2018-2019高考物理二轮复习 专题限时训练5 功、功率、动能定理

专题限时训练5功、功率、动能定理时间：45分钟一、单项选择题1(2018全国名校联考)如图所示，静止在水平地面上的物体，受到一水平向右的拉力F作用，F是随时间先逐渐增大后逐渐减小的变力，力F的大小随时间的变化如表所示，表格中的Ffm为物体与地面间的最大静摩擦力，设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则(C)t(时刻)01 s2 s3 s4 sF(数值)0Ffm2FfmFfm0A.第2 s末物体的速度最大B第2 s末摩擦力的功率最大C第3 s末物体的动能最大D在03 s时间内，拉力F先做正功后做负功解析：在01 s时间内，物体所受水平拉力小于最大静摩擦力，物体静止；在13 s时间内，物体受到的拉力大于最大静摩擦力，物体一直做加速运动，3 s末物体的速度达到最大，动能最大，故A、B项错误，C项正确；拉力F始终与位移方向相同，一直做正功，故D项错误2(2018济宁模拟)如图所示的竖直轨道，其圆形部分半径分别是R和，质量为m的小球通过这段轨道时，在A点时刚好对轨道无压力，在B点时对轨道的压力为mg.则小球由A点运动到B点的过程中摩擦力对小球做的功为(A)AmgR BmgRCmgR DmgR解析：在A处对小球由牛顿第二定律得mgm，vA，在B处对小球由牛顿第二定律得mgFNm，又FNmg，解得vB，小球由A到B的过程由动能定理得mg(2R2)Wfmvmv，解得WfmgR，故A正确3(2018江西师大附中模拟)如图所示，竖直放置的等螺距螺线管高为h，该螺线管是用长为l的硬质直管(内径远小于h)弯制而成一光滑小球从上端管口由静止释放，关于小球的运动，下列说法正确的是(C)A小球到达下端管口时的速度大小与l有关B小球到达下端管口时重力的功率为mgC小球到达下端的时间为 D小球在运动过程中受管道的作用力大小不变解析：在小球到达下端管口的过程中只有重力做功，故根据动能定理可知mghmv2，解得v，小球到达下端管口时的速度大小与h有关，与l无关，故A错误；到达下端管口的速度为v，速度沿管道的切线方向，故重力的瞬时功率为Pmgcos，为小球到达下端管口时速度方向与重力方向的夹角，故B错误；小球在管内下滑的加速度为a，设下滑所需时间为t，则lat2，t，故C正确；小球运动速度越来越大，做的是螺旋圆周运动，根据Fn可知，支持力越来越大，故D错误4一物体静止在粗糙水平地面上现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则(C)AWF24WF1，Wf22Wf1 BWF24WF1，Wf22Wf1CWF24WF1，Wf22Wf1 DWF24WF1，Wf2.根据功的计算公式WFl，可知Wf1Wf2，WF1WF2，故选项C正确，选项A、B、D错误5(2018保定模拟)一物体放在粗糙程度相同的水平面上，受到水平拉力的作用，由静止开始沿直线运动，物体的加速度a和速度的倒数的关系如图所示物体的质量为m1 kg，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是(A)A物体与水平面之间的动摩擦因数为0.1B物体速度为1.5 m/s时，加速度大小为2 m/s2C拉力的最大功率为6 WD物体匀加速运动的时间为1 s解析：由图象可知物体速度为01 m/s过程中做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动，在速度为13 m/s过程中，拉力以恒定的功率拉动物体，由牛顿第二定律得Ffma，从图中代入数据得，PFf0，PFf2，解得P3 W，Ff1 N，故C错误；又Ffmg，解得物体与水平面之间的动摩擦因数0.1，故A正确；将P3 W，Ff1 N，m1 kg，v1.5 m/s代入Ffma，解得a1 m/s2，即物体速度为1.5 m/s时，加速度大小为1 m/s2，故B错误；从图象可知物体速度为01 m/s过程中做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动，匀加速的时间为t0.5 s，故D错误6(2018山东临沂市一模)如图甲所示，质量m2 kg的小物体放在长直的水平地面上，用水平细线绕在半径R0.5 m的薄圆筒上t0时刻，圆筒由静止开始绕竖直的中心轴转动，其角速度随时间的变化规律如图乙所示，小物体和地面间的动摩擦因数0.1，重力加速度g取10 m/s2，则(D)A小物体的速度随时间的变化关系满足v4tB细线的拉力大小为2 NC细线拉力的瞬时功率满足P4tD在04 s内，细线拉力做的功为12 J解析：根据题图乙可知，圆筒匀加速转动，角速度随时间变化的关系式为：t，圆周边缘线速度与物体前进速度大小相同，根据vR得：vR0.5t，故A错误；物体运动的加速度a0.5 m/s2，根据牛顿第二定律得：Fmgma，解得：F20.5 N0.1210 N3 N，故B错误；细线拉力的瞬时功率PFv30.5t1.5t，故C错误；物体在4 s内运动的位移：xat20.542 m4 m，在04 s内，细线拉力做的功为：WFx34 J12 J，故D正确二、多项选择题7(2018中山二模)在距水平地面10 m高处，以10 m/s的速度水平抛出一质量为1 kg的物体，已知物体落地时的速度为16 m/s，取g10 m/s2，则下列说法正确的是(BC)A抛出时人对物体做功为150 JB自抛出到落地，重力对物体做功为100 JC飞行过程中物体克服阻力做功22 JD物体自抛出到落地时间为 s解析：根据动能定理，抛出时人对物体做的功W1mv50 J，选项A错误；自抛出到落地，重力对物体做功WGmgh100 J，选项B正确；根据动能定理有mghWfEk2Ek1，得物体克服阻力做的功Wfmghmvmv22 J，选项C正确；由于空气阻力的影响，物体不做平抛运动，竖直分运动不是自由落体运动，无法求解物体运动的时间，选项D错误8如图所示，AB为半径R0.50 m的四分之一圆弧轨道，B端距水平地面的高度h0.45 m一质量m1.0 kg的小滑块从圆弧道A端由静止释放，到达轨道B端的速度v2.0 m/s.