（江蘇專版）2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題二 第一講 功和功率 動(dòng)能定理課前自測(cè)診斷卷（含解析）.doc
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功和功率 動(dòng)能定理 考點(diǎn)一 功和功率 1.[考查功的大小計(jì)算] 如圖所示，質(zhì)量m＝1 kg、長(zhǎng)L＝0.8 m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上，其右端與桌子邊緣相平，板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.4?，F(xiàn)用F＝5 N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少為(g取10 m/s2)( ) A．1 J B．1.6 J C．2 J D．4 J 解析：選B 在薄板沒(méi)有翻轉(zhuǎn)之前，薄板與水平桌面之間的摩擦力f＝μmg＝4 N。力F做的功用來(lái)克服摩擦力消耗的能量，而在這個(gè)過(guò)程中薄板只需移動(dòng)的距離為，則做的功至少為W＝f＝1.6 J，所以B正確。 2．[考查平均功率與瞬時(shí)功率的分析與計(jì)算] 如圖所示，某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的vt圖像為正弦曲線。從圖像可以判斷( ) A．質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng) B．在t1時(shí)刻，合外力的功率最大 C．在t2～t3時(shí)間內(nèi)，合外力做負(fù)功 D．在0～t1和t2～t3時(shí)間內(nèi)，合外力的平均功率相等 解析：選D 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的vt圖像描述的是質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在t1時(shí)刻，加速度為零，合外力為零，合外力功率的大小為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由題圖可知，在t2～t3時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的速度增大，動(dòng)能增大，由動(dòng)能定理可知，合外力做正功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在0～t1和t2～t3時(shí)間內(nèi)，動(dòng)能的變化量相同，故合外力的功相等，則合外力的平均功率相等，選項(xiàng)D正確。 3．[考查機(jī)車(chē)啟動(dòng)的圖像問(wèn)題] 下列各圖是反映汽車(chē)以額定功率P額從靜止啟動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，汽車(chē)的速度v隨時(shí)間t以及加速度a、牽引力F和功率P隨速度v變化的圖像中正確的是( ) 解析：選A 汽車(chē)以額定功率啟動(dòng)時(shí)，功率一定，由P＝Fv可知，速度增大，牽引力F減小，根據(jù)F－Ff＝ma，加速度逐漸減小，但速度繼續(xù)增大，當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，速度達(dá)到最大，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。 4．[考查機(jī)車(chē)的啟動(dòng)與牽引問(wèn)題] 某興趣小組對(duì)一輛自制遙控小車(chē)的性能進(jìn)行研究，他們讓這輛小車(chē)在水平的直軌道上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并將小車(chē)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程記錄下來(lái)，通過(guò)處理轉(zhuǎn)化為vt圖像，如圖所示(除2～10 s時(shí)間段圖像為曲線外，其余時(shí)間段圖像均為直線)。已知小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，2～14 s時(shí)間段內(nèi)小車(chē)的功率保持不變，在14 s末停止遙控而讓小車(chē)自由滑行，小車(chē)的質(zhì)量為1.0 kg。可認(rèn)為在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小車(chē)所受到的阻力大小不變。求： (1)小車(chē)所受到的阻力大?。? (2)小車(chē)勻速行駛階段的功率； (3)小車(chē)在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(0～10 s內(nèi))位移的大小。 解析：(1)在14～18 s時(shí)間段，加速度大?。? a＝＝ m/s2＝1.5 m/s2 由牛頓第二定律得：f＝ma＝1.5 N。 (2)在10～14 s小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，速度v＝6 m/s 牽引力大小F與f大小相等，則：F＝f＝1.5 N， 小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)的功率：P＝Fv＝9 W。 (3)0～2 s內(nèi)，小車(chē)的位移：x1＝23 m＝3 m 2～10 s內(nèi)，根據(jù)動(dòng)能定理： Pt－fx2＝mv22－mv12 代入數(shù)據(jù)解得x2＝39 m 加速過(guò)程中小車(chē)的位移大小為x＝x1＋x2＝42 m。 