《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 考前基礎(chǔ)回扣練六 功 功率 動(dòng)能定理(含解析)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 考前基礎(chǔ)回扣練六 功 功率 動(dòng)能定理(含解析)(5頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、六 功 功率 動(dòng)能定理
1. 坐落在鎮(zhèn)江新區(qū)的摩天輪高88 m,假設(shè)乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是( )
A.在摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中,乘客機(jī)械能始終保持不變
B.在最低點(diǎn)時(shí),乘客所受重力大于座椅對(duì)他的支持力
C.在摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,合力對(duì)乘客做功為零
D.在摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中,乘客重力的功率保持不變
答案 C
解析 機(jī)械能等于重力勢能和動(dòng)能之和,摩天輪運(yùn)動(dòng)過程中,做勻速圓周運(yùn)動(dòng),乘客的速度大小不變,則動(dòng)能不變,但高度變化,所以機(jī)械能在變化,A錯(cuò)誤;圓周運(yùn)動(dòng)過程中,在最低點(diǎn),由重力和支持力的合力提供向心力F,方向向上指向圓心,所以F=N-mg,則支持
2、力N=mg+F,所以重力小于支持力,B錯(cuò)誤;在摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,動(dòng)能變化量為零,由動(dòng)能定理知,合力對(duì)乘客做功為零,C正確;運(yùn)動(dòng)過程中,乘客重力的功率P=Gvcosθ,乘客的重力大小不變,速度大小不變,但是速度方向時(shí)刻在變化,所以重力的瞬時(shí)功率在變化,D錯(cuò)誤。故選C。
2.如圖所示,游樂場中,從高處A到水平面B處有兩條長度相同的軌道Ⅰ和Ⅱ,其中軌道Ⅰ光滑,軌道Ⅱ粗糙。質(zhì)量相等的小孩甲和乙分別沿軌道Ⅰ和Ⅱ從A處滑向B處,兩人重力做功分別為W1和W2,則( )
A.W1>W(wǎng)2
B.W1<W2
C.W1=W2
D.因小孩乙與軌道Ⅱ的動(dòng)摩擦因數(shù)未知,故無法比較重力做功的大小
答案
3、 C
解析 重力做功等于重力乘以物體沿豎直方向的位移,與路徑及軌道粗糙與否無關(guān)。質(zhì)量相等的兩個(gè)小孩甲、乙分別沿軌道Ⅰ和Ⅱ從A處滑向B處,重力做功相等,C正確。
3.某汽車以恒定功率P、初速度v0沖上傾角一定的斜坡時(shí),汽車受到的阻力恒定不變,則汽車上坡過程的v-t圖象不可能是下圖中的( )
答案 A
解析 根據(jù)P=Fv,F(xiàn)-f=ma,若a>0,則汽車加速運(yùn)動(dòng),v增大,F(xiàn)減小,加速度會(huì)減小,當(dāng)加速度減為零時(shí),速度達(dá)到最大,故C項(xiàng)可能,A項(xiàng)不可能;若a=0,則物體速度不變,做勻速運(yùn)動(dòng),故B項(xiàng)可能;若a<0,即加速度沿斜面向下,物體減速,F(xiàn)增大,故加速度會(huì)減小,故D項(xiàng)可能;本題選不可能的
4、,故選A項(xiàng)。
4.A、B兩物體分別在水平恒定拉力F1和F2的作用下沿水平面運(yùn)動(dòng),先后撤去F1、F2后,兩物體最終停下,它們的v-t圖象如圖所示。已知兩物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力大小相等,則下列說法正確的是( )
A.F1、F2大小之比為1∶2
B.F1、F2對(duì)A、B做功之比為1∶2
C.A、B質(zhì)量之比為2∶1
D.全過程中A、B克服摩擦力做功之比為2∶1
答案 C
解析 由速度—時(shí)間圖象可知,兩個(gè)勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為1∶2,A、B受摩擦力大小相等,由牛頓第二定律可知:A、B的質(zhì)量之比是2∶1,C正確;由速度—時(shí)間圖象可知,A、B兩物體的總位移相等,且勻加速運(yùn)動(dòng)位移之
5、比為1∶2,勻減速運(yùn)動(dòng)的位移之比為2∶1,由動(dòng)能定理可得,A物體的拉力與摩擦力的關(guān)系:F1·x-f1·3x=0-0,B物體的拉力與摩擦力的關(guān)系:F2·2x-f2·3x=0-0,因此可得:F1=3f1,F(xiàn)2=f2,f1=f2,所以F1=2F2,F(xiàn)1∶F2=2∶1,A錯(cuò)誤;全過程中摩擦力對(duì)A、B做功相等,故F1、F2對(duì)A、B做功相等,故B、D錯(cuò)誤。