忽略空气的阻力取g10 m/s2.则下列说法正确的是(BC)A小滑块在圆弧轨道B端受到的支持力大小FN16 NB小滑块由A端到B端的过程中，克服摩擦力所做的功W3 JC小滑块的落地点与B点的水平距离x0.6 mD小滑块的落地点与B点的水平距离x0.3 m解析：小滑块在B端时，根据牛顿第二定律有FNmgm，解得FN18 N，A错误；根据动能定理有mgRWmv2，解得WmgRmv23 J，B正确；小滑块从B点做平抛运动，水平方向上xvt，竖直方向上hgt2，解得xv0.6 m，C正确，D错误9如图所示，竖直平面内有一个半径为R的半圆形轨道OQP，其中Q是半圆形轨道的中点，半圆形轨道与水平轨道OE在O点相切，质量为m的小球沿水平轨道运动，通过O点后进入半圆形轨道，恰好能够通过最高点P，然后落到水平轨道上，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是(g为重力加速度)(ABD)A小球落地时的动能为mgRB小球落地点离O点的距离为2RC小球运动到半圆形轨道最高点P时，向心力恰好为零D小球到达Q点的速度大小为解析：小球恰好能够通过P点，由mgm得v0.小球从P点至落地过程，根据动能定理得mg2Rmv2mv，解得mv22.5mgR，A正确；由平抛运动知识得t，落地点与O点距离xv0t2R，B正确；小球在P处时重力提供向心力，C错误；小球从Q到P，由动能定理得mgRm()2mv，解得vQ，D正确10如图甲所示，小物块静止在倾角37的粗糙斜面上现对物块施加一个沿斜面向下的推力F，力F的大小随时间t的变化情况如图乙所示，物块的速率v随时间t的变化规律如图丙所示，sin370.6，cos370.8，重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是(AD)A物块的质量为1 kgB物块与斜面间的动摩擦因数为0.7C03 s时间内力F做功的平均功率为0.32 WD03 s时间内物块克服摩擦力做的功为5.12 J解析：由速度图象知在13 s时间内，物块做匀加速直线运动，则0.8 Nmgsinmgcosma，a m/s20.4 m/s2.在34 s时间内，物块匀速运动，受力平衡，则mgcosmgsin0.4 N，解得m1 kg，0.8，选项A正确，B错误；01 s时间内，物块静止，力F不做功，13 s时间内，力F0.8 N，物块的位移x0.422 m0.8 m,03 s内力F做功的平均功率为 W0.213 W，选项C错误；03 s时间内物块克服摩擦力做的功为mgcosx5.12 J，选项D正确三、计算题11下表是一辆电动车的部分技术指标，其中的额定车速是指电动车满载的情况下，在平直道路上以额定功率匀速行驶时的速度.额定车速18 km/h电源输出电压36 V整车质量40 kg充电时间68 h载重80 kg电动机的额定输出功率180 W电源136 V/12 Ah电动机的额定工作电压/电流36 V/6 A请根据表中的数据，完成下列问题(g取10 m/s2)(1)在行驶的过程中，电动车受到的阻力是车重(包括载重)的k倍，假定k是定值，试推算k的大小；(2)若电动车以额定功率行驶，求速度为3 m/s时的加速度是多少？解析：(1)由表可得到P出180 W，车速v18 km/h5 m/s，由P出Fv，匀速直线运动时有Ff，其中fk(Mm)g，解得k0.03.(2)当车速v3 m/s时，牵引力F，由牛顿第二定律知Fk(Mm)g(mM)a，解得a0.2 m/s2.答案：(1)0.03(2)0.2 m/s212(2018常州模拟)高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像现利用这架照相机对某款家用汽车的加速性能进行研究，如图为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中汽车的实际长度为4 m，照相机每两次曝光的时间间隔为2.0 s已知该汽车的质量为1 000 kg，额定功率为90 kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为1 500 N.(1)求该汽车的加速度(2)若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，则匀加速运动状态能保持多长时间？(3)汽车所能达到的最大速度是多少？(4)若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3 000 N，求汽车运动2 400 m所用的最短时间(汽车已经达到最大速度)解析：(1)由图可得汽车在第1个2 s时间内的位移x19 m，第2个2 s时间内的位移x215 m汽车的加速度a1.5 m/s2.(2)由FFfma得，汽车牵引力FFfma(1 5001 0001.5) N3 000 N汽车做匀加速运动的末速度v m/s30 m/s匀加速运动保持的时间t1 s20 s.(3)汽车所能达到的最大速度vm m/s60 m/s.(4)由(1)、(2)知匀加速运动的时间t120 s，运动的距离x120 m300 m所以，以额定功率运动的距离x2(2 400300) m2 100 m对以额定功率运动的过程，有P额t2Ffx2m(vv2)解得t250 s所以所求时间为t总t1t2(2050) s70 s.答案：(1)1.5 m/s2(2)20 s(3)60 m/s(4)70 s7