答案：(1)1.5 N (2)9 W (3)42 m 考點(diǎn)二 動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用 5.[考查應(yīng)用動(dòng)能定理判斷物體動(dòng)能增量的大小關(guān)系] [多選]如圖所示，一塊長(zhǎng)木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物體A，現(xiàn)以恒定的外力F拉B，由于A、B間摩擦力的作用，A將在B上滑動(dòng)，以地面為參考系，A、B都向前移動(dòng)一段距離。在此過(guò)程中( ) A．外力F做的功等于A和B動(dòng)能的增量 B．B對(duì)A的摩擦力所做的功等于A的動(dòng)能增量 C．A對(duì)B的摩擦力所做的功等于B對(duì)A的摩擦力所做的功 D．外力F對(duì)B做的功等于B的動(dòng)能的增量與B克服摩擦力所做的功之和 解析：選BD A物體所受的合外力等于B對(duì)A的摩擦力，對(duì)物體A應(yīng)用動(dòng)能定理，則有B對(duì)A的摩擦力所做的功等于A的動(dòng)能的增量，選項(xiàng)B正確；A對(duì)B的摩擦力與B對(duì)A的摩擦力是一對(duì)作用力與反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑動(dòng)，A、B相對(duì)地的位移不等，故二者做功不等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)長(zhǎng)木板B應(yīng)用動(dòng)能定理，WF－Wf＝ΔEkB，即WF＝ΔEkB＋Wf就是外力F對(duì)B做的功，等于B的動(dòng)能增量與B克服摩擦力所做的功之和，選項(xiàng)D正確；由前述討論知B克服摩擦力所做的功與A的動(dòng)能增量(等于B對(duì)A的摩擦力所做的功)不等，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。 6.[考查應(yīng)用動(dòng)能定理處理變力做功問(wèn)題] 用長(zhǎng)為l、不可伸長(zhǎng)的細(xì)線把質(zhì)量為m的小球懸掛于O點(diǎn)，將小球拉至懸線偏離豎直方向α角后放手，運(yùn)動(dòng)t時(shí)間后停在最低點(diǎn)。則在時(shí)間t內(nèi)( ) A．小球重力做功為mgl(1－cos α) B．空氣阻力做功為－mglcos α C．小球所受合力做功為mglsin α D．細(xì)線拉力做功的功率為 解析：選A 小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止的過(guò)程中，下降的高度為：h＝l(1－cos α)，所以小球的重力做功：WG＝mgh＝mgl(1－cos α)，故A正確；在小球運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，重力和空氣阻力對(duì)小球做功，根據(jù)動(dòng)能定理得：WG＋Wf＝0－0，所以空氣阻力做功Wf＝－WG＝－mgl(1－cos α)，故B錯(cuò)誤；小球受到的合外力做功等于小球動(dòng)能的變化，所以W合＝0－0＝0，故C錯(cuò)誤；由于細(xì)線的拉力始終與運(yùn)動(dòng)的方向垂直，所以細(xì)線的拉力不做功，細(xì)線的拉力的功率為0，故D錯(cuò)誤。 7．[考查Ekt圖像] 一個(gè)小球從固定的光滑圓弧槽的A點(diǎn)由靜止釋放后，經(jīng)最低點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，小球的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化圖像可能是( ) 解析：選B 動(dòng)能Ek與時(shí)間t的圖像上的任意一點(diǎn)的斜率表示重力做功的瞬時(shí)功率，即＝＝P，A點(diǎn)與C點(diǎn)處小球速度均為零，B點(diǎn)處小球速度方向與重力方向垂直，所以A、B、C三點(diǎn)處的重力做功功率為零，則小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，重力做功的功率先增大再減小至零，小球由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，重力做功的功率也是先增大再減小至零，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 8．[考查動(dòng)能定理與Fx圖像的綜合應(yīng)用] 如圖甲所示，長(zhǎng)為4 m的水平軌道AB與半徑為R＝0.6 m的豎直半圓弧軌道BC在B處相連接，有一質(zhì)量為1 kg的滑塊(大小不計(jì))，從A處由靜止開(kāi)始受水平向右的力F作用，F(xiàn)的大小隨位移變化的關(guān)系如圖乙所示，滑塊與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.3，與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)未知，取g＝10 m/s2。求： (1)滑塊到達(dá)B處時(shí)的速度大?。? (2)若到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去力F，滑塊沿半圓弧軌道內(nèi)側(cè)上滑，并恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C，則 ①滑塊到達(dá)C處時(shí)的速度vC大??？ ②滑塊在半圓弧軌道上克服摩擦力所做的功是多少？ ③滑塊落在軌道上的位置與B點(diǎn)的水平距離為多少？ 解析：(1)對(duì)滑塊從A到B的過(guò)程，由動(dòng)能定理得 F1x1＋F3x3－μmgx＝mvB2 代入數(shù)據(jù)解得：vB＝6 m/s。 (2)①當(dāng)滑塊恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí)，重力提供向心力：mg＝m 代入數(shù)據(jù)解得：vC＝ m/s。 ②對(duì)滑塊從B到C的過(guò)程，由動(dòng)能定理得： W－mg2R＝mvC2－mvB2 代入數(shù)據(jù)得：W＝－3 J，即克服摩擦力做的功為3 J。 ③滑塊離開(kāi)C后，做平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向：x′＝vC t 在豎直方向：2R＝gt2 聯(lián)立解得：x′＝1.2 m。 答案：(1)6 m/s (2)① m/s?、? J ③1.2 m 考點(diǎn)三 應(yīng)用動(dòng)能定理解決力學(xué)綜合問(wèn)題 9.[考查動(dòng)能定理解決多過(guò)程問(wèn)題] [多選]如圖所示為一滑草場(chǎng)。某條滑道由上下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45和37的滑道組成，滑草車(chē)與草地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。質(zhì)量為m的載人滑草車(chē)從坡頂由靜止開(kāi)始自由下滑，經(jīng)過(guò)上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計(jì)滑草車(chē)在兩段滑道交接處的能量損失，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8)。則( ) A．動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝ B．載人滑草車(chē)最大速度為 C．載人滑草車(chē)克服摩擦力做功為mgh D．載人滑草車(chē)在下段滑道上的加速度大小為g 解析：選AB 由題意知，上、下兩段斜坡的長(zhǎng)分別為 s1＝，s2＝ 由動(dòng)能定理知： 2mgh－μmgs1cos 45－μmgs2cos 37＝0 解得動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝，選項(xiàng)A正確； 載人滑草車(chē)在上下兩段的加速度分別為 a1＝g(sin 45－μcos 45)＝g， a2＝g(sin 37－μcos 37)＝－g， 則在下落h時(shí)的速度最大，由動(dòng)能定理知： mgh－μmgs1cos 45＝mv2 解得v＝ ，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤； 載人滑草車(chē)克服摩擦力做的功與重力做的功相等， 即W＝2mgh，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。 10．[考查動(dòng)能定理解決往復(fù)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題] 如圖所示，斜面的傾角為θ，質(zhì)量為m的滑塊距擋板P的距離為x0，滑塊以初速度v0沿斜面上滑，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，滑塊所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力。若滑塊每次與擋板相碰均無(wú)機(jī)械能損失，則滑塊經(jīng)過(guò)的總路程是( ) A. B. C. D. 解析：選A 因滑塊所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，故滑塊最終停在斜面底端，而摩擦力始終對(duì)滑塊做負(fù)功，其大小等于μmgcos θ與滑塊滑行的各段距離之和的乘積，即Wf＝－μmgcos θs，由動(dòng)能定理可得：mgx0sin θ＋Wf＝0－mv02， 可解得s＝，故A正確。 11．[考查動(dòng)能定理與傳送帶、平拋運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用] 如圖所示，斜面AB長(zhǎng)xAB＝3 m、傾角為α，其底端B與水平傳送帶相切，傳送帶長(zhǎng)為L(zhǎng)＝3 m，始終以v0＝5 m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m＝1 kg的物塊，在離B點(diǎn)xPB＝2 m處的P點(diǎn)由靜止釋放。已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.25，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.2，sin 37＝0.6，sin 53＝0.8，g取10 m/s2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。求： (1)傾角α逐漸增大到多少時(shí)，物塊能從斜面開(kāi)始下滑(用正切值表示)； (2)當(dāng)α＝37時(shí)，小物塊由P到C的過(guò)程中，摩擦力對(duì)物塊所做的功； (3)當(dāng)α＝53時(shí)，為了使物塊每次由P滑到C點(diǎn)時(shí)均拋在同一點(diǎn)D，求物塊釋放點(diǎn)P到B點(diǎn)的取值范圍。 解析：(1)為使物塊能從斜面開(kāi)始下滑，有： mgsin α＝μ1mgcos α 解得傾角α滿足的條件為tan α＝0.25。 (2)由P到B，由動(dòng)能定理得： mgxPBsin 37－μ1mgxPBcos 37＝mvB2 解得vB＝4 m/s 在B點(diǎn)，因?yàn)関B＝4 m/s下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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