5. 某物體在水平變力F作用下沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng),物體的質(zhì)量m=10 kg,F(xiàn)隨物體的坐標(biāo)x的變化情況如圖所示。若物體從坐標(biāo)原點(diǎn)由靜止出發(fā),不計(jì)一切摩擦。借鑒教科書中學(xué)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)由v-t圖象求位移的方法,結(jié)合其他所學(xué)知識(shí),根據(jù)圖示的F-x圖象可求
6、出物體運(yùn)動(dòng)到x=16 m處時(shí)的速度大小為( )
A.3 m/s B.4 m/s
C.2 m/s D.m/s
答案 C
解析 力F在運(yùn)動(dòng)過程中所做的總功WF=×10×(4+8) J-×10×(16-12) J=40 J,由動(dòng)能定理得:WF=mv2-0,解得物塊運(yùn)動(dòng)到x=16 m處的速度大小為v=2 m/s,C正確。
6. 質(zhì)量為2 kg的物塊放在粗糙水平面上,在水平拉力的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),物塊動(dòng)能Ek與其發(fā)生位移x之間的關(guān)系如圖所示。已知物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,則下列說法正確的是( )
A.x=1 m時(shí)速度大小為2
7、m/s
B.x=3 m時(shí)物塊的加速度大小為2.5 m/s2
C.在前4 m位移過程中拉力對(duì)物塊做的功為9 J
D.在前4 m位移過程中物塊所經(jīng)歷的時(shí)間為2.8 s
答案 D
解析 對(duì)物塊由動(dòng)能定理得F合Δx=ΔEk,則F合=,即圖線的斜率等于合外力。在0~2 m內(nèi),F(xiàn)合==2 N,設(shè)x=1 m時(shí)速度大小為v,由動(dòng)能定理得F合x=mv2-0,v= m/s,A錯(cuò)誤;由圖線知2~4 m內(nèi)加速度恒定,a′=== m/s2= m/s2,B錯(cuò)誤;在前4 m位移過程中由動(dòng)能定理得W-μmgx′=9 J,W=9 J+0.2×2×10×4 J=25 J,C錯(cuò)誤;在x=2 m時(shí),mv=4 J,v1=2
8、m/s,在0~2 m內(nèi),2 m=t1,t1=2 s,在x=4 m時(shí),mv=9 J,v2=3 m/s,在2~4 m內(nèi),2 m=t2,t2=0.8 s,故t1+t2=2.8 s,D正確。
7.如圖甲所示,一足夠長、與水平面夾角θ=53°的傾斜軌道與豎直面內(nèi)的光滑圓軌道相接,圓軌道的半徑為R,其最低點(diǎn)為A,最高點(diǎn)為B。可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊與斜軌間有摩擦,物塊從斜軌上某處由靜止釋放,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)與軌道間壓力的大小F與釋放的位置距最低點(diǎn)的高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示。忽略軌道相接處距最低點(diǎn)的高度,且不計(jì)物塊通過軌道相接處時(shí)的能量損失,取重力加速度g=10 m/s2,sin53°=,cos53°=,求:
9、(1)物塊與斜軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)物塊的質(zhì)量m。
答案 (1) (2)0.2 kg
解析 (1)由題圖乙可知,當(dāng)h1=5R時(shí),物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)與軌道間壓力的大小為0,設(shè)此時(shí)物塊在B點(diǎn)的速度大小為v1,則
mg=
對(duì)物塊從釋放至到達(dá)B點(diǎn)的過程,由動(dòng)能定理有
mg(h1-2R)-μmgcosθ=mv
解得μ=。
(2)設(shè)物塊從距最低點(diǎn)高為h處釋放后到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小為v,則F+mg=
物塊從釋放至到達(dá)B點(diǎn)的過程中,由動(dòng)能定理有
mg(h-2R)-μmgcosθ=mv2,
解得F=-5mg,
此解析式為乙圖中的圖線的表達(dá)式,
則F-h圖線的斜率k=
由題圖乙可知k=,解得m=0.2 kg。
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