速度最大值位置比上滑过程速度最大值位置高,B正确;分段P1P2和P2P3比较,摩擦力大小相等P1P2距离大,机械能损失多,C错误;P1、P2、P3三点的速度为零,能量在弹性势能、内能和重力势能间转化,内能和弹性势能的变化总和与重力势能变化大小相等,所以下滑时的重力势能变化大,D错误。二、计算题(本大题共2小题,共36分。需写出规范的解题步骤)9.(17分)(2014·海淀区一模)如图所示,水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上,圆弧轨道B端的切线沿水平方向。质量m=1.0kg的滑块(可视为质点)在水平恒力F=10.0N的作用下,从A点由静止开始运动,当滑块运动的位移x=0.50m时撤去力F。已知A、B之间的距离x0=1.0m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10,g取10m/s2。求:(1)在撤去力F时,滑块的速度大小。(2)滑块通过B点时的动能。(3)滑块通过B点后,能沿圆弧轨道上升的最大高度h=0.35m,求滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做的功。【解析】(1)滑动摩擦力Ff=μmg (1分)设滑块的加速度为a1,根据牛顿第二定律得:F-μmg=ma1 (2分)解得:a1=9.0m/s2 (1分)设滑块运动位移为0.50m时的速度大小为v,根据运动学公式得:v2=2a1x(2分)解得:v=3.0m/s (1分)(2)设滑块通过B点时的动能为EkB,从A到B运动过程中,由动能定理得:Fx-Ffx0=EkB (4分)解得:EkB=4.0J (2分)(3)设滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做功为QUOTE,由动能定理得:-mgh-QUOTE=0-EkB (3分)解得:QUOTE=0.50J (1分)答案:(1)3.0m/s(2)4.0J(3)0.50J【总结提升】应用动能定理解题的一般步骤(1)确定研究对象和研究过程;(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况;(3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负),如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段做的功;(4)写出物体的初、末动能;(5)按照动能定理列式求解。10.(19分)(2014·泉州二模)2014年2月8日第22届冬季奥林匹克运动会在俄罗斯联邦索契市胜利开幕,设一个质量m=50kg的跳台花样滑雪运动员(可看成质点),从静止开始沿斜面雪道从A点滑下,沿切线从B点进入半径R=15m的光滑竖直冰面圆轨道BPC,通过轨道最高点C水平飞出,经t=2s落到斜面雪道上的D点,其速度方向与斜面垂直,斜面与水平面的夹角θ=37°,运动员与雪道之间的动摩擦因数μ=0.075,不计空气阻力,取当地的重力加速度g=10m/s2,(sin37°=0.60,cos37°=0.80)。试求:(1)运动员运动到C点时的速度大小vC;(2)运动员在圆轨道最低点P受到轨道支持力的大小FN;(3)A点离过P点的水平地面的高度h。【解析】(1)在D点:vy=gt=20m/s (2分)tan37°=QUOTE (2分)所以vC=15m/s (2分)(2)对P→C过程,由机械能守恒定律可得:QUOTEmQUOTE=QUOTEmQUOTE+mg·2R (3分)在P点:FN-mg=mQUOTE (3分)所以FN=3250N (2分)(3)对A→P过程,由动能定理可得:mgh-μmgcos37°QUOTE=QUOTEmQUOTE (3分)所以h=45.5m (2分)答案:(1)15m/s(2)3250N(3)45.5m【加固训练】(2014·龙岩模拟)如图所示,遥控赛车比赛中一个规定项目是“飞跃壕沟”,比赛要求:赛车从起点出发,沿水平直轨道运动,在B点飞出后越过“壕沟”,落在平台EF段。已知赛车的额定功率P=10.0W,赛车的质量m=1.0kg,在水平直轨道上受到的阻力f=2.0N,AB段长L=10.0m,BE的高度差h=1.25m,BE的水平距离x=1.5m。若赛车车长不计,空气阻力不计,g取10m/s2。(1)若赛车在水平直轨道上能达到最大速度,求最大速度vm的大小;(2)要越过壕沟,求赛车在B点最小速度v的大小;(3)若在比赛中赛车通过A点时速度vA=1m/s,且赛车达到额定功率。要使赛车完成比赛,求赛车在AB段通电的最短时间t。【解析】(1)赛车在水平轨道上达到最大速度时,设其牵引力为F牵,根据牛顿第二定律有F牵-f=0又因为P=F牵·vm,所以vm=QUOTE=5.0m/s(2)赛车通过B点在空中做平抛运动,设赛车能越过壕沟的最小速